bpf: Fix subprog idx logic in check_max_stack_depth
[linux-2.6-microblaze.git] / kernel / bpf / verifier.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /* Copyright (c) 2011-2014 PLUMgrid, http://plumgrid.com
3  * Copyright (c) 2016 Facebook
4  * Copyright (c) 2018 Covalent IO, Inc. http://covalent.io
5  */
6 #include <uapi/linux/btf.h>
7 #include <linux/bpf-cgroup.h>
8 #include <linux/kernel.h>
9 #include <linux/types.h>
10 #include <linux/slab.h>
11 #include <linux/bpf.h>
12 #include <linux/btf.h>
13 #include <linux/bpf_verifier.h>
14 #include <linux/filter.h>
15 #include <net/netlink.h>
16 #include <linux/file.h>
17 #include <linux/vmalloc.h>
18 #include <linux/stringify.h>
19 #include <linux/bsearch.h>
20 #include <linux/sort.h>
21 #include <linux/perf_event.h>
22 #include <linux/ctype.h>
23 #include <linux/error-injection.h>
24 #include <linux/bpf_lsm.h>
25 #include <linux/btf_ids.h>
26 #include <linux/poison.h>
27 #include <linux/module.h>
28
29 #include "disasm.h"
30
31 static const struct bpf_verifier_ops * const bpf_verifier_ops[] = {
32 #define BPF_PROG_TYPE(_id, _name, prog_ctx_type, kern_ctx_type) \
33         [_id] = & _name ## _verifier_ops,
34 #define BPF_MAP_TYPE(_id, _ops)
35 #define BPF_LINK_TYPE(_id, _name)
36 #include <linux/bpf_types.h>
37 #undef BPF_PROG_TYPE
38 #undef BPF_MAP_TYPE
39 #undef BPF_LINK_TYPE
40 };
41
42 /* bpf_check() is a static code analyzer that walks eBPF program
43  * instruction by instruction and updates register/stack state.
44  * All paths of conditional branches are analyzed until 'bpf_exit' insn.
45  *
46  * The first pass is depth-first-search to check that the program is a DAG.
47  * It rejects the following programs:
48  * - larger than BPF_MAXINSNS insns
49  * - if loop is present (detected via back-edge)
50  * - unreachable insns exist (shouldn't be a forest. program = one function)
51  * - out of bounds or malformed jumps
52  * The second pass is all possible path descent from the 1st insn.
53  * Since it's analyzing all paths through the program, the length of the
54  * analysis is limited to 64k insn, which may be hit even if total number of
55  * insn is less then 4K, but there are too many branches that change stack/regs.
56  * Number of 'branches to be analyzed' is limited to 1k
57  *
58  * On entry to each instruction, each register has a type, and the instruction
59  * changes the types of the registers depending on instruction semantics.
60  * If instruction is BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_5), then type of R5 is
61  * copied to R1.
62  *
63  * All registers are 64-bit.
64  * R0 - return register
65  * R1-R5 argument passing registers
66  * R6-R9 callee saved registers
67  * R10 - frame pointer read-only
68  *
69  * At the start of BPF program the register R1 contains a pointer to bpf_context
70  * and has type PTR_TO_CTX.
71  *
72  * Verifier tracks arithmetic operations on pointers in case:
73  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_10),
74  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_1, -20),
75  * 1st insn copies R10 (which has FRAME_PTR) type into R1
76  * and 2nd arithmetic instruction is pattern matched to recognize
77  * that it wants to construct a pointer to some element within stack.
78  * So after 2nd insn, the register R1 has type PTR_TO_STACK
79  * (and -20 constant is saved for further stack bounds checking).
80  * Meaning that this reg is a pointer to stack plus known immediate constant.
81  *
82  * Most of the time the registers have SCALAR_VALUE type, which
83  * means the register has some value, but it's not a valid pointer.
84  * (like pointer plus pointer becomes SCALAR_VALUE type)
85  *
86  * When verifier sees load or store instructions the type of base register
87  * can be: PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_CTX, PTR_TO_STACK, PTR_TO_SOCKET. These are
88  * four pointer types recognized by check_mem_access() function.
89  *
90  * PTR_TO_MAP_VALUE means that this register is pointing to 'map element value'
91  * and the range of [ptr, ptr + map's value_size) is accessible.
92  *
93  * registers used to pass values to function calls are checked against
94  * function argument constraints.
95  *
96  * ARG_PTR_TO_MAP_KEY is one of such argument constraints.
97  * It means that the register type passed to this function must be
98  * PTR_TO_STACK and it will be used inside the function as
99  * 'pointer to map element key'
100  *
101  * For example the argument constraints for bpf_map_lookup_elem():
102  *   .ret_type = RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL,
103  *   .arg1_type = ARG_CONST_MAP_PTR,
104  *   .arg2_type = ARG_PTR_TO_MAP_KEY,
105  *
106  * ret_type says that this function returns 'pointer to map elem value or null'
107  * function expects 1st argument to be a const pointer to 'struct bpf_map' and
108  * 2nd argument should be a pointer to stack, which will be used inside
109  * the helper function as a pointer to map element key.
110  *
111  * On the kernel side the helper function looks like:
112  * u64 bpf_map_lookup_elem(u64 r1, u64 r2, u64 r3, u64 r4, u64 r5)
113  * {
114  *    struct bpf_map *map = (struct bpf_map *) (unsigned long) r1;
115  *    void *key = (void *) (unsigned long) r2;
116  *    void *value;
117  *
118  *    here kernel can access 'key' and 'map' pointers safely, knowing that
119  *    [key, key + map->key_size) bytes are valid and were initialized on
120  *    the stack of eBPF program.
121  * }
122  *
123  * Corresponding eBPF program may look like:
124  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_2, BPF_REG_10),  // after this insn R2 type is FRAME_PTR
125  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_2, -4), // after this insn R2 type is PTR_TO_STACK
126  *    BPF_LD_MAP_FD(BPF_REG_1, map_fd),      // after this insn R1 type is CONST_PTR_TO_MAP
127  *    BPF_RAW_INSN(BPF_JMP | BPF_CALL, 0, 0, 0, BPF_FUNC_map_lookup_elem),
128  * here verifier looks at prototype of map_lookup_elem() and sees:
129  * .arg1_type == ARG_CONST_MAP_PTR and R1->type == CONST_PTR_TO_MAP, which is ok,
130  * Now verifier knows that this map has key of R1->map_ptr->key_size bytes
131  *
132  * Then .arg2_type == ARG_PTR_TO_MAP_KEY and R2->type == PTR_TO_STACK, ok so far,
133  * Now verifier checks that [R2, R2 + map's key_size) are within stack limits
134  * and were initialized prior to this call.
135  * If it's ok, then verifier allows this BPF_CALL insn and looks at
136  * .ret_type which is RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL, so it sets
137  * R0->type = PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL which means bpf_map_lookup_elem() function
138  * returns either pointer to map value or NULL.
139  *
140  * When type PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL passes through 'if (reg != 0) goto +off'
141  * insn, the register holding that pointer in the true branch changes state to
142  * PTR_TO_MAP_VALUE and the same register changes state to CONST_IMM in the false
143  * branch. See check_cond_jmp_op().
144  *
145  * After the call R0 is set to return type of the function and registers R1-R5
146  * are set to NOT_INIT to indicate that they are no longer readable.
147  *
148  * The following reference types represent a potential reference to a kernel
149  * resource which, after first being allocated, must be checked and freed by
150  * the BPF program:
151  * - PTR_TO_SOCKET_OR_NULL, PTR_TO_SOCKET
152  *
153  * When the verifier sees a helper call return a reference type, it allocates a
154  * pointer id for the reference and stores it in the current function state.
155  * Similar to the way that PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL is converted into
156  * PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_SOCKET_OR_NULL becomes PTR_TO_SOCKET when the type
157  * passes through a NULL-check conditional. For the branch wherein the state is
158  * changed to CONST_IMM, the verifier releases the reference.
159  *
160  * For each helper function that allocates a reference, such as
161  * bpf_sk_lookup_tcp(), there is a corresponding release function, such as
162  * bpf_sk_release(). When a reference type passes into the release function,
163  * the verifier also releases the reference. If any unchecked or unreleased
164  * reference remains at the end of the program, the verifier rejects it.
165  */
166
167 /* verifier_state + insn_idx are pushed to stack when branch is encountered */
168 struct bpf_verifier_stack_elem {
169         /* verifer state is 'st'
170          * before processing instruction 'insn_idx'
171          * and after processing instruction 'prev_insn_idx'
172          */
173         struct bpf_verifier_state st;
174         int insn_idx;
175         int prev_insn_idx;
176         struct bpf_verifier_stack_elem *next;
177         /* length of verifier log at the time this state was pushed on stack */
178         u32 log_pos;
179 };
180
181 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ    8192
182 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES     64
183
184 #define BPF_MAP_KEY_POISON      (1ULL << 63)
185 #define BPF_MAP_KEY_SEEN        (1ULL << 62)
186
187 #define BPF_MAP_PTR_UNPRIV      1UL
188 #define BPF_MAP_PTR_POISON      ((void *)((0xeB9FUL << 1) +     \
189                                           POISON_POINTER_DELTA))
190 #define BPF_MAP_PTR(X)          ((struct bpf_map *)((X) & ~BPF_MAP_PTR_UNPRIV))
191
192 static int acquire_reference_state(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx);
193 static int release_reference(struct bpf_verifier_env *env, int ref_obj_id);
194 static void invalidate_non_owning_refs(struct bpf_verifier_env *env);
195 static bool in_rbtree_lock_required_cb(struct bpf_verifier_env *env);
196 static int ref_set_non_owning(struct bpf_verifier_env *env,
197                               struct bpf_reg_state *reg);
198 static void specialize_kfunc(struct bpf_verifier_env *env,
199                              u32 func_id, u16 offset, unsigned long *addr);
200 static bool is_trusted_reg(const struct bpf_reg_state *reg);
201
202 static bool bpf_map_ptr_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
203 {
204         return BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) == BPF_MAP_PTR_POISON;
205 }
206
207 static bool bpf_map_ptr_unpriv(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
208 {
209         return aux->map_ptr_state & BPF_MAP_PTR_UNPRIV;
210 }
211
212 static void bpf_map_ptr_store(struct bpf_insn_aux_data *aux,
213                               const struct bpf_map *map, bool unpriv)
214 {
215         BUILD_BUG_ON((unsigned long)BPF_MAP_PTR_POISON & BPF_MAP_PTR_UNPRIV);
216         unpriv |= bpf_map_ptr_unpriv(aux);
217         aux->map_ptr_state = (unsigned long)map |
218                              (unpriv ? BPF_MAP_PTR_UNPRIV : 0UL);
219 }
220
221 static bool bpf_map_key_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
222 {
223         return aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_POISON;
224 }
225
226 static bool bpf_map_key_unseen(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
227 {
228         return !(aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_SEEN);
229 }
230
231 static u64 bpf_map_key_immediate(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
232 {
233         return aux->map_key_state & ~(BPF_MAP_KEY_SEEN | BPF_MAP_KEY_POISON);
234 }
235
236 static void bpf_map_key_store(struct bpf_insn_aux_data *aux, u64 state)
237 {
238         bool poisoned = bpf_map_key_poisoned(aux);
239
240         aux->map_key_state = state | BPF_MAP_KEY_SEEN |
241                              (poisoned ? BPF_MAP_KEY_POISON : 0ULL);
242 }
243
244 static bool bpf_helper_call(const struct bpf_insn *insn)
245 {
246         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
247                insn->src_reg == 0;
248 }
249
250 static bool bpf_pseudo_call(const struct bpf_insn *insn)
251 {
252         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
253                insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL;
254 }
255
256 static bool bpf_pseudo_kfunc_call(const struct bpf_insn *insn)
257 {
258         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
259                insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL;
260 }
261
262 struct bpf_call_arg_meta {
263         struct bpf_map *map_ptr;
264         bool raw_mode;
265         bool pkt_access;
266         u8 release_regno;
267         int regno;
268         int access_size;
269         int mem_size;
270         u64 msize_max_value;
271         int ref_obj_id;
272         int dynptr_id;
273         int map_uid;
274         int func_id;
275         struct btf *btf;
276         u32 btf_id;
277         struct btf *ret_btf;
278         u32 ret_btf_id;
279         u32 subprogno;
280         struct btf_field *kptr_field;
281 };
282
283 struct bpf_kfunc_call_arg_meta {
284         /* In parameters */
285         struct btf *btf;
286         u32 func_id;
287         u32 kfunc_flags;
288         const struct btf_type *func_proto;
289         const char *func_name;
290         /* Out parameters */
291         u32 ref_obj_id;
292         u8 release_regno;
293         bool r0_rdonly;
294         u32 ret_btf_id;
295         u64 r0_size;
296         u32 subprogno;
297         struct {
298                 u64 value;
299                 bool found;
300         } arg_constant;
301
302         /* arg_{btf,btf_id,owning_ref} are used by kfunc-specific handling,
303          * generally to pass info about user-defined local kptr types to later
304          * verification logic
305          *   bpf_obj_drop
306          *     Record the local kptr type to be drop'd
307          *   bpf_refcount_acquire (via KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR arg type)
308          *     Record the local kptr type to be refcount_incr'd and use
309          *     arg_owning_ref to determine whether refcount_acquire should be
310          *     fallible
311          */
312         struct btf *arg_btf;
313         u32 arg_btf_id;
314         bool arg_owning_ref;
315
316         struct {
317                 struct btf_field *field;
318         } arg_list_head;
319         struct {
320                 struct btf_field *field;
321         } arg_rbtree_root;
322         struct {
323                 enum bpf_dynptr_type type;
324                 u32 id;
325                 u32 ref_obj_id;
326         } initialized_dynptr;
327         struct {
328                 u8 spi;
329                 u8 frameno;
330         } iter;
331         u64 mem_size;
332 };
333
334 struct btf *btf_vmlinux;
335
336 static DEFINE_MUTEX(bpf_verifier_lock);
337
338 static const struct bpf_line_info *
339 find_linfo(const struct bpf_verifier_env *env, u32 insn_off)
340 {
341         const struct bpf_line_info *linfo;
342         const struct bpf_prog *prog;
343         u32 i, nr_linfo;
344
345         prog = env->prog;
346         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
347
348         if (!nr_linfo || insn_off >= prog->len)
349                 return NULL;
350
351         linfo = prog->aux->linfo;
352         for (i = 1; i < nr_linfo; i++)
353                 if (insn_off < linfo[i].insn_off)
354                         break;
355
356         return &linfo[i - 1];
357 }
358
359 __printf(2, 3) static void verbose(void *private_data, const char *fmt, ...)
360 {
361         struct bpf_verifier_env *env = private_data;
362         va_list args;
363
364         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
365                 return;
366
367         va_start(args, fmt);
368         bpf_verifier_vlog(&env->log, fmt, args);
369         va_end(args);
370 }
371
372 static const char *ltrim(const char *s)
373 {
374         while (isspace(*s))
375                 s++;
376
377         return s;
378 }
379
380 __printf(3, 4) static void verbose_linfo(struct bpf_verifier_env *env,
381                                          u32 insn_off,
382                                          const char *prefix_fmt, ...)
383 {
384         const struct bpf_line_info *linfo;
385
386         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
387                 return;
388
389         linfo = find_linfo(env, insn_off);
390         if (!linfo || linfo == env->prev_linfo)
391                 return;
392
393         if (prefix_fmt) {
394                 va_list args;
395
396                 va_start(args, prefix_fmt);
397                 bpf_verifier_vlog(&env->log, prefix_fmt, args);
398                 va_end(args);
399         }
400
401         verbose(env, "%s\n",
402                 ltrim(btf_name_by_offset(env->prog->aux->btf,
403                                          linfo->line_off)));
404
405         env->prev_linfo = linfo;
406 }
407
408 static void verbose_invalid_scalar(struct bpf_verifier_env *env,
409                                    struct bpf_reg_state *reg,
410                                    struct tnum *range, const char *ctx,
411                                    const char *reg_name)
412 {
413         char tn_buf[48];
414
415         verbose(env, "At %s the register %s ", ctx, reg_name);
416         if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
417                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
418                 verbose(env, "has value %s", tn_buf);
419         } else {
420                 verbose(env, "has unknown scalar value");
421         }
422         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), *range);
423         verbose(env, " should have been in %s\n", tn_buf);
424 }
425
426 static bool type_is_pkt_pointer(enum bpf_reg_type type)
427 {
428         type = base_type(type);
429         return type == PTR_TO_PACKET ||
430                type == PTR_TO_PACKET_META;
431 }
432
433 static bool type_is_sk_pointer(enum bpf_reg_type type)
434 {
435         return type == PTR_TO_SOCKET ||
436                 type == PTR_TO_SOCK_COMMON ||
437                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
438                 type == PTR_TO_XDP_SOCK;
439 }
440
441 static bool type_may_be_null(u32 type)
442 {
443         return type & PTR_MAYBE_NULL;
444 }
445
446 static bool reg_not_null(const struct bpf_reg_state *reg)
447 {
448         enum bpf_reg_type type;
449
450         type = reg->type;
451         if (type_may_be_null(type))
452                 return false;
453
454         type = base_type(type);
455         return type == PTR_TO_SOCKET ||
456                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
457                 type == PTR_TO_MAP_VALUE ||
458                 type == PTR_TO_MAP_KEY ||
459                 type == PTR_TO_SOCK_COMMON ||
460                 (type == PTR_TO_BTF_ID && is_trusted_reg(reg)) ||
461                 type == PTR_TO_MEM;
462 }
463
464 static bool type_is_ptr_alloc_obj(u32 type)
465 {
466         return base_type(type) == PTR_TO_BTF_ID && type_flag(type) & MEM_ALLOC;
467 }
468
469 static bool type_is_non_owning_ref(u32 type)
470 {
471         return type_is_ptr_alloc_obj(type) && type_flag(type) & NON_OWN_REF;
472 }
473
474 static struct btf_record *reg_btf_record(const struct bpf_reg_state *reg)
475 {
476         struct btf_record *rec = NULL;
477         struct btf_struct_meta *meta;
478
479         if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
480                 rec = reg->map_ptr->record;
481         } else if (type_is_ptr_alloc_obj(reg->type)) {
482                 meta = btf_find_struct_meta(reg->btf, reg->btf_id);
483                 if (meta)
484                         rec = meta->record;
485         }
486         return rec;
487 }
488
489 static bool subprog_is_global(const struct bpf_verifier_env *env, int subprog)
490 {
491         struct bpf_func_info_aux *aux = env->prog->aux->func_info_aux;
492
493         return aux && aux[subprog].linkage == BTF_FUNC_GLOBAL;
494 }
495
496 static bool reg_may_point_to_spin_lock(const struct bpf_reg_state *reg)
497 {
498         return btf_record_has_field(reg_btf_record(reg), BPF_SPIN_LOCK);
499 }
500
501 static bool type_is_rdonly_mem(u32 type)
502 {
503         return type & MEM_RDONLY;
504 }
505
506 static bool is_acquire_function(enum bpf_func_id func_id,
507                                 const struct bpf_map *map)
508 {
509         enum bpf_map_type map_type = map ? map->map_type : BPF_MAP_TYPE_UNSPEC;
510
511         if (func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_tcp ||
512             func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_udp ||
513             func_id == BPF_FUNC_skc_lookup_tcp ||
514             func_id == BPF_FUNC_ringbuf_reserve ||
515             func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg)
516                 return true;
517
518         if (func_id == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
519             (map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
520              map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH))
521                 return true;
522
523         return false;
524 }
525
526 static bool is_ptr_cast_function(enum bpf_func_id func_id)
527 {
528         return func_id == BPF_FUNC_tcp_sock ||
529                 func_id == BPF_FUNC_sk_fullsock ||
530                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_sock ||
531                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp6_sock ||
532                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_udp6_sock ||
533                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_mptcp_sock ||
534                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_timewait_sock ||
535                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_request_sock;
536 }
537
538 static bool is_dynptr_ref_function(enum bpf_func_id func_id)
539 {
540         return func_id == BPF_FUNC_dynptr_data;
541 }
542
543 static bool is_callback_calling_kfunc(u32 btf_id);
544
545 static bool is_callback_calling_function(enum bpf_func_id func_id)
546 {
547         return func_id == BPF_FUNC_for_each_map_elem ||
548                func_id == BPF_FUNC_timer_set_callback ||
549                func_id == BPF_FUNC_find_vma ||
550                func_id == BPF_FUNC_loop ||
551                func_id == BPF_FUNC_user_ringbuf_drain;
552 }
553
554 static bool is_async_callback_calling_function(enum bpf_func_id func_id)
555 {
556         return func_id == BPF_FUNC_timer_set_callback;
557 }
558
559 static bool is_storage_get_function(enum bpf_func_id func_id)
560 {
561         return func_id == BPF_FUNC_sk_storage_get ||
562                func_id == BPF_FUNC_inode_storage_get ||
563                func_id == BPF_FUNC_task_storage_get ||
564                func_id == BPF_FUNC_cgrp_storage_get;
565 }
566
567 static bool helper_multiple_ref_obj_use(enum bpf_func_id func_id,
568                                         const struct bpf_map *map)
569 {
570         int ref_obj_uses = 0;
571
572         if (is_ptr_cast_function(func_id))
573                 ref_obj_uses++;
574         if (is_acquire_function(func_id, map))
575                 ref_obj_uses++;
576         if (is_dynptr_ref_function(func_id))
577                 ref_obj_uses++;
578
579         return ref_obj_uses > 1;
580 }
581
582 static bool is_cmpxchg_insn(const struct bpf_insn *insn)
583 {
584         return BPF_CLASS(insn->code) == BPF_STX &&
585                BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC &&
586                insn->imm == BPF_CMPXCHG;
587 }
588
589 /* string representation of 'enum bpf_reg_type'
590  *
591  * Note that reg_type_str() can not appear more than once in a single verbose()
592  * statement.
593  */
594 static const char *reg_type_str(struct bpf_verifier_env *env,
595                                 enum bpf_reg_type type)
596 {
597         char postfix[16] = {0}, prefix[64] = {0};
598         static const char * const str[] = {
599                 [NOT_INIT]              = "?",
600                 [SCALAR_VALUE]          = "scalar",
601                 [PTR_TO_CTX]            = "ctx",
602                 [CONST_PTR_TO_MAP]      = "map_ptr",
603                 [PTR_TO_MAP_VALUE]      = "map_value",
604                 [PTR_TO_STACK]          = "fp",
605                 [PTR_TO_PACKET]         = "pkt",
606                 [PTR_TO_PACKET_META]    = "pkt_meta",
607                 [PTR_TO_PACKET_END]     = "pkt_end",
608                 [PTR_TO_FLOW_KEYS]      = "flow_keys",
609                 [PTR_TO_SOCKET]         = "sock",
610                 [PTR_TO_SOCK_COMMON]    = "sock_common",
611                 [PTR_TO_TCP_SOCK]       = "tcp_sock",
612                 [PTR_TO_TP_BUFFER]      = "tp_buffer",
613                 [PTR_TO_XDP_SOCK]       = "xdp_sock",
614                 [PTR_TO_BTF_ID]         = "ptr_",
615                 [PTR_TO_MEM]            = "mem",
616                 [PTR_TO_BUF]            = "buf",
617                 [PTR_TO_FUNC]           = "func",
618                 [PTR_TO_MAP_KEY]        = "map_key",
619                 [CONST_PTR_TO_DYNPTR]   = "dynptr_ptr",
620         };
621
622         if (type & PTR_MAYBE_NULL) {
623                 if (base_type(type) == PTR_TO_BTF_ID)
624                         strncpy(postfix, "or_null_", 16);
625                 else
626                         strncpy(postfix, "_or_null", 16);
627         }
628
629         snprintf(prefix, sizeof(prefix), "%s%s%s%s%s%s%s",
630                  type & MEM_RDONLY ? "rdonly_" : "",
631                  type & MEM_RINGBUF ? "ringbuf_" : "",
632                  type & MEM_USER ? "user_" : "",
633                  type & MEM_PERCPU ? "percpu_" : "",
634                  type & MEM_RCU ? "rcu_" : "",
635                  type & PTR_UNTRUSTED ? "untrusted_" : "",
636                  type & PTR_TRUSTED ? "trusted_" : ""
637         );
638
639         snprintf(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN, "%s%s%s",
640                  prefix, str[base_type(type)], postfix);
641         return env->tmp_str_buf;
642 }
643
644 static char slot_type_char[] = {
645         [STACK_INVALID] = '?',
646         [STACK_SPILL]   = 'r',
647         [STACK_MISC]    = 'm',
648         [STACK_ZERO]    = '0',
649         [STACK_DYNPTR]  = 'd',
650         [STACK_ITER]    = 'i',
651 };
652
653 static void print_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
654                            enum bpf_reg_liveness live)
655 {
656         if (live & (REG_LIVE_READ | REG_LIVE_WRITTEN | REG_LIVE_DONE))
657             verbose(env, "_");
658         if (live & REG_LIVE_READ)
659                 verbose(env, "r");
660         if (live & REG_LIVE_WRITTEN)
661                 verbose(env, "w");
662         if (live & REG_LIVE_DONE)
663                 verbose(env, "D");
664 }
665
666 static int __get_spi(s32 off)
667 {
668         return (-off - 1) / BPF_REG_SIZE;
669 }
670
671 static struct bpf_func_state *func(struct bpf_verifier_env *env,
672                                    const struct bpf_reg_state *reg)
673 {
674         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
675
676         return cur->frame[reg->frameno];
677 }
678
679 static bool is_spi_bounds_valid(struct bpf_func_state *state, int spi, int nr_slots)
680 {
681        int allocated_slots = state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE;
682
683        /* We need to check that slots between [spi - nr_slots + 1, spi] are
684         * within [0, allocated_stack).
685         *
686         * Please note that the spi grows downwards. For example, a dynptr
687         * takes the size of two stack slots; the first slot will be at
688         * spi and the second slot will be at spi - 1.
689         */
690        return spi - nr_slots + 1 >= 0 && spi < allocated_slots;
691 }
692
693 static int stack_slot_obj_get_spi(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
694                                   const char *obj_kind, int nr_slots)
695 {
696         int off, spi;
697
698         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
699                 verbose(env, "%s has to be at a constant offset\n", obj_kind);
700                 return -EINVAL;
701         }
702
703         off = reg->off + reg->var_off.value;
704         if (off % BPF_REG_SIZE) {
705                 verbose(env, "cannot pass in %s at an offset=%d\n", obj_kind, off);
706                 return -EINVAL;
707         }
708
709         spi = __get_spi(off);
710         if (spi + 1 < nr_slots) {
711                 verbose(env, "cannot pass in %s at an offset=%d\n", obj_kind, off);
712                 return -EINVAL;
713         }
714
715         if (!is_spi_bounds_valid(func(env, reg), spi, nr_slots))
716                 return -ERANGE;
717         return spi;
718 }
719
720 static int dynptr_get_spi(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
721 {
722         return stack_slot_obj_get_spi(env, reg, "dynptr", BPF_DYNPTR_NR_SLOTS);
723 }
724
725 static int iter_get_spi(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg, int nr_slots)
726 {
727         return stack_slot_obj_get_spi(env, reg, "iter", nr_slots);
728 }
729
730 static const char *btf_type_name(const struct btf *btf, u32 id)
731 {
732         return btf_name_by_offset(btf, btf_type_by_id(btf, id)->name_off);
733 }
734
735 static const char *dynptr_type_str(enum bpf_dynptr_type type)
736 {
737         switch (type) {
738         case BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL:
739                 return "local";
740         case BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF:
741                 return "ringbuf";
742         case BPF_DYNPTR_TYPE_SKB:
743                 return "skb";
744         case BPF_DYNPTR_TYPE_XDP:
745                 return "xdp";
746         case BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID:
747                 return "<invalid>";
748         default:
749                 WARN_ONCE(1, "unknown dynptr type %d\n", type);
750                 return "<unknown>";
751         }
752 }
753
754 static const char *iter_type_str(const struct btf *btf, u32 btf_id)
755 {
756         if (!btf || btf_id == 0)
757                 return "<invalid>";
758
759         /* we already validated that type is valid and has conforming name */
760         return btf_type_name(btf, btf_id) + sizeof(ITER_PREFIX) - 1;
761 }
762
763 static const char *iter_state_str(enum bpf_iter_state state)
764 {
765         switch (state) {
766         case BPF_ITER_STATE_ACTIVE:
767                 return "active";
768         case BPF_ITER_STATE_DRAINED:
769                 return "drained";
770         case BPF_ITER_STATE_INVALID:
771                 return "<invalid>";
772         default:
773                 WARN_ONCE(1, "unknown iter state %d\n", state);
774                 return "<unknown>";
775         }
776 }
777
778 static void mark_reg_scratched(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno)
779 {
780         env->scratched_regs |= 1U << regno;
781 }
782
783 static void mark_stack_slot_scratched(struct bpf_verifier_env *env, u32 spi)
784 {
785         env->scratched_stack_slots |= 1ULL << spi;
786 }
787
788 static bool reg_scratched(const struct bpf_verifier_env *env, u32 regno)
789 {
790         return (env->scratched_regs >> regno) & 1;
791 }
792
793 static bool stack_slot_scratched(const struct bpf_verifier_env *env, u64 regno)
794 {
795         return (env->scratched_stack_slots >> regno) & 1;
796 }
797
798 static bool verifier_state_scratched(const struct bpf_verifier_env *env)
799 {
800         return env->scratched_regs || env->scratched_stack_slots;
801 }
802
803 static void mark_verifier_state_clean(struct bpf_verifier_env *env)
804 {
805         env->scratched_regs = 0U;
806         env->scratched_stack_slots = 0ULL;
807 }
808
809 /* Used for printing the entire verifier state. */
810 static void mark_verifier_state_scratched(struct bpf_verifier_env *env)
811 {
812         env->scratched_regs = ~0U;
813         env->scratched_stack_slots = ~0ULL;
814 }
815
816 static enum bpf_dynptr_type arg_to_dynptr_type(enum bpf_arg_type arg_type)
817 {
818         switch (arg_type & DYNPTR_TYPE_FLAG_MASK) {
819         case DYNPTR_TYPE_LOCAL:
820                 return BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL;
821         case DYNPTR_TYPE_RINGBUF:
822                 return BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
823         case DYNPTR_TYPE_SKB:
824                 return BPF_DYNPTR_TYPE_SKB;
825         case DYNPTR_TYPE_XDP:
826                 return BPF_DYNPTR_TYPE_XDP;
827         default:
828                 return BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID;
829         }
830 }
831
832 static enum bpf_type_flag get_dynptr_type_flag(enum bpf_dynptr_type type)
833 {
834         switch (type) {
835         case BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL:
836                 return DYNPTR_TYPE_LOCAL;
837         case BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF:
838                 return DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
839         case BPF_DYNPTR_TYPE_SKB:
840                 return DYNPTR_TYPE_SKB;
841         case BPF_DYNPTR_TYPE_XDP:
842                 return DYNPTR_TYPE_XDP;
843         default:
844                 return 0;
845         }
846 }
847
848 static bool dynptr_type_refcounted(enum bpf_dynptr_type type)
849 {
850         return type == BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
851 }
852
853 static void __mark_dynptr_reg(struct bpf_reg_state *reg,
854                               enum bpf_dynptr_type type,
855                               bool first_slot, int dynptr_id);
856
857 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
858                                 struct bpf_reg_state *reg);
859
860 static void mark_dynptr_stack_regs(struct bpf_verifier_env *env,
861                                    struct bpf_reg_state *sreg1,
862                                    struct bpf_reg_state *sreg2,
863                                    enum bpf_dynptr_type type)
864 {
865         int id = ++env->id_gen;
866
867         __mark_dynptr_reg(sreg1, type, true, id);
868         __mark_dynptr_reg(sreg2, type, false, id);
869 }
870
871 static void mark_dynptr_cb_reg(struct bpf_verifier_env *env,
872                                struct bpf_reg_state *reg,
873                                enum bpf_dynptr_type type)
874 {
875         __mark_dynptr_reg(reg, type, true, ++env->id_gen);
876 }
877
878 static int destroy_if_dynptr_stack_slot(struct bpf_verifier_env *env,
879                                         struct bpf_func_state *state, int spi);
880
881 static int mark_stack_slots_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
882                                    enum bpf_arg_type arg_type, int insn_idx, int clone_ref_obj_id)
883 {
884         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
885         enum bpf_dynptr_type type;
886         int spi, i, err;
887
888         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
889         if (spi < 0)
890                 return spi;
891
892         /* We cannot assume both spi and spi - 1 belong to the same dynptr,
893          * hence we need to call destroy_if_dynptr_stack_slot twice for both,
894          * to ensure that for the following example:
895          *      [d1][d1][d2][d2]
896          * spi    3   2   1   0
897          * So marking spi = 2 should lead to destruction of both d1 and d2. In
898          * case they do belong to same dynptr, second call won't see slot_type
899          * as STACK_DYNPTR and will simply skip destruction.
900          */
901         err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi);
902         if (err)
903                 return err;
904         err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi - 1);
905         if (err)
906                 return err;
907
908         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
909                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_DYNPTR;
910                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_DYNPTR;
911         }
912
913         type = arg_to_dynptr_type(arg_type);
914         if (type == BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID)
915                 return -EINVAL;
916
917         mark_dynptr_stack_regs(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
918                                &state->stack[spi - 1].spilled_ptr, type);
919
920         if (dynptr_type_refcounted(type)) {
921                 /* The id is used to track proper releasing */
922                 int id;
923
924                 if (clone_ref_obj_id)
925                         id = clone_ref_obj_id;
926                 else
927                         id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
928
929                 if (id < 0)
930                         return id;
931
932                 state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id = id;
933                 state->stack[spi - 1].spilled_ptr.ref_obj_id = id;
934         }
935
936         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
937         state->stack[spi - 1].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
938
939         return 0;
940 }
941
942 static void invalidate_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *state, int spi)
943 {
944         int i;
945
946         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
947                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_INVALID;
948                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_INVALID;
949         }
950
951         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
952         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi - 1].spilled_ptr);
953
954         /* Why do we need to set REG_LIVE_WRITTEN for STACK_INVALID slot?
955          *
956          * While we don't allow reading STACK_INVALID, it is still possible to
957          * do <8 byte writes marking some but not all slots as STACK_MISC. Then,
958          * helpers or insns can do partial read of that part without failing,
959          * but check_stack_range_initialized, check_stack_read_var_off, and
960          * check_stack_read_fixed_off will do mark_reg_read for all 8-bytes of
961          * the slot conservatively. Hence we need to prevent those liveness
962          * marking walks.
963          *
964          * This was not a problem before because STACK_INVALID is only set by
965          * default (where the default reg state has its reg->parent as NULL), or
966          * in clean_live_states after REG_LIVE_DONE (at which point
967          * mark_reg_read won't walk reg->parent chain), but not randomly during
968          * verifier state exploration (like we did above). Hence, for our case
969          * parentage chain will still be live (i.e. reg->parent may be
970          * non-NULL), while earlier reg->parent was NULL, so we need
971          * REG_LIVE_WRITTEN to screen off read marker propagation when it is
972          * done later on reads or by mark_dynptr_read as well to unnecessary
973          * mark registers in verifier state.
974          */
975         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
976         state->stack[spi - 1].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
977 }
978
979 static int unmark_stack_slots_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
980 {
981         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
982         int spi, ref_obj_id, i;
983
984         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
985         if (spi < 0)
986                 return spi;
987
988         if (!dynptr_type_refcounted(state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type)) {
989                 invalidate_dynptr(env, state, spi);
990                 return 0;
991         }
992
993         ref_obj_id = state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id;
994
995         /* If the dynptr has a ref_obj_id, then we need to invalidate
996          * two things:
997          *
998          * 1) Any dynptrs with a matching ref_obj_id (clones)
999          * 2) Any slices derived from this dynptr.
1000          */
1001
1002         /* Invalidate any slices associated with this dynptr */
1003         WARN_ON_ONCE(release_reference(env, ref_obj_id));
1004
1005         /* Invalidate any dynptr clones */
1006         for (i = 1; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
1007                 if (state->stack[i].spilled_ptr.ref_obj_id != ref_obj_id)
1008                         continue;
1009
1010                 /* it should always be the case that if the ref obj id
1011                  * matches then the stack slot also belongs to a
1012                  * dynptr
1013                  */
1014                 if (state->stack[i].slot_type[0] != STACK_DYNPTR) {
1015                         verbose(env, "verifier internal error: misconfigured ref_obj_id\n");
1016                         return -EFAULT;
1017                 }
1018                 if (state->stack[i].spilled_ptr.dynptr.first_slot)
1019                         invalidate_dynptr(env, state, i);
1020         }
1021
1022         return 0;
1023 }
1024
1025 static void __mark_reg_unknown(const struct bpf_verifier_env *env,
1026                                struct bpf_reg_state *reg);
1027
1028 static void mark_reg_invalid(const struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
1029 {
1030         if (!env->allow_ptr_leaks)
1031                 __mark_reg_not_init(env, reg);
1032         else
1033                 __mark_reg_unknown(env, reg);
1034 }
1035
1036 static int destroy_if_dynptr_stack_slot(struct bpf_verifier_env *env,
1037                                         struct bpf_func_state *state, int spi)
1038 {
1039         struct bpf_func_state *fstate;
1040         struct bpf_reg_state *dreg;
1041         int i, dynptr_id;
1042
1043         /* We always ensure that STACK_DYNPTR is never set partially,
1044          * hence just checking for slot_type[0] is enough. This is
1045          * different for STACK_SPILL, where it may be only set for
1046          * 1 byte, so code has to use is_spilled_reg.
1047          */
1048         if (state->stack[spi].slot_type[0] != STACK_DYNPTR)
1049                 return 0;
1050
1051         /* Reposition spi to first slot */
1052         if (!state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.first_slot)
1053                 spi = spi + 1;
1054
1055         if (dynptr_type_refcounted(state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type)) {
1056                 verbose(env, "cannot overwrite referenced dynptr\n");
1057                 return -EINVAL;
1058         }
1059
1060         mark_stack_slot_scratched(env, spi);
1061         mark_stack_slot_scratched(env, spi - 1);
1062
1063         /* Writing partially to one dynptr stack slot destroys both. */
1064         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
1065                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_INVALID;
1066                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_INVALID;
1067         }
1068
1069         dynptr_id = state->stack[spi].spilled_ptr.id;
1070         /* Invalidate any slices associated with this dynptr */
1071         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, fstate, dreg, ({
1072                 /* Dynptr slices are only PTR_TO_MEM_OR_NULL and PTR_TO_MEM */
1073                 if (dreg->type != (PTR_TO_MEM | PTR_MAYBE_NULL) && dreg->type != PTR_TO_MEM)
1074                         continue;
1075                 if (dreg->dynptr_id == dynptr_id)
1076                         mark_reg_invalid(env, dreg);
1077         }));
1078
1079         /* Do not release reference state, we are destroying dynptr on stack,
1080          * not using some helper to release it. Just reset register.
1081          */
1082         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
1083         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi - 1].spilled_ptr);
1084
1085         /* Same reason as unmark_stack_slots_dynptr above */
1086         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1087         state->stack[spi - 1].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1088
1089         return 0;
1090 }
1091
1092 static bool is_dynptr_reg_valid_uninit(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
1093 {
1094         int spi;
1095
1096         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
1097                 return false;
1098
1099         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
1100
1101         /* -ERANGE (i.e. spi not falling into allocated stack slots) isn't an
1102          * error because this just means the stack state hasn't been updated yet.
1103          * We will do check_mem_access to check and update stack bounds later.
1104          */
1105         if (spi < 0 && spi != -ERANGE)
1106                 return false;
1107
1108         /* We don't need to check if the stack slots are marked by previous
1109          * dynptr initializations because we allow overwriting existing unreferenced
1110          * STACK_DYNPTR slots, see mark_stack_slots_dynptr which calls
1111          * destroy_if_dynptr_stack_slot to ensure dynptr objects at the slots we are
1112          * touching are completely destructed before we reinitialize them for a new
1113          * one. For referenced ones, destroy_if_dynptr_stack_slot returns an error early
1114          * instead of delaying it until the end where the user will get "Unreleased
1115          * reference" error.
1116          */
1117         return true;
1118 }
1119
1120 static bool is_dynptr_reg_valid_init(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
1121 {
1122         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1123         int i, spi;
1124
1125         /* This already represents first slot of initialized bpf_dynptr.
1126          *
1127          * CONST_PTR_TO_DYNPTR already has fixed and var_off as 0 due to
1128          * check_func_arg_reg_off's logic, so we don't need to check its
1129          * offset and alignment.
1130          */
1131         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
1132                 return true;
1133
1134         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
1135         if (spi < 0)
1136                 return false;
1137         if (!state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.first_slot)
1138                 return false;
1139
1140         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
1141                 if (state->stack[spi].slot_type[i] != STACK_DYNPTR ||
1142                     state->stack[spi - 1].slot_type[i] != STACK_DYNPTR)
1143                         return false;
1144         }
1145
1146         return true;
1147 }
1148
1149 static bool is_dynptr_type_expected(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
1150                                     enum bpf_arg_type arg_type)
1151 {
1152         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1153         enum bpf_dynptr_type dynptr_type;
1154         int spi;
1155
1156         /* ARG_PTR_TO_DYNPTR takes any type of dynptr */
1157         if (arg_type == ARG_PTR_TO_DYNPTR)
1158                 return true;
1159
1160         dynptr_type = arg_to_dynptr_type(arg_type);
1161         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR) {
1162                 return reg->dynptr.type == dynptr_type;
1163         } else {
1164                 spi = dynptr_get_spi(env, reg);
1165                 if (spi < 0)
1166                         return false;
1167                 return state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type == dynptr_type;
1168         }
1169 }
1170
1171 static void __mark_reg_known_zero(struct bpf_reg_state *reg);
1172
1173 static int mark_stack_slots_iter(struct bpf_verifier_env *env,
1174                                  struct bpf_reg_state *reg, int insn_idx,
1175                                  struct btf *btf, u32 btf_id, int nr_slots)
1176 {
1177         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1178         int spi, i, j, id;
1179
1180         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1181         if (spi < 0)
1182                 return spi;
1183
1184         id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
1185         if (id < 0)
1186                 return id;
1187
1188         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1189                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1190                 struct bpf_reg_state *st = &slot->spilled_ptr;
1191
1192                 __mark_reg_known_zero(st);
1193                 st->type = PTR_TO_STACK; /* we don't have dedicated reg type */
1194                 st->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1195                 st->ref_obj_id = i == 0 ? id : 0;
1196                 st->iter.btf = btf;
1197                 st->iter.btf_id = btf_id;
1198                 st->iter.state = BPF_ITER_STATE_ACTIVE;
1199                 st->iter.depth = 0;
1200
1201                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1202                         slot->slot_type[j] = STACK_ITER;
1203
1204                 mark_stack_slot_scratched(env, spi - i);
1205         }
1206
1207         return 0;
1208 }
1209
1210 static int unmark_stack_slots_iter(struct bpf_verifier_env *env,
1211                                    struct bpf_reg_state *reg, int nr_slots)
1212 {
1213         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1214         int spi, i, j;
1215
1216         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1217         if (spi < 0)
1218                 return spi;
1219
1220         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1221                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1222                 struct bpf_reg_state *st = &slot->spilled_ptr;
1223
1224                 if (i == 0)
1225                         WARN_ON_ONCE(release_reference(env, st->ref_obj_id));
1226
1227                 __mark_reg_not_init(env, st);
1228
1229                 /* see unmark_stack_slots_dynptr() for why we need to set REG_LIVE_WRITTEN */
1230                 st->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1231
1232                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1233                         slot->slot_type[j] = STACK_INVALID;
1234
1235                 mark_stack_slot_scratched(env, spi - i);
1236         }
1237
1238         return 0;
1239 }
1240
1241 static bool is_iter_reg_valid_uninit(struct bpf_verifier_env *env,
1242                                      struct bpf_reg_state *reg, int nr_slots)
1243 {
1244         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1245         int spi, i, j;
1246
1247         /* For -ERANGE (i.e. spi not falling into allocated stack slots), we
1248          * will do check_mem_access to check and update stack bounds later, so
1249          * return true for that case.
1250          */
1251         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1252         if (spi == -ERANGE)
1253                 return true;
1254         if (spi < 0)
1255                 return false;
1256
1257         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1258                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1259
1260                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1261                         if (slot->slot_type[j] == STACK_ITER)
1262                                 return false;
1263         }
1264
1265         return true;
1266 }
1267
1268 static bool is_iter_reg_valid_init(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
1269                                    struct btf *btf, u32 btf_id, int nr_slots)
1270 {
1271         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1272         int spi, i, j;
1273
1274         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1275         if (spi < 0)
1276                 return false;
1277
1278         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1279                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1280                 struct bpf_reg_state *st = &slot->spilled_ptr;
1281
1282                 /* only main (first) slot has ref_obj_id set */
1283                 if (i == 0 && !st->ref_obj_id)
1284                         return false;
1285                 if (i != 0 && st->ref_obj_id)
1286                         return false;
1287                 if (st->iter.btf != btf || st->iter.btf_id != btf_id)
1288                         return false;
1289
1290                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1291                         if (slot->slot_type[j] != STACK_ITER)
1292                                 return false;
1293         }
1294
1295         return true;
1296 }
1297
1298 /* Check if given stack slot is "special":
1299  *   - spilled register state (STACK_SPILL);
1300  *   - dynptr state (STACK_DYNPTR);
1301  *   - iter state (STACK_ITER).
1302  */
1303 static bool is_stack_slot_special(const struct bpf_stack_state *stack)
1304 {
1305         enum bpf_stack_slot_type type = stack->slot_type[BPF_REG_SIZE - 1];
1306
1307         switch (type) {
1308         case STACK_SPILL:
1309         case STACK_DYNPTR:
1310         case STACK_ITER:
1311                 return true;
1312         case STACK_INVALID:
1313         case STACK_MISC:
1314         case STACK_ZERO:
1315                 return false;
1316         default:
1317                 WARN_ONCE(1, "unknown stack slot type %d\n", type);
1318                 return true;
1319         }
1320 }
1321
1322 /* The reg state of a pointer or a bounded scalar was saved when
1323  * it was spilled to the stack.
1324  */
1325 static bool is_spilled_reg(const struct bpf_stack_state *stack)
1326 {
1327         return stack->slot_type[BPF_REG_SIZE - 1] == STACK_SPILL;
1328 }
1329
1330 static bool is_spilled_scalar_reg(const struct bpf_stack_state *stack)
1331 {
1332         return stack->slot_type[BPF_REG_SIZE - 1] == STACK_SPILL &&
1333                stack->spilled_ptr.type == SCALAR_VALUE;
1334 }
1335
1336 static void scrub_spilled_slot(u8 *stype)
1337 {
1338         if (*stype != STACK_INVALID)
1339                 *stype = STACK_MISC;
1340 }
1341
1342 static void print_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
1343                                  const struct bpf_func_state *state,
1344                                  bool print_all)
1345 {
1346         const struct bpf_reg_state *reg;
1347         enum bpf_reg_type t;
1348         int i;
1349
1350         if (state->frameno)
1351                 verbose(env, " frame%d:", state->frameno);
1352         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
1353                 reg = &state->regs[i];
1354                 t = reg->type;
1355                 if (t == NOT_INIT)
1356                         continue;
1357                 if (!print_all && !reg_scratched(env, i))
1358                         continue;
1359                 verbose(env, " R%d", i);
1360                 print_liveness(env, reg->live);
1361                 verbose(env, "=");
1362                 if (t == SCALAR_VALUE && reg->precise)
1363                         verbose(env, "P");
1364                 if ((t == SCALAR_VALUE || t == PTR_TO_STACK) &&
1365                     tnum_is_const(reg->var_off)) {
1366                         /* reg->off should be 0 for SCALAR_VALUE */
1367                         verbose(env, "%s", t == SCALAR_VALUE ? "" : reg_type_str(env, t));
1368                         verbose(env, "%lld", reg->var_off.value + reg->off);
1369                 } else {
1370                         const char *sep = "";
1371
1372                         verbose(env, "%s", reg_type_str(env, t));
1373                         if (base_type(t) == PTR_TO_BTF_ID)
1374                                 verbose(env, "%s", btf_type_name(reg->btf, reg->btf_id));
1375                         verbose(env, "(");
1376 /*
1377  * _a stands for append, was shortened to avoid multiline statements below.
1378  * This macro is used to output a comma separated list of attributes.
1379  */
1380 #define verbose_a(fmt, ...) ({ verbose(env, "%s" fmt, sep, __VA_ARGS__); sep = ","; })
1381
1382                         if (reg->id)
1383                                 verbose_a("id=%d", reg->id);
1384                         if (reg->ref_obj_id)
1385                                 verbose_a("ref_obj_id=%d", reg->ref_obj_id);
1386                         if (type_is_non_owning_ref(reg->type))
1387                                 verbose_a("%s", "non_own_ref");
1388                         if (t != SCALAR_VALUE)
1389                                 verbose_a("off=%d", reg->off);
1390                         if (type_is_pkt_pointer(t))
1391                                 verbose_a("r=%d", reg->range);
1392                         else if (base_type(t) == CONST_PTR_TO_MAP ||
1393                                  base_type(t) == PTR_TO_MAP_KEY ||
1394                                  base_type(t) == PTR_TO_MAP_VALUE)
1395                                 verbose_a("ks=%d,vs=%d",
1396                                           reg->map_ptr->key_size,
1397                                           reg->map_ptr->value_size);
1398                         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
1399                                 /* Typically an immediate SCALAR_VALUE, but
1400                                  * could be a pointer whose offset is too big
1401                                  * for reg->off
1402                                  */
1403                                 verbose_a("imm=%llx", reg->var_off.value);
1404                         } else {
1405                                 if (reg->smin_value != reg->umin_value &&
1406                                     reg->smin_value != S64_MIN)
1407                                         verbose_a("smin=%lld", (long long)reg->smin_value);
1408                                 if (reg->smax_value != reg->umax_value &&
1409                                     reg->smax_value != S64_MAX)
1410                                         verbose_a("smax=%lld", (long long)reg->smax_value);
1411                                 if (reg->umin_value != 0)
1412                                         verbose_a("umin=%llu", (unsigned long long)reg->umin_value);
1413                                 if (reg->umax_value != U64_MAX)
1414                                         verbose_a("umax=%llu", (unsigned long long)reg->umax_value);
1415                                 if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
1416                                         char tn_buf[48];
1417
1418                                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
1419                                         verbose_a("var_off=%s", tn_buf);
1420                                 }
1421                                 if (reg->s32_min_value != reg->smin_value &&
1422                                     reg->s32_min_value != S32_MIN)
1423                                         verbose_a("s32_min=%d", (int)(reg->s32_min_value));
1424                                 if (reg->s32_max_value != reg->smax_value &&
1425                                     reg->s32_max_value != S32_MAX)
1426                                         verbose_a("s32_max=%d", (int)(reg->s32_max_value));
1427                                 if (reg->u32_min_value != reg->umin_value &&
1428                                     reg->u32_min_value != U32_MIN)
1429                                         verbose_a("u32_min=%d", (int)(reg->u32_min_value));
1430                                 if (reg->u32_max_value != reg->umax_value &&
1431                                     reg->u32_max_value != U32_MAX)
1432                                         verbose_a("u32_max=%d", (int)(reg->u32_max_value));
1433                         }
1434 #undef verbose_a
1435
1436                         verbose(env, ")");
1437                 }
1438         }
1439         for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
1440                 char types_buf[BPF_REG_SIZE + 1];
1441                 bool valid = false;
1442                 int j;
1443
1444                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++) {
1445                         if (state->stack[i].slot_type[j] != STACK_INVALID)
1446                                 valid = true;
1447                         types_buf[j] = slot_type_char[state->stack[i].slot_type[j]];
1448                 }
1449                 types_buf[BPF_REG_SIZE] = 0;
1450                 if (!valid)
1451                         continue;
1452                 if (!print_all && !stack_slot_scratched(env, i))
1453                         continue;
1454                 switch (state->stack[i].slot_type[BPF_REG_SIZE - 1]) {
1455                 case STACK_SPILL:
1456                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
1457                         t = reg->type;
1458
1459                         verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
1460                         print_liveness(env, reg->live);
1461                         verbose(env, "=%s", t == SCALAR_VALUE ? "" : reg_type_str(env, t));
1462                         if (t == SCALAR_VALUE && reg->precise)
1463                                 verbose(env, "P");
1464                         if (t == SCALAR_VALUE && tnum_is_const(reg->var_off))
1465                                 verbose(env, "%lld", reg->var_off.value + reg->off);
1466                         break;
1467                 case STACK_DYNPTR:
1468                         i += BPF_DYNPTR_NR_SLOTS - 1;
1469                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
1470
1471                         verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
1472                         print_liveness(env, reg->live);
1473                         verbose(env, "=dynptr_%s", dynptr_type_str(reg->dynptr.type));
1474                         if (reg->ref_obj_id)
1475                                 verbose(env, "(ref_id=%d)", reg->ref_obj_id);
1476                         break;
1477                 case STACK_ITER:
1478                         /* only main slot has ref_obj_id set; skip others */
1479                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
1480                         if (!reg->ref_obj_id)
1481                                 continue;
1482
1483                         verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
1484                         print_liveness(env, reg->live);
1485                         verbose(env, "=iter_%s(ref_id=%d,state=%s,depth=%u)",
1486                                 iter_type_str(reg->iter.btf, reg->iter.btf_id),
1487                                 reg->ref_obj_id, iter_state_str(reg->iter.state),
1488                                 reg->iter.depth);
1489                         break;
1490                 case STACK_MISC:
1491                 case STACK_ZERO:
1492                 default:
1493                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
1494
1495                         for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1496                                 types_buf[j] = slot_type_char[state->stack[i].slot_type[j]];
1497                         types_buf[BPF_REG_SIZE] = 0;
1498
1499                         verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
1500                         print_liveness(env, reg->live);
1501                         verbose(env, "=%s", types_buf);
1502                         break;
1503                 }
1504         }
1505         if (state->acquired_refs && state->refs[0].id) {
1506                 verbose(env, " refs=%d", state->refs[0].id);
1507                 for (i = 1; i < state->acquired_refs; i++)
1508                         if (state->refs[i].id)
1509                                 verbose(env, ",%d", state->refs[i].id);
1510         }
1511         if (state->in_callback_fn)
1512                 verbose(env, " cb");
1513         if (state->in_async_callback_fn)
1514                 verbose(env, " async_cb");
1515         verbose(env, "\n");
1516         mark_verifier_state_clean(env);
1517 }
1518
1519 static inline u32 vlog_alignment(u32 pos)
1520 {
1521         return round_up(max(pos + BPF_LOG_MIN_ALIGNMENT / 2, BPF_LOG_ALIGNMENT),
1522                         BPF_LOG_MIN_ALIGNMENT) - pos - 1;
1523 }
1524
1525 static void print_insn_state(struct bpf_verifier_env *env,
1526                              const struct bpf_func_state *state)
1527 {
1528         if (env->prev_log_pos && env->prev_log_pos == env->log.end_pos) {
1529                 /* remove new line character */
1530                 bpf_vlog_reset(&env->log, env->prev_log_pos - 1);
1531                 verbose(env, "%*c;", vlog_alignment(env->prev_insn_print_pos), ' ');
1532         } else {
1533                 verbose(env, "%d:", env->insn_idx);
1534         }
1535         print_verifier_state(env, state, false);
1536 }
1537
1538 /* copy array src of length n * size bytes to dst. dst is reallocated if it's too
1539  * small to hold src. This is different from krealloc since we don't want to preserve
1540  * the contents of dst.
1541  *
1542  * Leaves dst untouched if src is NULL or length is zero. Returns NULL if memory could
1543  * not be allocated.
1544  */
1545 static void *copy_array(void *dst, const void *src, size_t n, size_t size, gfp_t flags)
1546 {
1547         size_t alloc_bytes;
1548         void *orig = dst;
1549         size_t bytes;
1550
1551         if (ZERO_OR_NULL_PTR(src))
1552                 goto out;
1553
1554         if (unlikely(check_mul_overflow(n, size, &bytes)))
1555                 return NULL;
1556
1557         alloc_bytes = max(ksize(orig), kmalloc_size_roundup(bytes));
1558         dst = krealloc(orig, alloc_bytes, flags);
1559         if (!dst) {
1560                 kfree(orig);
1561                 return NULL;
1562         }
1563
1564         memcpy(dst, src, bytes);
1565 out:
1566         return dst ? dst : ZERO_SIZE_PTR;
1567 }
1568
1569 /* resize an array from old_n items to new_n items. the array is reallocated if it's too
1570  * small to hold new_n items. new items are zeroed out if the array grows.
1571  *
1572  * Contrary to krealloc_array, does not free arr if new_n is zero.
1573  */
1574 static void *realloc_array(void *arr, size_t old_n, size_t new_n, size_t size)
1575 {
1576         size_t alloc_size;
1577         void *new_arr;
1578
1579         if (!new_n || old_n == new_n)
1580                 goto out;
1581
1582         alloc_size = kmalloc_size_roundup(size_mul(new_n, size));
1583         new_arr = krealloc(arr, alloc_size, GFP_KERNEL);
1584         if (!new_arr) {
1585                 kfree(arr);
1586                 return NULL;
1587         }
1588         arr = new_arr;
1589
1590         if (new_n > old_n)
1591                 memset(arr + old_n * size, 0, (new_n - old_n) * size);
1592
1593 out:
1594         return arr ? arr : ZERO_SIZE_PTR;
1595 }
1596
1597 static int copy_reference_state(struct bpf_func_state *dst, const struct bpf_func_state *src)
1598 {
1599         dst->refs = copy_array(dst->refs, src->refs, src->acquired_refs,
1600                                sizeof(struct bpf_reference_state), GFP_KERNEL);
1601         if (!dst->refs)
1602                 return -ENOMEM;
1603
1604         dst->acquired_refs = src->acquired_refs;
1605         return 0;
1606 }
1607
1608 static int copy_stack_state(struct bpf_func_state *dst, const struct bpf_func_state *src)
1609 {
1610         size_t n = src->allocated_stack / BPF_REG_SIZE;
1611
1612         dst->stack = copy_array(dst->stack, src->stack, n, sizeof(struct bpf_stack_state),
1613                                 GFP_KERNEL);
1614         if (!dst->stack)
1615                 return -ENOMEM;
1616
1617         dst->allocated_stack = src->allocated_stack;
1618         return 0;
1619 }
1620
1621 static int resize_reference_state(struct bpf_func_state *state, size_t n)
1622 {
1623         state->refs = realloc_array(state->refs, state->acquired_refs, n,
1624                                     sizeof(struct bpf_reference_state));
1625         if (!state->refs)
1626                 return -ENOMEM;
1627
1628         state->acquired_refs = n;
1629         return 0;
1630 }
1631
1632 static int grow_stack_state(struct bpf_func_state *state, int size)
1633 {
1634         size_t old_n = state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE, n = size / BPF_REG_SIZE;
1635
1636         if (old_n >= n)
1637                 return 0;
1638
1639         state->stack = realloc_array(state->stack, old_n, n, sizeof(struct bpf_stack_state));
1640         if (!state->stack)
1641                 return -ENOMEM;
1642
1643         state->allocated_stack = size;
1644         return 0;
1645 }
1646
1647 /* Acquire a pointer id from the env and update the state->refs to include
1648  * this new pointer reference.
1649  * On success, returns a valid pointer id to associate with the register
1650  * On failure, returns a negative errno.
1651  */
1652 static int acquire_reference_state(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
1653 {
1654         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
1655         int new_ofs = state->acquired_refs;
1656         int id, err;
1657
1658         err = resize_reference_state(state, state->acquired_refs + 1);
1659         if (err)
1660                 return err;
1661         id = ++env->id_gen;
1662         state->refs[new_ofs].id = id;
1663         state->refs[new_ofs].insn_idx = insn_idx;
1664         state->refs[new_ofs].callback_ref = state->in_callback_fn ? state->frameno : 0;
1665
1666         return id;
1667 }
1668
1669 /* release function corresponding to acquire_reference_state(). Idempotent. */
1670 static int release_reference_state(struct bpf_func_state *state, int ptr_id)
1671 {
1672         int i, last_idx;
1673
1674         last_idx = state->acquired_refs - 1;
1675         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
1676                 if (state->refs[i].id == ptr_id) {
1677                         /* Cannot release caller references in callbacks */
1678                         if (state->in_callback_fn && state->refs[i].callback_ref != state->frameno)
1679                                 return -EINVAL;
1680                         if (last_idx && i != last_idx)
1681                                 memcpy(&state->refs[i], &state->refs[last_idx],
1682                                        sizeof(*state->refs));
1683                         memset(&state->refs[last_idx], 0, sizeof(*state->refs));
1684                         state->acquired_refs--;
1685                         return 0;
1686                 }
1687         }
1688         return -EINVAL;
1689 }
1690
1691 static void free_func_state(struct bpf_func_state *state)
1692 {
1693         if (!state)
1694                 return;
1695         kfree(state->refs);
1696         kfree(state->stack);
1697         kfree(state);
1698 }
1699
1700 static void clear_jmp_history(struct bpf_verifier_state *state)
1701 {
1702         kfree(state->jmp_history);
1703         state->jmp_history = NULL;
1704         state->jmp_history_cnt = 0;
1705 }
1706
1707 static void free_verifier_state(struct bpf_verifier_state *state,
1708                                 bool free_self)
1709 {
1710         int i;
1711
1712         for (i = 0; i <= state->curframe; i++) {
1713                 free_func_state(state->frame[i]);
1714                 state->frame[i] = NULL;
1715         }
1716         clear_jmp_history(state);
1717         if (free_self)
1718                 kfree(state);
1719 }
1720
1721 /* copy verifier state from src to dst growing dst stack space
1722  * when necessary to accommodate larger src stack
1723  */
1724 static int copy_func_state(struct bpf_func_state *dst,
1725                            const struct bpf_func_state *src)
1726 {
1727         int err;
1728
1729         memcpy(dst, src, offsetof(struct bpf_func_state, acquired_refs));
1730         err = copy_reference_state(dst, src);
1731         if (err)
1732                 return err;
1733         return copy_stack_state(dst, src);
1734 }
1735
1736 static int copy_verifier_state(struct bpf_verifier_state *dst_state,
1737                                const struct bpf_verifier_state *src)
1738 {
1739         struct bpf_func_state *dst;
1740         int i, err;
1741
1742         dst_state->jmp_history = copy_array(dst_state->jmp_history, src->jmp_history,
1743                                             src->jmp_history_cnt, sizeof(struct bpf_idx_pair),
1744                                             GFP_USER);
1745         if (!dst_state->jmp_history)
1746                 return -ENOMEM;
1747         dst_state->jmp_history_cnt = src->jmp_history_cnt;
1748
1749         /* if dst has more stack frames then src frame, free them */
1750         for (i = src->curframe + 1; i <= dst_state->curframe; i++) {
1751                 free_func_state(dst_state->frame[i]);
1752                 dst_state->frame[i] = NULL;
1753         }
1754         dst_state->speculative = src->speculative;
1755         dst_state->active_rcu_lock = src->active_rcu_lock;
1756         dst_state->curframe = src->curframe;
1757         dst_state->active_lock.ptr = src->active_lock.ptr;
1758         dst_state->active_lock.id = src->active_lock.id;
1759         dst_state->branches = src->branches;
1760         dst_state->parent = src->parent;
1761         dst_state->first_insn_idx = src->first_insn_idx;
1762         dst_state->last_insn_idx = src->last_insn_idx;
1763         for (i = 0; i <= src->curframe; i++) {
1764                 dst = dst_state->frame[i];
1765                 if (!dst) {
1766                         dst = kzalloc(sizeof(*dst), GFP_KERNEL);
1767                         if (!dst)
1768                                 return -ENOMEM;
1769                         dst_state->frame[i] = dst;
1770                 }
1771                 err = copy_func_state(dst, src->frame[i]);
1772                 if (err)
1773                         return err;
1774         }
1775         return 0;
1776 }
1777
1778 static void update_branch_counts(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
1779 {
1780         while (st) {
1781                 u32 br = --st->branches;
1782
1783                 /* WARN_ON(br > 1) technically makes sense here,
1784                  * but see comment in push_stack(), hence:
1785                  */
1786                 WARN_ONCE((int)br < 0,
1787                           "BUG update_branch_counts:branches_to_explore=%d\n",
1788                           br);
1789                 if (br)
1790                         break;
1791                 st = st->parent;
1792         }
1793 }
1794
1795 static int pop_stack(struct bpf_verifier_env *env, int *prev_insn_idx,
1796                      int *insn_idx, bool pop_log)
1797 {
1798         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
1799         struct bpf_verifier_stack_elem *elem, *head = env->head;
1800         int err;
1801
1802         if (env->head == NULL)
1803                 return -ENOENT;
1804
1805         if (cur) {
1806                 err = copy_verifier_state(cur, &head->st);
1807                 if (err)
1808                         return err;
1809         }
1810         if (pop_log)
1811                 bpf_vlog_reset(&env->log, head->log_pos);
1812         if (insn_idx)
1813                 *insn_idx = head->insn_idx;
1814         if (prev_insn_idx)
1815                 *prev_insn_idx = head->prev_insn_idx;
1816         elem = head->next;
1817         free_verifier_state(&head->st, false);
1818         kfree(head);
1819         env->head = elem;
1820         env->stack_size--;
1821         return 0;
1822 }
1823
1824 static struct bpf_verifier_state *push_stack(struct bpf_verifier_env *env,
1825                                              int insn_idx, int prev_insn_idx,
1826                                              bool speculative)
1827 {
1828         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
1829         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
1830         int err;
1831
1832         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
1833         if (!elem)
1834                 goto err;
1835
1836         elem->insn_idx = insn_idx;
1837         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
1838         elem->next = env->head;
1839         elem->log_pos = env->log.end_pos;
1840         env->head = elem;
1841         env->stack_size++;
1842         err = copy_verifier_state(&elem->st, cur);
1843         if (err)
1844                 goto err;
1845         elem->st.speculative |= speculative;
1846         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ) {
1847                 verbose(env, "The sequence of %d jumps is too complex.\n",
1848                         env->stack_size);
1849                 goto err;
1850         }
1851         if (elem->st.parent) {
1852                 ++elem->st.parent->branches;
1853                 /* WARN_ON(branches > 2) technically makes sense here,
1854                  * but
1855                  * 1. speculative states will bump 'branches' for non-branch
1856                  * instructions
1857                  * 2. is_state_visited() heuristics may decide not to create
1858                  * a new state for a sequence of branches and all such current
1859                  * and cloned states will be pointing to a single parent state
1860                  * which might have large 'branches' count.
1861                  */
1862         }
1863         return &elem->st;
1864 err:
1865         free_verifier_state(env->cur_state, true);
1866         env->cur_state = NULL;
1867         /* pop all elements and return */
1868         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
1869         return NULL;
1870 }
1871
1872 #define CALLER_SAVED_REGS 6
1873 static const int caller_saved[CALLER_SAVED_REGS] = {
1874         BPF_REG_0, BPF_REG_1, BPF_REG_2, BPF_REG_3, BPF_REG_4, BPF_REG_5
1875 };
1876
1877 /* This helper doesn't clear reg->id */
1878 static void ___mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1879 {
1880         reg->var_off = tnum_const(imm);
1881         reg->smin_value = (s64)imm;
1882         reg->smax_value = (s64)imm;
1883         reg->umin_value = imm;
1884         reg->umax_value = imm;
1885
1886         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1887         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1888         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1889         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1890 }
1891
1892 /* Mark the unknown part of a register (variable offset or scalar value) as
1893  * known to have the value @imm.
1894  */
1895 static void __mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1896 {
1897         /* Clear off and union(map_ptr, range) */
1898         memset(((u8 *)reg) + sizeof(reg->type), 0,
1899                offsetof(struct bpf_reg_state, var_off) - sizeof(reg->type));
1900         reg->id = 0;
1901         reg->ref_obj_id = 0;
1902         ___mark_reg_known(reg, imm);
1903 }
1904
1905 static void __mark_reg32_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1906 {
1907         reg->var_off = tnum_const_subreg(reg->var_off, imm);
1908         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1909         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1910         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1911         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1912 }
1913
1914 /* Mark the 'variable offset' part of a register as zero.  This should be
1915  * used only on registers holding a pointer type.
1916  */
1917 static void __mark_reg_known_zero(struct bpf_reg_state *reg)
1918 {
1919         __mark_reg_known(reg, 0);
1920 }
1921
1922 static void __mark_reg_const_zero(struct bpf_reg_state *reg)
1923 {
1924         __mark_reg_known(reg, 0);
1925         reg->type = SCALAR_VALUE;
1926 }
1927
1928 static void mark_reg_known_zero(struct bpf_verifier_env *env,
1929                                 struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1930 {
1931         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1932                 verbose(env, "mark_reg_known_zero(regs, %u)\n", regno);
1933                 /* Something bad happened, let's kill all regs */
1934                 for (regno = 0; regno < MAX_BPF_REG; regno++)
1935                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1936                 return;
1937         }
1938         __mark_reg_known_zero(regs + regno);
1939 }
1940
1941 static void __mark_dynptr_reg(struct bpf_reg_state *reg, enum bpf_dynptr_type type,
1942                               bool first_slot, int dynptr_id)
1943 {
1944         /* reg->type has no meaning for STACK_DYNPTR, but when we set reg for
1945          * callback arguments, it does need to be CONST_PTR_TO_DYNPTR, so simply
1946          * set it unconditionally as it is ignored for STACK_DYNPTR anyway.
1947          */
1948         __mark_reg_known_zero(reg);
1949         reg->type = CONST_PTR_TO_DYNPTR;
1950         /* Give each dynptr a unique id to uniquely associate slices to it. */
1951         reg->id = dynptr_id;
1952         reg->dynptr.type = type;
1953         reg->dynptr.first_slot = first_slot;
1954 }
1955
1956 static void mark_ptr_not_null_reg(struct bpf_reg_state *reg)
1957 {
1958         if (base_type(reg->type) == PTR_TO_MAP_VALUE) {
1959                 const struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
1960
1961                 if (map->inner_map_meta) {
1962                         reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
1963                         reg->map_ptr = map->inner_map_meta;
1964                         /* transfer reg's id which is unique for every map_lookup_elem
1965                          * as UID of the inner map.
1966                          */
1967                         if (btf_record_has_field(map->inner_map_meta->record, BPF_TIMER))
1968                                 reg->map_uid = reg->id;
1969                 } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_XSKMAP) {
1970                         reg->type = PTR_TO_XDP_SOCK;
1971                 } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
1972                            map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH) {
1973                         reg->type = PTR_TO_SOCKET;
1974                 } else {
1975                         reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
1976                 }
1977                 return;
1978         }
1979
1980         reg->type &= ~PTR_MAYBE_NULL;
1981 }
1982
1983 static void mark_reg_graph_node(struct bpf_reg_state *regs, u32 regno,
1984                                 struct btf_field_graph_root *ds_head)
1985 {
1986         __mark_reg_known_zero(&regs[regno]);
1987         regs[regno].type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC;
1988         regs[regno].btf = ds_head->btf;
1989         regs[regno].btf_id = ds_head->value_btf_id;
1990         regs[regno].off = ds_head->node_offset;
1991 }
1992
1993 static bool reg_is_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg)
1994 {
1995         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
1996 }
1997
1998 static bool reg_is_pkt_pointer_any(const struct bpf_reg_state *reg)
1999 {
2000         return reg_is_pkt_pointer(reg) ||
2001                reg->type == PTR_TO_PACKET_END;
2002 }
2003
2004 static bool reg_is_dynptr_slice_pkt(const struct bpf_reg_state *reg)
2005 {
2006         return base_type(reg->type) == PTR_TO_MEM &&
2007                 (reg->type & DYNPTR_TYPE_SKB || reg->type & DYNPTR_TYPE_XDP);
2008 }
2009
2010 /* Unmodified PTR_TO_PACKET[_META,_END] register from ctx access. */
2011 static bool reg_is_init_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg,
2012                                     enum bpf_reg_type which)
2013 {
2014         /* The register can already have a range from prior markings.
2015          * This is fine as long as it hasn't been advanced from its
2016          * origin.
2017          */
2018         return reg->type == which &&
2019                reg->id == 0 &&
2020                reg->off == 0 &&
2021                tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
2022 }
2023
2024 /* Reset the min/max bounds of a register */
2025 static void __mark_reg_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
2026 {
2027         reg->smin_value = S64_MIN;
2028         reg->smax_value = S64_MAX;
2029         reg->umin_value = 0;
2030         reg->umax_value = U64_MAX;
2031
2032         reg->s32_min_value = S32_MIN;
2033         reg->s32_max_value = S32_MAX;
2034         reg->u32_min_value = 0;
2035         reg->u32_max_value = U32_MAX;
2036 }
2037
2038 static void __mark_reg64_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
2039 {
2040         reg->smin_value = S64_MIN;
2041         reg->smax_value = S64_MAX;
2042         reg->umin_value = 0;
2043         reg->umax_value = U64_MAX;
2044 }
2045
2046 static void __mark_reg32_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
2047 {
2048         reg->s32_min_value = S32_MIN;
2049         reg->s32_max_value = S32_MAX;
2050         reg->u32_min_value = 0;
2051         reg->u32_max_value = U32_MAX;
2052 }
2053
2054 static void __update_reg32_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2055 {
2056         struct tnum var32_off = tnum_subreg(reg->var_off);
2057
2058         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
2059         reg->s32_min_value = max_t(s32, reg->s32_min_value,
2060                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MIN));
2061         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
2062         reg->s32_max_value = min_t(s32, reg->s32_max_value,
2063                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MAX));
2064         reg->u32_min_value = max_t(u32, reg->u32_min_value, (u32)var32_off.value);
2065         reg->u32_max_value = min(reg->u32_max_value,
2066                                  (u32)(var32_off.value | var32_off.mask));
2067 }
2068
2069 static void __update_reg64_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2070 {
2071         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
2072         reg->smin_value = max_t(s64, reg->smin_value,
2073                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MIN));
2074         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
2075         reg->smax_value = min_t(s64, reg->smax_value,
2076                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MAX));
2077         reg->umin_value = max(reg->umin_value, reg->var_off.value);
2078         reg->umax_value = min(reg->umax_value,
2079                               reg->var_off.value | reg->var_off.mask);
2080 }
2081
2082 static void __update_reg_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2083 {
2084         __update_reg32_bounds(reg);
2085         __update_reg64_bounds(reg);
2086 }
2087
2088 /* Uses signed min/max values to inform unsigned, and vice-versa */
2089 static void __reg32_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2090 {
2091         /* Learn sign from signed bounds.
2092          * If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
2093          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
2094          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
2095          */
2096         if (reg->s32_min_value >= 0 || reg->s32_max_value < 0) {
2097                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value =
2098                         max_t(u32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
2099                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value =
2100                         min_t(u32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
2101                 return;
2102         }
2103         /* Learn sign from unsigned bounds.  Signed bounds cross the sign
2104          * boundary, so we must be careful.
2105          */
2106         if ((s32)reg->u32_max_value >= 0) {
2107                 /* Positive.  We can't learn anything from the smin, but smax
2108                  * is positive, hence safe.
2109                  */
2110                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value;
2111                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value =
2112                         min_t(u32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
2113         } else if ((s32)reg->u32_min_value < 0) {
2114                 /* Negative.  We can't learn anything from the smax, but smin
2115                  * is negative, hence safe.
2116                  */
2117                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value =
2118                         max_t(u32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
2119                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value;
2120         }
2121 }
2122
2123 static void __reg64_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2124 {
2125         /* Learn sign from signed bounds.
2126          * If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
2127          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
2128          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
2129          */
2130         if (reg->smin_value >= 0 || reg->smax_value < 0) {
2131                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
2132                                                           reg->umin_value);
2133                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
2134                                                           reg->umax_value);
2135                 return;
2136         }
2137         /* Learn sign from unsigned bounds.  Signed bounds cross the sign
2138          * boundary, so we must be careful.
2139          */
2140         if ((s64)reg->umax_value >= 0) {
2141                 /* Positive.  We can't learn anything from the smin, but smax
2142                  * is positive, hence safe.
2143                  */
2144                 reg->smin_value = reg->umin_value;
2145                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
2146                                                           reg->umax_value);
2147         } else if ((s64)reg->umin_value < 0) {
2148                 /* Negative.  We can't learn anything from the smax, but smin
2149                  * is negative, hence safe.
2150                  */
2151                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
2152                                                           reg->umin_value);
2153                 reg->smax_value = reg->umax_value;
2154         }
2155 }
2156
2157 static void __reg_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2158 {
2159         __reg32_deduce_bounds(reg);
2160         __reg64_deduce_bounds(reg);
2161 }
2162
2163 /* Attempts to improve var_off based on unsigned min/max information */
2164 static void __reg_bound_offset(struct bpf_reg_state *reg)
2165 {
2166         struct tnum var64_off = tnum_intersect(reg->var_off,
2167                                                tnum_range(reg->umin_value,
2168                                                           reg->umax_value));
2169         struct tnum var32_off = tnum_intersect(tnum_subreg(var64_off),
2170                                                tnum_range(reg->u32_min_value,
2171                                                           reg->u32_max_value));
2172
2173         reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(var64_off), var32_off);
2174 }
2175
2176 static void reg_bounds_sync(struct bpf_reg_state *reg)
2177 {
2178         /* We might have learned new bounds from the var_off. */
2179         __update_reg_bounds(reg);
2180         /* We might have learned something about the sign bit. */
2181         __reg_deduce_bounds(reg);
2182         /* We might have learned some bits from the bounds. */
2183         __reg_bound_offset(reg);
2184         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
2185          * slightly, e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
2186          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
2187          */
2188         __update_reg_bounds(reg);
2189 }
2190
2191 static bool __reg32_bound_s64(s32 a)
2192 {
2193         return a >= 0 && a <= S32_MAX;
2194 }
2195
2196 static void __reg_assign_32_into_64(struct bpf_reg_state *reg)
2197 {
2198         reg->umin_value = reg->u32_min_value;
2199         reg->umax_value = reg->u32_max_value;
2200
2201         /* Attempt to pull 32-bit signed bounds into 64-bit bounds but must
2202          * be positive otherwise set to worse case bounds and refine later
2203          * from tnum.
2204          */
2205         if (__reg32_bound_s64(reg->s32_min_value) &&
2206             __reg32_bound_s64(reg->s32_max_value)) {
2207                 reg->smin_value = reg->s32_min_value;
2208                 reg->smax_value = reg->s32_max_value;
2209         } else {
2210                 reg->smin_value = 0;
2211                 reg->smax_value = U32_MAX;
2212         }
2213 }
2214
2215 static void __reg_combine_32_into_64(struct bpf_reg_state *reg)
2216 {
2217         /* special case when 64-bit register has upper 32-bit register
2218          * zeroed. Typically happens after zext or <<32, >>32 sequence
2219          * allowing us to use 32-bit bounds directly,
2220          */
2221         if (tnum_equals_const(tnum_clear_subreg(reg->var_off), 0)) {
2222                 __reg_assign_32_into_64(reg);
2223         } else {
2224                 /* Otherwise the best we can do is push lower 32bit known and
2225                  * unknown bits into register (var_off set from jmp logic)
2226                  * then learn as much as possible from the 64-bit tnum
2227                  * known and unknown bits. The previous smin/smax bounds are
2228                  * invalid here because of jmp32 compare so mark them unknown
2229                  * so they do not impact tnum bounds calculation.
2230                  */
2231                 __mark_reg64_unbounded(reg);
2232         }
2233         reg_bounds_sync(reg);
2234 }
2235
2236 static bool __reg64_bound_s32(s64 a)
2237 {
2238         return a >= S32_MIN && a <= S32_MAX;
2239 }
2240
2241 static bool __reg64_bound_u32(u64 a)
2242 {
2243         return a >= U32_MIN && a <= U32_MAX;
2244 }
2245
2246 static void __reg_combine_64_into_32(struct bpf_reg_state *reg)
2247 {
2248         __mark_reg32_unbounded(reg);
2249         if (__reg64_bound_s32(reg->smin_value) && __reg64_bound_s32(reg->smax_value)) {
2250                 reg->s32_min_value = (s32)reg->smin_value;
2251                 reg->s32_max_value = (s32)reg->smax_value;
2252         }
2253         if (__reg64_bound_u32(reg->umin_value) && __reg64_bound_u32(reg->umax_value)) {
2254                 reg->u32_min_value = (u32)reg->umin_value;
2255                 reg->u32_max_value = (u32)reg->umax_value;
2256         }
2257         reg_bounds_sync(reg);
2258 }
2259
2260 /* Mark a register as having a completely unknown (scalar) value. */
2261 static void __mark_reg_unknown(const struct bpf_verifier_env *env,
2262                                struct bpf_reg_state *reg)
2263 {
2264         /*
2265          * Clear type, off, and union(map_ptr, range) and
2266          * padding between 'type' and union
2267          */
2268         memset(reg, 0, offsetof(struct bpf_reg_state, var_off));
2269         reg->type = SCALAR_VALUE;
2270         reg->id = 0;
2271         reg->ref_obj_id = 0;
2272         reg->var_off = tnum_unknown;
2273         reg->frameno = 0;
2274         reg->precise = !env->bpf_capable;
2275         __mark_reg_unbounded(reg);
2276 }
2277
2278 static void mark_reg_unknown(struct bpf_verifier_env *env,
2279                              struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
2280 {
2281         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
2282                 verbose(env, "mark_reg_unknown(regs, %u)\n", regno);
2283                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
2284                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
2285                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
2286                 return;
2287         }
2288         __mark_reg_unknown(env, regs + regno);
2289 }
2290
2291 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
2292                                 struct bpf_reg_state *reg)
2293 {
2294         __mark_reg_unknown(env, reg);
2295         reg->type = NOT_INIT;
2296 }
2297
2298 static void mark_reg_not_init(struct bpf_verifier_env *env,
2299                               struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
2300 {
2301         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
2302                 verbose(env, "mark_reg_not_init(regs, %u)\n", regno);
2303                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
2304                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
2305                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
2306                 return;
2307         }
2308         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
2309 }
2310
2311 static void mark_btf_ld_reg(struct bpf_verifier_env *env,
2312                             struct bpf_reg_state *regs, u32 regno,
2313                             enum bpf_reg_type reg_type,
2314                             struct btf *btf, u32 btf_id,
2315                             enum bpf_type_flag flag)
2316 {
2317         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
2318                 mark_reg_unknown(env, regs, regno);
2319                 return;
2320         }
2321         mark_reg_known_zero(env, regs, regno);
2322         regs[regno].type = PTR_TO_BTF_ID | flag;
2323         regs[regno].btf = btf;
2324         regs[regno].btf_id = btf_id;
2325 }
2326
2327 #define DEF_NOT_SUBREG  (0)
2328 static void init_reg_state(struct bpf_verifier_env *env,
2329                            struct bpf_func_state *state)
2330 {
2331         struct bpf_reg_state *regs = state->regs;
2332         int i;
2333
2334         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
2335                 mark_reg_not_init(env, regs, i);
2336                 regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
2337                 regs[i].parent = NULL;
2338                 regs[i].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
2339         }
2340
2341         /* frame pointer */
2342         regs[BPF_REG_FP].type = PTR_TO_STACK;
2343         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_FP);
2344         regs[BPF_REG_FP].frameno = state->frameno;
2345 }
2346
2347 #define BPF_MAIN_FUNC (-1)
2348 static void init_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
2349                             struct bpf_func_state *state,
2350                             int callsite, int frameno, int subprogno)
2351 {
2352         state->callsite = callsite;
2353         state->frameno = frameno;
2354         state->subprogno = subprogno;
2355         state->callback_ret_range = tnum_range(0, 0);
2356         init_reg_state(env, state);
2357         mark_verifier_state_scratched(env);
2358 }
2359
2360 /* Similar to push_stack(), but for async callbacks */
2361 static struct bpf_verifier_state *push_async_cb(struct bpf_verifier_env *env,
2362                                                 int insn_idx, int prev_insn_idx,
2363                                                 int subprog)
2364 {
2365         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
2366         struct bpf_func_state *frame;
2367
2368         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
2369         if (!elem)
2370                 goto err;
2371
2372         elem->insn_idx = insn_idx;
2373         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
2374         elem->next = env->head;
2375         elem->log_pos = env->log.end_pos;
2376         env->head = elem;
2377         env->stack_size++;
2378         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ) {
2379                 verbose(env,
2380                         "The sequence of %d jumps is too complex for async cb.\n",
2381                         env->stack_size);
2382                 goto err;
2383         }
2384         /* Unlike push_stack() do not copy_verifier_state().
2385          * The caller state doesn't matter.
2386          * This is async callback. It starts in a fresh stack.
2387          * Initialize it similar to do_check_common().
2388          */
2389         elem->st.branches = 1;
2390         frame = kzalloc(sizeof(*frame), GFP_KERNEL);
2391         if (!frame)
2392                 goto err;
2393         init_func_state(env, frame,
2394                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
2395                         0 /* frameno within this callchain */,
2396                         subprog /* subprog number within this prog */);
2397         elem->st.frame[0] = frame;
2398         return &elem->st;
2399 err:
2400         free_verifier_state(env->cur_state, true);
2401         env->cur_state = NULL;
2402         /* pop all elements and return */
2403         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
2404         return NULL;
2405 }
2406
2407
2408 enum reg_arg_type {
2409         SRC_OP,         /* register is used as source operand */
2410         DST_OP,         /* register is used as destination operand */
2411         DST_OP_NO_MARK  /* same as above, check only, don't mark */
2412 };
2413
2414 static int cmp_subprogs(const void *a, const void *b)
2415 {
2416         return ((struct bpf_subprog_info *)a)->start -
2417                ((struct bpf_subprog_info *)b)->start;
2418 }
2419
2420 static int find_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
2421 {
2422         struct bpf_subprog_info *p;
2423
2424         p = bsearch(&off, env->subprog_info, env->subprog_cnt,
2425                     sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs);
2426         if (!p)
2427                 return -ENOENT;
2428         return p - env->subprog_info;
2429
2430 }
2431
2432 static int add_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
2433 {
2434         int insn_cnt = env->prog->len;
2435         int ret;
2436
2437         if (off >= insn_cnt || off < 0) {
2438                 verbose(env, "call to invalid destination\n");
2439                 return -EINVAL;
2440         }
2441         ret = find_subprog(env, off);
2442         if (ret >= 0)
2443                 return ret;
2444         if (env->subprog_cnt >= BPF_MAX_SUBPROGS) {
2445                 verbose(env, "too many subprograms\n");
2446                 return -E2BIG;
2447         }
2448         /* determine subprog starts. The end is one before the next starts */
2449         env->subprog_info[env->subprog_cnt++].start = off;
2450         sort(env->subprog_info, env->subprog_cnt,
2451              sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs, NULL);
2452         return env->subprog_cnt - 1;
2453 }
2454
2455 #define MAX_KFUNC_DESCS 256
2456 #define MAX_KFUNC_BTFS  256
2457
2458 struct bpf_kfunc_desc {
2459         struct btf_func_model func_model;
2460         u32 func_id;
2461         s32 imm;
2462         u16 offset;
2463         unsigned long addr;
2464 };
2465
2466 struct bpf_kfunc_btf {
2467         struct btf *btf;
2468         struct module *module;
2469         u16 offset;
2470 };
2471
2472 struct bpf_kfunc_desc_tab {
2473         /* Sorted by func_id (BTF ID) and offset (fd_array offset) during
2474          * verification. JITs do lookups by bpf_insn, where func_id may not be
2475          * available, therefore at the end of verification do_misc_fixups()
2476          * sorts this by imm and offset.
2477          */
2478         struct bpf_kfunc_desc descs[MAX_KFUNC_DESCS];
2479         u32 nr_descs;
2480 };
2481
2482 struct bpf_kfunc_btf_tab {
2483         struct bpf_kfunc_btf descs[MAX_KFUNC_BTFS];
2484         u32 nr_descs;
2485 };
2486
2487 static int kfunc_desc_cmp_by_id_off(const void *a, const void *b)
2488 {
2489         const struct bpf_kfunc_desc *d0 = a;
2490         const struct bpf_kfunc_desc *d1 = b;
2491
2492         /* func_id is not greater than BTF_MAX_TYPE */
2493         return d0->func_id - d1->func_id ?: d0->offset - d1->offset;
2494 }
2495
2496 static int kfunc_btf_cmp_by_off(const void *a, const void *b)
2497 {
2498         const struct bpf_kfunc_btf *d0 = a;
2499         const struct bpf_kfunc_btf *d1 = b;
2500
2501         return d0->offset - d1->offset;
2502 }
2503
2504 static const struct bpf_kfunc_desc *
2505 find_kfunc_desc(const struct bpf_prog *prog, u32 func_id, u16 offset)
2506 {
2507         struct bpf_kfunc_desc desc = {
2508                 .func_id = func_id,
2509                 .offset = offset,
2510         };
2511         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2512
2513         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2514         return bsearch(&desc, tab->descs, tab->nr_descs,
2515                        sizeof(tab->descs[0]), kfunc_desc_cmp_by_id_off);
2516 }
2517
2518 int bpf_get_kfunc_addr(const struct bpf_prog *prog, u32 func_id,
2519                        u16 btf_fd_idx, u8 **func_addr)
2520 {
2521         const struct bpf_kfunc_desc *desc;
2522
2523         desc = find_kfunc_desc(prog, func_id, btf_fd_idx);
2524         if (!desc)
2525                 return -EFAULT;
2526
2527         *func_addr = (u8 *)desc->addr;
2528         return 0;
2529 }
2530
2531 static struct btf *__find_kfunc_desc_btf(struct bpf_verifier_env *env,
2532                                          s16 offset)
2533 {
2534         struct bpf_kfunc_btf kf_btf = { .offset = offset };
2535         struct bpf_kfunc_btf_tab *tab;
2536         struct bpf_kfunc_btf *b;
2537         struct module *mod;
2538         struct btf *btf;
2539         int btf_fd;
2540
2541         tab = env->prog->aux->kfunc_btf_tab;
2542         b = bsearch(&kf_btf, tab->descs, tab->nr_descs,
2543                     sizeof(tab->descs[0]), kfunc_btf_cmp_by_off);
2544         if (!b) {
2545                 if (tab->nr_descs == MAX_KFUNC_BTFS) {
2546                         verbose(env, "too many different module BTFs\n");
2547                         return ERR_PTR(-E2BIG);
2548                 }
2549
2550                 if (bpfptr_is_null(env->fd_array)) {
2551                         verbose(env, "kfunc offset > 0 without fd_array is invalid\n");
2552                         return ERR_PTR(-EPROTO);
2553                 }
2554
2555                 if (copy_from_bpfptr_offset(&btf_fd, env->fd_array,
2556                                             offset * sizeof(btf_fd),
2557                                             sizeof(btf_fd)))
2558                         return ERR_PTR(-EFAULT);
2559
2560                 btf = btf_get_by_fd(btf_fd);
2561                 if (IS_ERR(btf)) {
2562                         verbose(env, "invalid module BTF fd specified\n");
2563                         return btf;
2564                 }
2565
2566                 if (!btf_is_module(btf)) {
2567                         verbose(env, "BTF fd for kfunc is not a module BTF\n");
2568                         btf_put(btf);
2569                         return ERR_PTR(-EINVAL);
2570                 }
2571
2572                 mod = btf_try_get_module(btf);
2573                 if (!mod) {
2574                         btf_put(btf);
2575                         return ERR_PTR(-ENXIO);
2576                 }
2577
2578                 b = &tab->descs[tab->nr_descs++];
2579                 b->btf = btf;
2580                 b->module = mod;
2581                 b->offset = offset;
2582
2583                 sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2584                      kfunc_btf_cmp_by_off, NULL);
2585         }
2586         return b->btf;
2587 }
2588
2589 void bpf_free_kfunc_btf_tab(struct bpf_kfunc_btf_tab *tab)
2590 {
2591         if (!tab)
2592                 return;
2593
2594         while (tab->nr_descs--) {
2595                 module_put(tab->descs[tab->nr_descs].module);
2596                 btf_put(tab->descs[tab->nr_descs].btf);
2597         }
2598         kfree(tab);
2599 }
2600
2601 static struct btf *find_kfunc_desc_btf(struct bpf_verifier_env *env, s16 offset)
2602 {
2603         if (offset) {
2604                 if (offset < 0) {
2605                         /* In the future, this can be allowed to increase limit
2606                          * of fd index into fd_array, interpreted as u16.
2607                          */
2608                         verbose(env, "negative offset disallowed for kernel module function call\n");
2609                         return ERR_PTR(-EINVAL);
2610                 }
2611
2612                 return __find_kfunc_desc_btf(env, offset);
2613         }
2614         return btf_vmlinux ?: ERR_PTR(-ENOENT);
2615 }
2616
2617 static int add_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, u32 func_id, s16 offset)
2618 {
2619         const struct btf_type *func, *func_proto;
2620         struct bpf_kfunc_btf_tab *btf_tab;
2621         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2622         struct bpf_prog_aux *prog_aux;
2623         struct bpf_kfunc_desc *desc;
2624         const char *func_name;
2625         struct btf *desc_btf;
2626         unsigned long call_imm;
2627         unsigned long addr;
2628         int err;
2629
2630         prog_aux = env->prog->aux;
2631         tab = prog_aux->kfunc_tab;
2632         btf_tab = prog_aux->kfunc_btf_tab;
2633         if (!tab) {
2634                 if (!btf_vmlinux) {
2635                         verbose(env, "calling kernel function is not supported without CONFIG_DEBUG_INFO_BTF\n");
2636                         return -ENOTSUPP;
2637                 }
2638
2639                 if (!env->prog->jit_requested) {
2640                         verbose(env, "JIT is required for calling kernel function\n");
2641                         return -ENOTSUPP;
2642                 }
2643
2644                 if (!bpf_jit_supports_kfunc_call()) {
2645                         verbose(env, "JIT does not support calling kernel function\n");
2646                         return -ENOTSUPP;
2647                 }
2648
2649                 if (!env->prog->gpl_compatible) {
2650                         verbose(env, "cannot call kernel function from non-GPL compatible program\n");
2651                         return -EINVAL;
2652                 }
2653
2654                 tab = kzalloc(sizeof(*tab), GFP_KERNEL);
2655                 if (!tab)
2656                         return -ENOMEM;
2657                 prog_aux->kfunc_tab = tab;
2658         }
2659
2660         /* func_id == 0 is always invalid, but instead of returning an error, be
2661          * conservative and wait until the code elimination pass before returning
2662          * error, so that invalid calls that get pruned out can be in BPF programs
2663          * loaded from userspace.  It is also required that offset be untouched
2664          * for such calls.
2665          */
2666         if (!func_id && !offset)
2667                 return 0;
2668
2669         if (!btf_tab && offset) {
2670                 btf_tab = kzalloc(sizeof(*btf_tab), GFP_KERNEL);
2671                 if (!btf_tab)
2672                         return -ENOMEM;
2673                 prog_aux->kfunc_btf_tab = btf_tab;
2674         }
2675
2676         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(env, offset);
2677         if (IS_ERR(desc_btf)) {
2678                 verbose(env, "failed to find BTF for kernel function\n");
2679                 return PTR_ERR(desc_btf);
2680         }
2681
2682         if (find_kfunc_desc(env->prog, func_id, offset))
2683                 return 0;
2684
2685         if (tab->nr_descs == MAX_KFUNC_DESCS) {
2686                 verbose(env, "too many different kernel function calls\n");
2687                 return -E2BIG;
2688         }
2689
2690         func = btf_type_by_id(desc_btf, func_id);
2691         if (!func || !btf_type_is_func(func)) {
2692                 verbose(env, "kernel btf_id %u is not a function\n",
2693                         func_id);
2694                 return -EINVAL;
2695         }
2696         func_proto = btf_type_by_id(desc_btf, func->type);
2697         if (!func_proto || !btf_type_is_func_proto(func_proto)) {
2698                 verbose(env, "kernel function btf_id %u does not have a valid func_proto\n",
2699                         func_id);
2700                 return -EINVAL;
2701         }
2702
2703         func_name = btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
2704         addr = kallsyms_lookup_name(func_name);
2705         if (!addr) {
2706                 verbose(env, "cannot find address for kernel function %s\n",
2707                         func_name);
2708                 return -EINVAL;
2709         }
2710         specialize_kfunc(env, func_id, offset, &addr);
2711
2712         if (bpf_jit_supports_far_kfunc_call()) {
2713                 call_imm = func_id;
2714         } else {
2715                 call_imm = BPF_CALL_IMM(addr);
2716                 /* Check whether the relative offset overflows desc->imm */
2717                 if ((unsigned long)(s32)call_imm != call_imm) {
2718                         verbose(env, "address of kernel function %s is out of range\n",
2719                                 func_name);
2720                         return -EINVAL;
2721                 }
2722         }
2723
2724         if (bpf_dev_bound_kfunc_id(func_id)) {
2725                 err = bpf_dev_bound_kfunc_check(&env->log, prog_aux);
2726                 if (err)
2727                         return err;
2728         }
2729
2730         desc = &tab->descs[tab->nr_descs++];
2731         desc->func_id = func_id;
2732         desc->imm = call_imm;
2733         desc->offset = offset;
2734         desc->addr = addr;
2735         err = btf_distill_func_proto(&env->log, desc_btf,
2736                                      func_proto, func_name,
2737                                      &desc->func_model);
2738         if (!err)
2739                 sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2740                      kfunc_desc_cmp_by_id_off, NULL);
2741         return err;
2742 }
2743
2744 static int kfunc_desc_cmp_by_imm_off(const void *a, const void *b)
2745 {
2746         const struct bpf_kfunc_desc *d0 = a;
2747         const struct bpf_kfunc_desc *d1 = b;
2748
2749         if (d0->imm != d1->imm)
2750                 return d0->imm < d1->imm ? -1 : 1;
2751         if (d0->offset != d1->offset)
2752                 return d0->offset < d1->offset ? -1 : 1;
2753         return 0;
2754 }
2755
2756 static void sort_kfunc_descs_by_imm_off(struct bpf_prog *prog)
2757 {
2758         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2759
2760         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2761         if (!tab)
2762                 return;
2763
2764         sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2765              kfunc_desc_cmp_by_imm_off, NULL);
2766 }
2767
2768 bool bpf_prog_has_kfunc_call(const struct bpf_prog *prog)
2769 {
2770         return !!prog->aux->kfunc_tab;
2771 }
2772
2773 const struct btf_func_model *
2774 bpf_jit_find_kfunc_model(const struct bpf_prog *prog,
2775                          const struct bpf_insn *insn)
2776 {
2777         const struct bpf_kfunc_desc desc = {
2778                 .imm = insn->imm,
2779                 .offset = insn->off,
2780         };
2781         const struct bpf_kfunc_desc *res;
2782         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2783
2784         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2785         res = bsearch(&desc, tab->descs, tab->nr_descs,
2786                       sizeof(tab->descs[0]), kfunc_desc_cmp_by_imm_off);
2787
2788         return res ? &res->func_model : NULL;
2789 }
2790
2791 static int add_subprog_and_kfunc(struct bpf_verifier_env *env)
2792 {
2793         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
2794         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
2795         int i, ret, insn_cnt = env->prog->len;
2796
2797         /* Add entry function. */
2798         ret = add_subprog(env, 0);
2799         if (ret)
2800                 return ret;
2801
2802         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
2803                 if (!bpf_pseudo_func(insn) && !bpf_pseudo_call(insn) &&
2804                     !bpf_pseudo_kfunc_call(insn))
2805                         continue;
2806
2807                 if (!env->bpf_capable) {
2808                         verbose(env, "loading/calling other bpf or kernel functions are allowed for CAP_BPF and CAP_SYS_ADMIN\n");
2809                         return -EPERM;
2810                 }
2811
2812                 if (bpf_pseudo_func(insn) || bpf_pseudo_call(insn))
2813                         ret = add_subprog(env, i + insn->imm + 1);
2814                 else
2815                         ret = add_kfunc_call(env, insn->imm, insn->off);
2816
2817                 if (ret < 0)
2818                         return ret;
2819         }
2820
2821         /* Add a fake 'exit' subprog which could simplify subprog iteration
2822          * logic. 'subprog_cnt' should not be increased.
2823          */
2824         subprog[env->subprog_cnt].start = insn_cnt;
2825
2826         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
2827                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
2828                         verbose(env, "func#%d @%d\n", i, subprog[i].start);
2829
2830         return 0;
2831 }
2832
2833 static int check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
2834 {
2835         int i, subprog_start, subprog_end, off, cur_subprog = 0;
2836         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
2837         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
2838         int insn_cnt = env->prog->len;
2839
2840         /* now check that all jumps are within the same subprog */
2841         subprog_start = subprog[cur_subprog].start;
2842         subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
2843         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
2844                 u8 code = insn[i].code;
2845
2846                 if (code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
2847                     insn[i].src_reg == 0 &&
2848                     insn[i].imm == BPF_FUNC_tail_call)
2849                         subprog[cur_subprog].has_tail_call = true;
2850                 if (BPF_CLASS(code) == BPF_LD &&
2851                     (BPF_MODE(code) == BPF_ABS || BPF_MODE(code) == BPF_IND))
2852                         subprog[cur_subprog].has_ld_abs = true;
2853                 if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP && BPF_CLASS(code) != BPF_JMP32)
2854                         goto next;
2855                 if (BPF_OP(code) == BPF_EXIT || BPF_OP(code) == BPF_CALL)
2856                         goto next;
2857                 off = i + insn[i].off + 1;
2858                 if (off < subprog_start || off >= subprog_end) {
2859                         verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", i, off);
2860                         return -EINVAL;
2861                 }
2862 next:
2863                 if (i == subprog_end - 1) {
2864                         /* to avoid fall-through from one subprog into another
2865                          * the last insn of the subprog should be either exit
2866                          * or unconditional jump back
2867                          */
2868                         if (code != (BPF_JMP | BPF_EXIT) &&
2869                             code != (BPF_JMP | BPF_JA)) {
2870                                 verbose(env, "last insn is not an exit or jmp\n");
2871                                 return -EINVAL;
2872                         }
2873                         subprog_start = subprog_end;
2874                         cur_subprog++;
2875                         if (cur_subprog < env->subprog_cnt)
2876                                 subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
2877                 }
2878         }
2879         return 0;
2880 }
2881
2882 /* Parentage chain of this register (or stack slot) should take care of all
2883  * issues like callee-saved registers, stack slot allocation time, etc.
2884  */
2885 static int mark_reg_read(struct bpf_verifier_env *env,
2886                          const struct bpf_reg_state *state,
2887                          struct bpf_reg_state *parent, u8 flag)
2888 {
2889         bool writes = parent == state->parent; /* Observe write marks */
2890         int cnt = 0;
2891
2892         while (parent) {
2893                 /* if read wasn't screened by an earlier write ... */
2894                 if (writes && state->live & REG_LIVE_WRITTEN)
2895                         break;
2896                 if (parent->live & REG_LIVE_DONE) {
2897                         verbose(env, "verifier BUG type %s var_off %lld off %d\n",
2898                                 reg_type_str(env, parent->type),
2899                                 parent->var_off.value, parent->off);
2900                         return -EFAULT;
2901                 }
2902                 /* The first condition is more likely to be true than the
2903                  * second, checked it first.
2904                  */
2905                 if ((parent->live & REG_LIVE_READ) == flag ||
2906                     parent->live & REG_LIVE_READ64)
2907                         /* The parentage chain never changes and
2908                          * this parent was already marked as LIVE_READ.
2909                          * There is no need to keep walking the chain again and
2910                          * keep re-marking all parents as LIVE_READ.
2911                          * This case happens when the same register is read
2912                          * multiple times without writes into it in-between.
2913                          * Also, if parent has the stronger REG_LIVE_READ64 set,
2914                          * then no need to set the weak REG_LIVE_READ32.
2915                          */
2916                         break;
2917                 /* ... then we depend on parent's value */
2918                 parent->live |= flag;
2919                 /* REG_LIVE_READ64 overrides REG_LIVE_READ32. */
2920                 if (flag == REG_LIVE_READ64)
2921                         parent->live &= ~REG_LIVE_READ32;
2922                 state = parent;
2923                 parent = state->parent;
2924                 writes = true;
2925                 cnt++;
2926         }
2927
2928         if (env->longest_mark_read_walk < cnt)
2929                 env->longest_mark_read_walk = cnt;
2930         return 0;
2931 }
2932
2933 static int mark_dynptr_read(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
2934 {
2935         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
2936         int spi, ret;
2937
2938         /* For CONST_PTR_TO_DYNPTR, it must have already been done by
2939          * check_reg_arg in check_helper_call and mark_btf_func_reg_size in
2940          * check_kfunc_call.
2941          */
2942         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
2943                 return 0;
2944         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
2945         if (spi < 0)
2946                 return spi;
2947         /* Caller ensures dynptr is valid and initialized, which means spi is in
2948          * bounds and spi is the first dynptr slot. Simply mark stack slot as
2949          * read.
2950          */
2951         ret = mark_reg_read(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
2952                             state->stack[spi].spilled_ptr.parent, REG_LIVE_READ64);
2953         if (ret)
2954                 return ret;
2955         return mark_reg_read(env, &state->stack[spi - 1].spilled_ptr,
2956                              state->stack[spi - 1].spilled_ptr.parent, REG_LIVE_READ64);
2957 }
2958
2959 static int mark_iter_read(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
2960                           int spi, int nr_slots)
2961 {
2962         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
2963         int err, i;
2964
2965         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
2966                 struct bpf_reg_state *st = &state->stack[spi - i].spilled_ptr;
2967
2968                 err = mark_reg_read(env, st, st->parent, REG_LIVE_READ64);
2969                 if (err)
2970                         return err;
2971
2972                 mark_stack_slot_scratched(env, spi - i);
2973         }
2974
2975         return 0;
2976 }
2977
2978 /* This function is supposed to be used by the following 32-bit optimization
2979  * code only. It returns TRUE if the source or destination register operates
2980  * on 64-bit, otherwise return FALSE.
2981  */
2982 static bool is_reg64(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
2983                      u32 regno, struct bpf_reg_state *reg, enum reg_arg_type t)
2984 {
2985         u8 code, class, op;
2986
2987         code = insn->code;
2988         class = BPF_CLASS(code);
2989         op = BPF_OP(code);
2990         if (class == BPF_JMP) {
2991                 /* BPF_EXIT for "main" will reach here. Return TRUE
2992                  * conservatively.
2993                  */
2994                 if (op == BPF_EXIT)
2995                         return true;
2996                 if (op == BPF_CALL) {
2997                         /* BPF to BPF call will reach here because of marking
2998                          * caller saved clobber with DST_OP_NO_MARK for which we
2999                          * don't care the register def because they are anyway
3000                          * marked as NOT_INIT already.
3001                          */
3002                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
3003                                 return false;
3004                         /* Helper call will reach here because of arg type
3005                          * check, conservatively return TRUE.
3006                          */
3007                         if (t == SRC_OP)
3008                                 return true;
3009
3010                         return false;
3011                 }
3012         }
3013
3014         if (class == BPF_ALU64 || class == BPF_JMP ||
3015             /* BPF_END always use BPF_ALU class. */
3016             (class == BPF_ALU && op == BPF_END && insn->imm == 64))
3017                 return true;
3018
3019         if (class == BPF_ALU || class == BPF_JMP32)
3020                 return false;
3021
3022         if (class == BPF_LDX) {
3023                 if (t != SRC_OP)
3024                         return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
3025                 /* LDX source must be ptr. */
3026                 return true;
3027         }
3028
3029         if (class == BPF_STX) {
3030                 /* BPF_STX (including atomic variants) has multiple source
3031                  * operands, one of which is a ptr. Check whether the caller is
3032                  * asking about it.
3033                  */
3034                 if (t == SRC_OP && reg->type != SCALAR_VALUE)
3035                         return true;
3036                 return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
3037         }
3038
3039         if (class == BPF_LD) {
3040                 u8 mode = BPF_MODE(code);
3041
3042                 /* LD_IMM64 */
3043                 if (mode == BPF_IMM)
3044                         return true;
3045
3046                 /* Both LD_IND and LD_ABS return 32-bit data. */
3047                 if (t != SRC_OP)
3048                         return  false;
3049
3050                 /* Implicit ctx ptr. */
3051                 if (regno == BPF_REG_6)
3052                         return true;
3053
3054                 /* Explicit source could be any width. */
3055                 return true;
3056         }
3057
3058         if (class == BPF_ST)
3059                 /* The only source register for BPF_ST is a ptr. */
3060                 return true;
3061
3062         /* Conservatively return true at default. */
3063         return true;
3064 }
3065
3066 /* Return the regno defined by the insn, or -1. */
3067 static int insn_def_regno(const struct bpf_insn *insn)
3068 {
3069         switch (BPF_CLASS(insn->code)) {
3070         case BPF_JMP:
3071         case BPF_JMP32:
3072         case BPF_ST:
3073                 return -1;
3074         case BPF_STX:
3075                 if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC &&
3076                     (insn->imm & BPF_FETCH)) {
3077                         if (insn->imm == BPF_CMPXCHG)
3078                                 return BPF_REG_0;
3079                         else
3080                                 return insn->src_reg;
3081                 } else {
3082                         return -1;
3083                 }
3084         default:
3085                 return insn->dst_reg;
3086         }
3087 }
3088
3089 /* Return TRUE if INSN has defined any 32-bit value explicitly. */
3090 static bool insn_has_def32(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
3091 {
3092         int dst_reg = insn_def_regno(insn);
3093
3094         if (dst_reg == -1)
3095                 return false;
3096
3097         return !is_reg64(env, insn, dst_reg, NULL, DST_OP);
3098 }
3099
3100 static void mark_insn_zext(struct bpf_verifier_env *env,
3101                            struct bpf_reg_state *reg)
3102 {
3103         s32 def_idx = reg->subreg_def;
3104
3105         if (def_idx == DEF_NOT_SUBREG)
3106                 return;
3107
3108         env->insn_aux_data[def_idx - 1].zext_dst = true;
3109         /* The dst will be zero extended, so won't be sub-register anymore. */
3110         reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
3111 }
3112
3113 static int check_reg_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
3114                          enum reg_arg_type t)
3115 {
3116         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
3117         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
3118         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + env->insn_idx;
3119         struct bpf_reg_state *reg, *regs = state->regs;
3120         bool rw64;
3121
3122         if (regno >= MAX_BPF_REG) {
3123                 verbose(env, "R%d is invalid\n", regno);
3124                 return -EINVAL;
3125         }
3126
3127         mark_reg_scratched(env, regno);
3128
3129         reg = &regs[regno];
3130         rw64 = is_reg64(env, insn, regno, reg, t);
3131         if (t == SRC_OP) {
3132                 /* check whether register used as source operand can be read */
3133                 if (reg->type == NOT_INIT) {
3134                         verbose(env, "R%d !read_ok\n", regno);
3135                         return -EACCES;
3136                 }
3137                 /* We don't need to worry about FP liveness because it's read-only */
3138                 if (regno == BPF_REG_FP)
3139                         return 0;
3140
3141                 if (rw64)
3142                         mark_insn_zext(env, reg);
3143
3144                 return mark_reg_read(env, reg, reg->parent,
3145                                      rw64 ? REG_LIVE_READ64 : REG_LIVE_READ32);
3146         } else {
3147                 /* check whether register used as dest operand can be written to */
3148                 if (regno == BPF_REG_FP) {
3149                         verbose(env, "frame pointer is read only\n");
3150                         return -EACCES;
3151                 }
3152                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
3153                 reg->subreg_def = rw64 ? DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
3154                 if (t == DST_OP)
3155                         mark_reg_unknown(env, regs, regno);
3156         }
3157         return 0;
3158 }
3159
3160 static void mark_jmp_point(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
3161 {
3162         env->insn_aux_data[idx].jmp_point = true;
3163 }
3164
3165 static bool is_jmp_point(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
3166 {
3167         return env->insn_aux_data[insn_idx].jmp_point;
3168 }
3169
3170 /* for any branch, call, exit record the history of jmps in the given state */
3171 static int push_jmp_history(struct bpf_verifier_env *env,
3172                             struct bpf_verifier_state *cur)
3173 {
3174         u32 cnt = cur->jmp_history_cnt;
3175         struct bpf_idx_pair *p;
3176         size_t alloc_size;
3177
3178         if (!is_jmp_point(env, env->insn_idx))
3179                 return 0;
3180
3181         cnt++;
3182         alloc_size = kmalloc_size_roundup(size_mul(cnt, sizeof(*p)));
3183         p = krealloc(cur->jmp_history, alloc_size, GFP_USER);
3184         if (!p)
3185                 return -ENOMEM;
3186         p[cnt - 1].idx = env->insn_idx;
3187         p[cnt - 1].prev_idx = env->prev_insn_idx;
3188         cur->jmp_history = p;
3189         cur->jmp_history_cnt = cnt;
3190         return 0;
3191 }
3192
3193 /* Backtrack one insn at a time. If idx is not at the top of recorded
3194  * history then previous instruction came from straight line execution.
3195  */
3196 static int get_prev_insn_idx(struct bpf_verifier_state *st, int i,
3197                              u32 *history)
3198 {
3199         u32 cnt = *history;
3200
3201         if (cnt && st->jmp_history[cnt - 1].idx == i) {
3202                 i = st->jmp_history[cnt - 1].prev_idx;
3203                 (*history)--;
3204         } else {
3205                 i--;
3206         }
3207         return i;
3208 }
3209
3210 static const char *disasm_kfunc_name(void *data, const struct bpf_insn *insn)
3211 {
3212         const struct btf_type *func;
3213         struct btf *desc_btf;
3214
3215         if (insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL)
3216                 return NULL;
3217
3218         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(data, insn->off);
3219         if (IS_ERR(desc_btf))
3220                 return "<error>";
3221
3222         func = btf_type_by_id(desc_btf, insn->imm);
3223         return btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
3224 }
3225
3226 static inline void bt_init(struct backtrack_state *bt, u32 frame)
3227 {
3228         bt->frame = frame;
3229 }
3230
3231 static inline void bt_reset(struct backtrack_state *bt)
3232 {
3233         struct bpf_verifier_env *env = bt->env;
3234
3235         memset(bt, 0, sizeof(*bt));
3236         bt->env = env;
3237 }
3238
3239 static inline u32 bt_empty(struct backtrack_state *bt)
3240 {
3241         u64 mask = 0;
3242         int i;
3243
3244         for (i = 0; i <= bt->frame; i++)
3245                 mask |= bt->reg_masks[i] | bt->stack_masks[i];
3246
3247         return mask == 0;
3248 }
3249
3250 static inline int bt_subprog_enter(struct backtrack_state *bt)
3251 {
3252         if (bt->frame == MAX_CALL_FRAMES - 1) {
3253                 verbose(bt->env, "BUG subprog enter from frame %d\n", bt->frame);
3254                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3255                 return -EFAULT;
3256         }
3257         bt->frame++;
3258         return 0;
3259 }
3260
3261 static inline int bt_subprog_exit(struct backtrack_state *bt)
3262 {
3263         if (bt->frame == 0) {
3264                 verbose(bt->env, "BUG subprog exit from frame 0\n");
3265                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3266                 return -EFAULT;
3267         }
3268         bt->frame--;
3269         return 0;
3270 }
3271
3272 static inline void bt_set_frame_reg(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 reg)
3273 {
3274         bt->reg_masks[frame] |= 1 << reg;
3275 }
3276
3277 static inline void bt_clear_frame_reg(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 reg)
3278 {
3279         bt->reg_masks[frame] &= ~(1 << reg);
3280 }
3281
3282 static inline void bt_set_reg(struct backtrack_state *bt, u32 reg)
3283 {
3284         bt_set_frame_reg(bt, bt->frame, reg);
3285 }
3286
3287 static inline void bt_clear_reg(struct backtrack_state *bt, u32 reg)
3288 {
3289         bt_clear_frame_reg(bt, bt->frame, reg);
3290 }
3291
3292 static inline void bt_set_frame_slot(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 slot)
3293 {
3294         bt->stack_masks[frame] |= 1ull << slot;
3295 }
3296
3297 static inline void bt_clear_frame_slot(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 slot)
3298 {
3299         bt->stack_masks[frame] &= ~(1ull << slot);
3300 }
3301
3302 static inline void bt_set_slot(struct backtrack_state *bt, u32 slot)
3303 {
3304         bt_set_frame_slot(bt, bt->frame, slot);
3305 }
3306
3307 static inline void bt_clear_slot(struct backtrack_state *bt, u32 slot)
3308 {
3309         bt_clear_frame_slot(bt, bt->frame, slot);
3310 }
3311
3312 static inline u32 bt_frame_reg_mask(struct backtrack_state *bt, u32 frame)
3313 {
3314         return bt->reg_masks[frame];
3315 }
3316
3317 static inline u32 bt_reg_mask(struct backtrack_state *bt)
3318 {
3319         return bt->reg_masks[bt->frame];
3320 }
3321
3322 static inline u64 bt_frame_stack_mask(struct backtrack_state *bt, u32 frame)
3323 {
3324         return bt->stack_masks[frame];
3325 }
3326
3327 static inline u64 bt_stack_mask(struct backtrack_state *bt)
3328 {
3329         return bt->stack_masks[bt->frame];
3330 }
3331
3332 static inline bool bt_is_reg_set(struct backtrack_state *bt, u32 reg)
3333 {
3334         return bt->reg_masks[bt->frame] & (1 << reg);
3335 }
3336
3337 static inline bool bt_is_slot_set(struct backtrack_state *bt, u32 slot)
3338 {
3339         return bt->stack_masks[bt->frame] & (1ull << slot);
3340 }
3341
3342 /* format registers bitmask, e.g., "r0,r2,r4" for 0x15 mask */
3343 static void fmt_reg_mask(char *buf, ssize_t buf_sz, u32 reg_mask)
3344 {
3345         DECLARE_BITMAP(mask, 64);
3346         bool first = true;
3347         int i, n;
3348
3349         buf[0] = '\0';
3350
3351         bitmap_from_u64(mask, reg_mask);
3352         for_each_set_bit(i, mask, 32) {
3353                 n = snprintf(buf, buf_sz, "%sr%d", first ? "" : ",", i);
3354                 first = false;
3355                 buf += n;
3356                 buf_sz -= n;
3357                 if (buf_sz < 0)
3358                         break;
3359         }
3360 }
3361 /* format stack slots bitmask, e.g., "-8,-24,-40" for 0x15 mask */
3362 static void fmt_stack_mask(char *buf, ssize_t buf_sz, u64 stack_mask)
3363 {
3364         DECLARE_BITMAP(mask, 64);
3365         bool first = true;
3366         int i, n;
3367
3368         buf[0] = '\0';
3369
3370         bitmap_from_u64(mask, stack_mask);
3371         for_each_set_bit(i, mask, 64) {
3372                 n = snprintf(buf, buf_sz, "%s%d", first ? "" : ",", -(i + 1) * 8);
3373                 first = false;
3374                 buf += n;
3375                 buf_sz -= n;
3376                 if (buf_sz < 0)
3377                         break;
3378         }
3379 }
3380
3381 /* For given verifier state backtrack_insn() is called from the last insn to
3382  * the first insn. Its purpose is to compute a bitmask of registers and
3383  * stack slots that needs precision in the parent verifier state.
3384  *
3385  * @idx is an index of the instruction we are currently processing;
3386  * @subseq_idx is an index of the subsequent instruction that:
3387  *   - *would be* executed next, if jump history is viewed in forward order;
3388  *   - *was* processed previously during backtracking.
3389  */
3390 static int backtrack_insn(struct bpf_verifier_env *env, int idx, int subseq_idx,
3391                           struct backtrack_state *bt)
3392 {
3393         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
3394                 .cb_call        = disasm_kfunc_name,
3395                 .cb_print       = verbose,
3396                 .private_data   = env,
3397         };
3398         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + idx;
3399         u8 class = BPF_CLASS(insn->code);
3400         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
3401         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
3402         u32 dreg = insn->dst_reg;
3403         u32 sreg = insn->src_reg;
3404         u32 spi, i;
3405
3406         if (insn->code == 0)
3407                 return 0;
3408         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3409                 fmt_reg_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN, bt_reg_mask(bt));
3410                 verbose(env, "mark_precise: frame%d: regs=%s ",
3411                         bt->frame, env->tmp_str_buf);
3412                 fmt_stack_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN, bt_stack_mask(bt));
3413                 verbose(env, "stack=%s before ", env->tmp_str_buf);
3414                 verbose(env, "%d: ", idx);
3415                 print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
3416         }
3417
3418         if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
3419                 if (!bt_is_reg_set(bt, dreg))
3420                         return 0;
3421                 if (opcode == BPF_MOV) {
3422                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
3423                                 /* dreg = sreg
3424                                  * dreg needs precision after this insn
3425                                  * sreg needs precision before this insn
3426                                  */
3427                                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3428                                 bt_set_reg(bt, sreg);
3429                         } else {
3430                                 /* dreg = K
3431                                  * dreg needs precision after this insn.
3432                                  * Corresponding register is already marked
3433                                  * as precise=true in this verifier state.
3434                                  * No further markings in parent are necessary
3435                                  */
3436                                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3437                         }
3438                 } else {
3439                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
3440                                 /* dreg += sreg
3441                                  * both dreg and sreg need precision
3442                                  * before this insn
3443                                  */
3444                                 bt_set_reg(bt, sreg);
3445                         } /* else dreg += K
3446                            * dreg still needs precision before this insn
3447                            */
3448                 }
3449         } else if (class == BPF_LDX) {
3450                 if (!bt_is_reg_set(bt, dreg))
3451                         return 0;
3452                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3453
3454                 /* scalars can only be spilled into stack w/o losing precision.
3455                  * Load from any other memory can be zero extended.
3456                  * The desire to keep that precision is already indicated
3457                  * by 'precise' mark in corresponding register of this state.
3458                  * No further tracking necessary.
3459                  */
3460                 if (insn->src_reg != BPF_REG_FP)
3461                         return 0;
3462
3463                 /* dreg = *(u64 *)[fp - off] was a fill from the stack.
3464                  * that [fp - off] slot contains scalar that needs to be
3465                  * tracked with precision
3466                  */
3467                 spi = (-insn->off - 1) / BPF_REG_SIZE;
3468                 if (spi >= 64) {
3469                         verbose(env, "BUG spi %d\n", spi);
3470                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3471                         return -EFAULT;
3472                 }
3473                 bt_set_slot(bt, spi);
3474         } else if (class == BPF_STX || class == BPF_ST) {
3475                 if (bt_is_reg_set(bt, dreg))
3476                         /* stx & st shouldn't be using _scalar_ dst_reg
3477                          * to access memory. It means backtracking
3478                          * encountered a case of pointer subtraction.
3479                          */
3480                         return -ENOTSUPP;
3481                 /* scalars can only be spilled into stack */
3482                 if (insn->dst_reg != BPF_REG_FP)
3483                         return 0;
3484                 spi = (-insn->off - 1) / BPF_REG_SIZE;
3485                 if (spi >= 64) {
3486                         verbose(env, "BUG spi %d\n", spi);
3487                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3488                         return -EFAULT;
3489                 }
3490                 if (!bt_is_slot_set(bt, spi))
3491                         return 0;
3492                 bt_clear_slot(bt, spi);
3493                 if (class == BPF_STX)
3494                         bt_set_reg(bt, sreg);
3495         } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
3496                 if (bpf_pseudo_call(insn)) {
3497                         int subprog_insn_idx, subprog;
3498
3499                         subprog_insn_idx = idx + insn->imm + 1;
3500                         subprog = find_subprog(env, subprog_insn_idx);
3501                         if (subprog < 0)
3502                                 return -EFAULT;
3503
3504                         if (subprog_is_global(env, subprog)) {
3505                                 /* check that jump history doesn't have any
3506                                  * extra instructions from subprog; the next
3507                                  * instruction after call to global subprog
3508                                  * should be literally next instruction in
3509                                  * caller program
3510                                  */
3511                                 WARN_ONCE(idx + 1 != subseq_idx, "verifier backtracking bug");
3512                                 /* r1-r5 are invalidated after subprog call,
3513                                  * so for global func call it shouldn't be set
3514                                  * anymore
3515                                  */
3516                                 if (bt_reg_mask(bt) & BPF_REGMASK_ARGS) {
3517                                         verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3518                                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3519                                         return -EFAULT;
3520                                 }
3521                                 /* global subprog always sets R0 */
3522                                 bt_clear_reg(bt, BPF_REG_0);
3523                                 return 0;
3524                         } else {
3525                                 /* static subprog call instruction, which
3526                                  * means that we are exiting current subprog,
3527                                  * so only r1-r5 could be still requested as
3528                                  * precise, r0 and r6-r10 or any stack slot in
3529                                  * the current frame should be zero by now
3530                                  */
3531                                 if (bt_reg_mask(bt) & ~BPF_REGMASK_ARGS) {
3532                                         verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3533                                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3534                                         return -EFAULT;
3535                                 }
3536                                 /* we don't track register spills perfectly,
3537                                  * so fallback to force-precise instead of failing */
3538                                 if (bt_stack_mask(bt) != 0)
3539                                         return -ENOTSUPP;
3540                                 /* propagate r1-r5 to the caller */
3541                                 for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++) {
3542                                         if (bt_is_reg_set(bt, i)) {
3543                                                 bt_clear_reg(bt, i);
3544                                                 bt_set_frame_reg(bt, bt->frame - 1, i);
3545                                         }
3546                                 }
3547                                 if (bt_subprog_exit(bt))
3548                                         return -EFAULT;
3549                                 return 0;
3550                         }
3551                 } else if ((bpf_helper_call(insn) &&
3552                             is_callback_calling_function(insn->imm) &&
3553                             !is_async_callback_calling_function(insn->imm)) ||
3554                            (bpf_pseudo_kfunc_call(insn) && is_callback_calling_kfunc(insn->imm))) {
3555                         /* callback-calling helper or kfunc call, which means
3556                          * we are exiting from subprog, but unlike the subprog
3557                          * call handling above, we shouldn't propagate
3558                          * precision of r1-r5 (if any requested), as they are
3559                          * not actually arguments passed directly to callback
3560                          * subprogs
3561                          */
3562                         if (bt_reg_mask(bt) & ~BPF_REGMASK_ARGS) {
3563                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3564                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3565                                 return -EFAULT;
3566                         }
3567                         if (bt_stack_mask(bt) != 0)
3568                                 return -ENOTSUPP;
3569                         /* clear r1-r5 in callback subprog's mask */
3570                         for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++)
3571                                 bt_clear_reg(bt, i);
3572                         if (bt_subprog_exit(bt))
3573                                 return -EFAULT;
3574                         return 0;
3575                 } else if (opcode == BPF_CALL) {
3576                         /* kfunc with imm==0 is invalid and fixup_kfunc_call will
3577                          * catch this error later. Make backtracking conservative
3578                          * with ENOTSUPP.
3579                          */
3580                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL && insn->imm == 0)
3581                                 return -ENOTSUPP;
3582                         /* regular helper call sets R0 */
3583                         bt_clear_reg(bt, BPF_REG_0);
3584                         if (bt_reg_mask(bt) & BPF_REGMASK_ARGS) {
3585                                 /* if backtracing was looking for registers R1-R5
3586                                  * they should have been found already.
3587                                  */
3588                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3589                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3590                                 return -EFAULT;
3591                         }
3592                 } else if (opcode == BPF_EXIT) {
3593                         bool r0_precise;
3594
3595                         if (bt_reg_mask(bt) & BPF_REGMASK_ARGS) {
3596                                 /* if backtracing was looking for registers R1-R5
3597                                  * they should have been found already.
3598                                  */
3599                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3600                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3601                                 return -EFAULT;
3602                         }
3603
3604                         /* BPF_EXIT in subprog or callback always returns
3605                          * right after the call instruction, so by checking
3606                          * whether the instruction at subseq_idx-1 is subprog
3607                          * call or not we can distinguish actual exit from
3608                          * *subprog* from exit from *callback*. In the former
3609                          * case, we need to propagate r0 precision, if
3610                          * necessary. In the former we never do that.
3611                          */
3612                         r0_precise = subseq_idx - 1 >= 0 &&
3613                                      bpf_pseudo_call(&env->prog->insnsi[subseq_idx - 1]) &&
3614                                      bt_is_reg_set(bt, BPF_REG_0);
3615
3616                         bt_clear_reg(bt, BPF_REG_0);
3617                         if (bt_subprog_enter(bt))
3618                                 return -EFAULT;
3619
3620                         if (r0_precise)
3621                                 bt_set_reg(bt, BPF_REG_0);
3622                         /* r6-r9 and stack slots will stay set in caller frame
3623                          * bitmasks until we return back from callee(s)
3624                          */
3625                         return 0;
3626                 } else if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
3627                         if (!bt_is_reg_set(bt, dreg) && !bt_is_reg_set(bt, sreg))
3628                                 return 0;
3629                         /* dreg <cond> sreg
3630                          * Both dreg and sreg need precision before
3631                          * this insn. If only sreg was marked precise
3632                          * before it would be equally necessary to
3633                          * propagate it to dreg.
3634                          */
3635                         bt_set_reg(bt, dreg);
3636                         bt_set_reg(bt, sreg);
3637                          /* else dreg <cond> K
3638                           * Only dreg still needs precision before
3639                           * this insn, so for the K-based conditional
3640                           * there is nothing new to be marked.
3641                           */
3642                 }
3643         } else if (class == BPF_LD) {
3644                 if (!bt_is_reg_set(bt, dreg))
3645                         return 0;
3646                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3647                 /* It's ld_imm64 or ld_abs or ld_ind.
3648                  * For ld_imm64 no further tracking of precision
3649                  * into parent is necessary
3650                  */
3651                 if (mode == BPF_IND || mode == BPF_ABS)
3652                         /* to be analyzed */
3653                         return -ENOTSUPP;
3654         }
3655         return 0;
3656 }
3657
3658 /* the scalar precision tracking algorithm:
3659  * . at the start all registers have precise=false.
3660  * . scalar ranges are tracked as normal through alu and jmp insns.
3661  * . once precise value of the scalar register is used in:
3662  *   .  ptr + scalar alu
3663  *   . if (scalar cond K|scalar)
3664  *   .  helper_call(.., scalar, ...) where ARG_CONST is expected
3665  *   backtrack through the verifier states and mark all registers and
3666  *   stack slots with spilled constants that these scalar regisers
3667  *   should be precise.
3668  * . during state pruning two registers (or spilled stack slots)
3669  *   are equivalent if both are not precise.
3670  *
3671  * Note the verifier cannot simply walk register parentage chain,
3672  * since many different registers and stack slots could have been
3673  * used to compute single precise scalar.
3674  *
3675  * The approach of starting with precise=true for all registers and then
3676  * backtrack to mark a register as not precise when the verifier detects
3677  * that program doesn't care about specific value (e.g., when helper
3678  * takes register as ARG_ANYTHING parameter) is not safe.
3679  *
3680  * It's ok to walk single parentage chain of the verifier states.
3681  * It's possible that this backtracking will go all the way till 1st insn.
3682  * All other branches will be explored for needing precision later.
3683  *
3684  * The backtracking needs to deal with cases like:
3685  *   R8=map_value(id=0,off=0,ks=4,vs=1952,imm=0) R9_w=map_value(id=0,off=40,ks=4,vs=1952,imm=0)
3686  * r9 -= r8
3687  * r5 = r9
3688  * if r5 > 0x79f goto pc+7
3689  *    R5_w=inv(id=0,umax_value=1951,var_off=(0x0; 0x7ff))
3690  * r5 += 1
3691  * ...
3692  * call bpf_perf_event_output#25
3693  *   where .arg5_type = ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO
3694  *
3695  * and this case:
3696  * r6 = 1
3697  * call foo // uses callee's r6 inside to compute r0
3698  * r0 += r6
3699  * if r0 == 0 goto
3700  *
3701  * to track above reg_mask/stack_mask needs to be independent for each frame.
3702  *
3703  * Also if parent's curframe > frame where backtracking started,
3704  * the verifier need to mark registers in both frames, otherwise callees
3705  * may incorrectly prune callers. This is similar to
3706  * commit 7640ead93924 ("bpf: verifier: make sure callees don't prune with caller differences")
3707  *
3708  * For now backtracking falls back into conservative marking.
3709  */
3710 static void mark_all_scalars_precise(struct bpf_verifier_env *env,
3711                                      struct bpf_verifier_state *st)
3712 {
3713         struct bpf_func_state *func;
3714         struct bpf_reg_state *reg;
3715         int i, j;
3716
3717         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3718                 verbose(env, "mark_precise: frame%d: falling back to forcing all scalars precise\n",
3719                         st->curframe);
3720         }
3721
3722         /* big hammer: mark all scalars precise in this path.
3723          * pop_stack may still get !precise scalars.
3724          * We also skip current state and go straight to first parent state,
3725          * because precision markings in current non-checkpointed state are
3726          * not needed. See why in the comment in __mark_chain_precision below.
3727          */
3728         for (st = st->parent; st; st = st->parent) {
3729                 for (i = 0; i <= st->curframe; i++) {
3730                         func = st->frame[i];
3731                         for (j = 0; j < BPF_REG_FP; j++) {
3732                                 reg = &func->regs[j];
3733                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE || reg->precise)
3734                                         continue;
3735                                 reg->precise = true;
3736                                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3737                                         verbose(env, "force_precise: frame%d: forcing r%d to be precise\n",
3738                                                 i, j);
3739                                 }
3740                         }
3741                         for (j = 0; j < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; j++) {
3742                                 if (!is_spilled_reg(&func->stack[j]))
3743                                         continue;
3744                                 reg = &func->stack[j].spilled_ptr;
3745                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE || reg->precise)
3746                                         continue;
3747                                 reg->precise = true;
3748                                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3749                                         verbose(env, "force_precise: frame%d: forcing fp%d to be precise\n",
3750                                                 i, -(j + 1) * 8);
3751                                 }
3752                         }
3753                 }
3754         }
3755 }
3756
3757 static void mark_all_scalars_imprecise(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
3758 {
3759         struct bpf_func_state *func;
3760         struct bpf_reg_state *reg;
3761         int i, j;
3762
3763         for (i = 0; i <= st->curframe; i++) {
3764                 func = st->frame[i];
3765                 for (j = 0; j < BPF_REG_FP; j++) {
3766                         reg = &func->regs[j];
3767                         if (reg->type != SCALAR_VALUE)
3768                                 continue;
3769                         reg->precise = false;
3770                 }
3771                 for (j = 0; j < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; j++) {
3772                         if (!is_spilled_reg(&func->stack[j]))
3773                                 continue;
3774                         reg = &func->stack[j].spilled_ptr;
3775                         if (reg->type != SCALAR_VALUE)
3776                                 continue;
3777                         reg->precise = false;
3778                 }
3779         }
3780 }
3781
3782 static bool idset_contains(struct bpf_idset *s, u32 id)
3783 {
3784         u32 i;
3785
3786         for (i = 0; i < s->count; ++i)
3787                 if (s->ids[i] == id)
3788                         return true;
3789
3790         return false;
3791 }
3792
3793 static int idset_push(struct bpf_idset *s, u32 id)
3794 {
3795         if (WARN_ON_ONCE(s->count >= ARRAY_SIZE(s->ids)))
3796                 return -EFAULT;
3797         s->ids[s->count++] = id;
3798         return 0;
3799 }
3800
3801 static void idset_reset(struct bpf_idset *s)
3802 {
3803         s->count = 0;
3804 }
3805
3806 /* Collect a set of IDs for all registers currently marked as precise in env->bt.
3807  * Mark all registers with these IDs as precise.
3808  */
3809 static int mark_precise_scalar_ids(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
3810 {
3811         struct bpf_idset *precise_ids = &env->idset_scratch;
3812         struct backtrack_state *bt = &env->bt;
3813         struct bpf_func_state *func;
3814         struct bpf_reg_state *reg;
3815         DECLARE_BITMAP(mask, 64);
3816         int i, fr;
3817
3818         idset_reset(precise_ids);
3819
3820         for (fr = bt->frame; fr >= 0; fr--) {
3821                 func = st->frame[fr];
3822
3823                 bitmap_from_u64(mask, bt_frame_reg_mask(bt, fr));
3824                 for_each_set_bit(i, mask, 32) {
3825                         reg = &func->regs[i];
3826                         if (!reg->id || reg->type != SCALAR_VALUE)
3827                                 continue;
3828                         if (idset_push(precise_ids, reg->id))
3829                                 return -EFAULT;
3830                 }
3831
3832                 bitmap_from_u64(mask, bt_frame_stack_mask(bt, fr));
3833                 for_each_set_bit(i, mask, 64) {
3834                         if (i >= func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE)
3835                                 break;
3836                         if (!is_spilled_scalar_reg(&func->stack[i]))
3837                                 continue;
3838                         reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
3839                         if (!reg->id)
3840                                 continue;
3841                         if (idset_push(precise_ids, reg->id))
3842                                 return -EFAULT;
3843                 }
3844         }
3845
3846         for (fr = 0; fr <= st->curframe; ++fr) {
3847                 func = st->frame[fr];
3848
3849                 for (i = BPF_REG_0; i < BPF_REG_10; ++i) {
3850                         reg = &func->regs[i];
3851                         if (!reg->id)
3852                                 continue;
3853                         if (!idset_contains(precise_ids, reg->id))
3854                                 continue;
3855                         bt_set_frame_reg(bt, fr, i);
3856                 }
3857                 for (i = 0; i < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; ++i) {
3858                         if (!is_spilled_scalar_reg(&func->stack[i]))
3859                                 continue;
3860                         reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
3861                         if (!reg->id)
3862                                 continue;
3863                         if (!idset_contains(precise_ids, reg->id))
3864                                 continue;
3865                         bt_set_frame_slot(bt, fr, i);
3866                 }
3867         }
3868
3869         return 0;
3870 }
3871
3872 /*
3873  * __mark_chain_precision() backtracks BPF program instruction sequence and
3874  * chain of verifier states making sure that register *regno* (if regno >= 0)
3875  * and/or stack slot *spi* (if spi >= 0) are marked as precisely tracked
3876  * SCALARS, as well as any other registers and slots that contribute to
3877  * a tracked state of given registers/stack slots, depending on specific BPF
3878  * assembly instructions (see backtrack_insns() for exact instruction handling
3879  * logic). This backtracking relies on recorded jmp_history and is able to
3880  * traverse entire chain of parent states. This process ends only when all the
3881  * necessary registers/slots and their transitive dependencies are marked as
3882  * precise.
3883  *
3884  * One important and subtle aspect is that precise marks *do not matter* in
3885  * the currently verified state (current state). It is important to understand
3886  * why this is the case.
3887  *
3888  * First, note that current state is the state that is not yet "checkpointed",
3889  * i.e., it is not yet put into env->explored_states, and it has no children
3890  * states as well. It's ephemeral, and can end up either a) being discarded if
3891  * compatible explored state is found at some point or BPF_EXIT instruction is
3892  * reached or b) checkpointed and put into env->explored_states, branching out
3893  * into one or more children states.
3894  *
3895  * In the former case, precise markings in current state are completely
3896  * ignored by state comparison code (see regsafe() for details). Only
3897  * checkpointed ("old") state precise markings are important, and if old
3898  * state's register/slot is precise, regsafe() assumes current state's
3899  * register/slot as precise and checks value ranges exactly and precisely. If
3900  * states turn out to be compatible, current state's necessary precise
3901  * markings and any required parent states' precise markings are enforced
3902  * after the fact with propagate_precision() logic, after the fact. But it's
3903  * important to realize that in this case, even after marking current state
3904  * registers/slots as precise, we immediately discard current state. So what
3905  * actually matters is any of the precise markings propagated into current
3906  * state's parent states, which are always checkpointed (due to b) case above).
3907  * As such, for scenario a) it doesn't matter if current state has precise
3908  * markings set or not.
3909  *
3910  * Now, for the scenario b), checkpointing and forking into child(ren)
3911  * state(s). Note that before current state gets to checkpointing step, any
3912  * processed instruction always assumes precise SCALAR register/slot
3913  * knowledge: if precise value or range is useful to prune jump branch, BPF
3914  * verifier takes this opportunity enthusiastically. Similarly, when
3915  * register's value is used to calculate offset or memory address, exact
3916  * knowledge of SCALAR range is assumed, checked, and enforced. So, similar to
3917  * what we mentioned above about state comparison ignoring precise markings
3918  * during state comparison, BPF verifier ignores and also assumes precise
3919  * markings *at will* during instruction verification process. But as verifier
3920  * assumes precision, it also propagates any precision dependencies across
3921  * parent states, which are not yet finalized, so can be further restricted
3922  * based on new knowledge gained from restrictions enforced by their children
3923  * states. This is so that once those parent states are finalized, i.e., when
3924  * they have no more active children state, state comparison logic in
3925  * is_state_visited() would enforce strict and precise SCALAR ranges, if
3926  * required for correctness.
3927  *
3928  * To build a bit more intuition, note also that once a state is checkpointed,
3929  * the path we took to get to that state is not important. This is crucial
3930  * property for state pruning. When state is checkpointed and finalized at
3931  * some instruction index, it can be correctly and safely used to "short
3932  * circuit" any *compatible* state that reaches exactly the same instruction
3933  * index. I.e., if we jumped to that instruction from a completely different
3934  * code path than original finalized state was derived from, it doesn't
3935  * matter, current state can be discarded because from that instruction
3936  * forward having a compatible state will ensure we will safely reach the
3937  * exit. States describe preconditions for further exploration, but completely
3938  * forget the history of how we got here.
3939  *
3940  * This also means that even if we needed precise SCALAR range to get to
3941  * finalized state, but from that point forward *that same* SCALAR register is
3942  * never used in a precise context (i.e., it's precise value is not needed for
3943  * correctness), it's correct and safe to mark such register as "imprecise"
3944  * (i.e., precise marking set to false). This is what we rely on when we do
3945  * not set precise marking in current state. If no child state requires
3946  * precision for any given SCALAR register, it's safe to dictate that it can
3947  * be imprecise. If any child state does require this register to be precise,
3948  * we'll mark it precise later retroactively during precise markings
3949  * propagation from child state to parent states.
3950  *
3951  * Skipping precise marking setting in current state is a mild version of
3952  * relying on the above observation. But we can utilize this property even
3953  * more aggressively by proactively forgetting any precise marking in the
3954  * current state (which we inherited from the parent state), right before we
3955  * checkpoint it and branch off into new child state. This is done by
3956  * mark_all_scalars_imprecise() to hopefully get more permissive and generic
3957  * finalized states which help in short circuiting more future states.
3958  */
3959 static int __mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
3960 {
3961         struct backtrack_state *bt = &env->bt;
3962         struct bpf_verifier_state *st = env->cur_state;
3963         int first_idx = st->first_insn_idx;
3964         int last_idx = env->insn_idx;
3965         int subseq_idx = -1;
3966         struct bpf_func_state *func;
3967         struct bpf_reg_state *reg;
3968         bool skip_first = true;
3969         int i, fr, err;
3970
3971         if (!env->bpf_capable)
3972                 return 0;
3973
3974         /* set frame number from which we are starting to backtrack */
3975         bt_init(bt, env->cur_state->curframe);
3976
3977         /* Do sanity checks against current state of register and/or stack
3978          * slot, but don't set precise flag in current state, as precision
3979          * tracking in the current state is unnecessary.
3980          */
3981         func = st->frame[bt->frame];
3982         if (regno >= 0) {
3983                 reg = &func->regs[regno];
3984                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
3985                         WARN_ONCE(1, "backtracing misuse");
3986                         return -EFAULT;
3987                 }
3988                 bt_set_reg(bt, regno);
3989         }
3990
3991         if (bt_empty(bt))
3992                 return 0;
3993
3994         for (;;) {
3995                 DECLARE_BITMAP(mask, 64);
3996                 u32 history = st->jmp_history_cnt;
3997
3998                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3999                         verbose(env, "mark_precise: frame%d: last_idx %d first_idx %d subseq_idx %d \n",
4000                                 bt->frame, last_idx, first_idx, subseq_idx);
4001                 }
4002
4003                 /* If some register with scalar ID is marked as precise,
4004                  * make sure that all registers sharing this ID are also precise.
4005                  * This is needed to estimate effect of find_equal_scalars().
4006                  * Do this at the last instruction of each state,
4007                  * bpf_reg_state::id fields are valid for these instructions.
4008                  *
4009                  * Allows to track precision in situation like below:
4010                  *
4011                  *     r2 = unknown value
4012                  *     ...
4013                  *   --- state #0 ---
4014                  *     ...
4015                  *     r1 = r2                 // r1 and r2 now share the same ID
4016                  *     ...
4017                  *   --- state #1 {r1.id = A, r2.id = A} ---
4018                  *     ...
4019                  *     if (r2 > 10) goto exit; // find_equal_scalars() assigns range to r1
4020                  *     ...
4021                  *   --- state #2 {r1.id = A, r2.id = A} ---
4022                  *     r3 = r10
4023                  *     r3 += r1                // need to mark both r1 and r2
4024                  */
4025                 if (mark_precise_scalar_ids(env, st))
4026                         return -EFAULT;
4027
4028                 if (last_idx < 0) {
4029                         /* we are at the entry into subprog, which
4030                          * is expected for global funcs, but only if
4031                          * requested precise registers are R1-R5
4032                          * (which are global func's input arguments)
4033                          */
4034                         if (st->curframe == 0 &&
4035                             st->frame[0]->subprogno > 0 &&
4036                             st->frame[0]->callsite == BPF_MAIN_FUNC &&
4037                             bt_stack_mask(bt) == 0 &&
4038                             (bt_reg_mask(bt) & ~BPF_REGMASK_ARGS) == 0) {
4039                                 bitmap_from_u64(mask, bt_reg_mask(bt));
4040                                 for_each_set_bit(i, mask, 32) {
4041                                         reg = &st->frame[0]->regs[i];
4042                                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
4043                                                 bt_clear_reg(bt, i);
4044                                                 continue;
4045                                         }
4046                                         reg->precise = true;
4047                                 }
4048                                 return 0;
4049                         }
4050
4051                         verbose(env, "BUG backtracking func entry subprog %d reg_mask %x stack_mask %llx\n",
4052                                 st->frame[0]->subprogno, bt_reg_mask(bt), bt_stack_mask(bt));
4053                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
4054                         return -EFAULT;
4055                 }
4056
4057                 for (i = last_idx;;) {
4058                         if (skip_first) {
4059                                 err = 0;
4060                                 skip_first = false;
4061                         } else {
4062                                 err = backtrack_insn(env, i, subseq_idx, bt);
4063                         }
4064                         if (err == -ENOTSUPP) {
4065                                 mark_all_scalars_precise(env, env->cur_state);
4066                                 bt_reset(bt);
4067                                 return 0;
4068                         } else if (err) {
4069                                 return err;
4070                         }
4071                         if (bt_empty(bt))
4072                                 /* Found assignment(s) into tracked register in this state.
4073                                  * Since this state is already marked, just return.
4074                                  * Nothing to be tracked further in the parent state.
4075                                  */
4076                                 return 0;
4077                         if (i == first_idx)
4078                                 break;
4079                         subseq_idx = i;
4080                         i = get_prev_insn_idx(st, i, &history);
4081                         if (i >= env->prog->len) {
4082                                 /* This can happen if backtracking reached insn 0
4083                                  * and there are still reg_mask or stack_mask
4084                                  * to backtrack.
4085                                  * It means the backtracking missed the spot where
4086                                  * particular register was initialized with a constant.
4087                                  */
4088                                 verbose(env, "BUG backtracking idx %d\n", i);
4089                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
4090                                 return -EFAULT;
4091                         }
4092                 }
4093                 st = st->parent;
4094                 if (!st)
4095                         break;
4096
4097                 for (fr = bt->frame; fr >= 0; fr--) {
4098                         func = st->frame[fr];
4099                         bitmap_from_u64(mask, bt_frame_reg_mask(bt, fr));
4100                         for_each_set_bit(i, mask, 32) {
4101                                 reg = &func->regs[i];
4102                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
4103                                         bt_clear_frame_reg(bt, fr, i);
4104                                         continue;
4105                                 }
4106                                 if (reg->precise)
4107                                         bt_clear_frame_reg(bt, fr, i);
4108                                 else
4109                                         reg->precise = true;
4110                         }
4111
4112                         bitmap_from_u64(mask, bt_frame_stack_mask(bt, fr));
4113                         for_each_set_bit(i, mask, 64) {
4114                                 if (i >= func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE) {
4115                                         /* the sequence of instructions:
4116                                          * 2: (bf) r3 = r10
4117                                          * 3: (7b) *(u64 *)(r3 -8) = r0
4118                                          * 4: (79) r4 = *(u64 *)(r10 -8)
4119                                          * doesn't contain jmps. It's backtracked
4120                                          * as a single block.
4121                                          * During backtracking insn 3 is not recognized as
4122                                          * stack access, so at the end of backtracking
4123                                          * stack slot fp-8 is still marked in stack_mask.
4124                                          * However the parent state may not have accessed
4125                                          * fp-8 and it's "unallocated" stack space.
4126                                          * In such case fallback to conservative.
4127                                          */
4128                                         mark_all_scalars_precise(env, env->cur_state);
4129                                         bt_reset(bt);
4130                                         return 0;
4131                                 }
4132
4133                                 if (!is_spilled_scalar_reg(&func->stack[i])) {
4134                                         bt_clear_frame_slot(bt, fr, i);
4135                                         continue;
4136                                 }
4137                                 reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
4138                                 if (reg->precise)
4139                                         bt_clear_frame_slot(bt, fr, i);
4140                                 else
4141                                         reg->precise = true;
4142                         }
4143                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
4144                                 fmt_reg_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN,
4145                                              bt_frame_reg_mask(bt, fr));
4146                                 verbose(env, "mark_precise: frame%d: parent state regs=%s ",
4147                                         fr, env->tmp_str_buf);
4148                                 fmt_stack_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN,
4149                                                bt_frame_stack_mask(bt, fr));
4150                                 verbose(env, "stack=%s: ", env->tmp_str_buf);
4151                                 print_verifier_state(env, func, true);
4152                         }
4153                 }
4154
4155                 if (bt_empty(bt))
4156                         return 0;
4157
4158                 subseq_idx = first_idx;
4159                 last_idx = st->last_insn_idx;
4160                 first_idx = st->first_insn_idx;
4161         }
4162
4163         /* if we still have requested precise regs or slots, we missed
4164          * something (e.g., stack access through non-r10 register), so
4165          * fallback to marking all precise
4166          */
4167         if (!bt_empty(bt)) {
4168                 mark_all_scalars_precise(env, env->cur_state);
4169                 bt_reset(bt);
4170         }
4171
4172         return 0;
4173 }
4174
4175 int mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4176 {
4177         return __mark_chain_precision(env, regno);
4178 }
4179
4180 /* mark_chain_precision_batch() assumes that env->bt is set in the caller to
4181  * desired reg and stack masks across all relevant frames
4182  */
4183 static int mark_chain_precision_batch(struct bpf_verifier_env *env)
4184 {
4185         return __mark_chain_precision(env, -1);
4186 }
4187
4188 static bool is_spillable_regtype(enum bpf_reg_type type)
4189 {
4190         switch (base_type(type)) {
4191         case PTR_TO_MAP_VALUE:
4192         case PTR_TO_STACK:
4193         case PTR_TO_CTX:
4194         case PTR_TO_PACKET:
4195         case PTR_TO_PACKET_META:
4196         case PTR_TO_PACKET_END:
4197         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
4198         case CONST_PTR_TO_MAP:
4199         case PTR_TO_SOCKET:
4200         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
4201         case PTR_TO_TCP_SOCK:
4202         case PTR_TO_XDP_SOCK:
4203         case PTR_TO_BTF_ID:
4204         case PTR_TO_BUF:
4205         case PTR_TO_MEM:
4206         case PTR_TO_FUNC:
4207         case PTR_TO_MAP_KEY:
4208                 return true;
4209         default:
4210                 return false;
4211         }
4212 }
4213
4214 /* Does this register contain a constant zero? */
4215 static bool register_is_null(struct bpf_reg_state *reg)
4216 {
4217         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
4218 }
4219
4220 static bool register_is_const(struct bpf_reg_state *reg)
4221 {
4222         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_is_const(reg->var_off);
4223 }
4224
4225 static bool __is_scalar_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
4226 {
4227         return tnum_is_unknown(reg->var_off) &&
4228                reg->smin_value == S64_MIN && reg->smax_value == S64_MAX &&
4229                reg->umin_value == 0 && reg->umax_value == U64_MAX &&
4230                reg->s32_min_value == S32_MIN && reg->s32_max_value == S32_MAX &&
4231                reg->u32_min_value == 0 && reg->u32_max_value == U32_MAX;
4232 }
4233
4234 static bool register_is_bounded(struct bpf_reg_state *reg)
4235 {
4236         return reg->type == SCALAR_VALUE && !__is_scalar_unbounded(reg);
4237 }
4238
4239 static bool __is_pointer_value(bool allow_ptr_leaks,
4240                                const struct bpf_reg_state *reg)
4241 {
4242         if (allow_ptr_leaks)
4243                 return false;
4244
4245         return reg->type != SCALAR_VALUE;
4246 }
4247
4248 /* Copy src state preserving dst->parent and dst->live fields */
4249 static void copy_register_state(struct bpf_reg_state *dst, const struct bpf_reg_state *src)
4250 {
4251         struct bpf_reg_state *parent = dst->parent;
4252         enum bpf_reg_liveness live = dst->live;
4253
4254         *dst = *src;
4255         dst->parent = parent;
4256         dst->live = live;
4257 }
4258
4259 static void save_register_state(struct bpf_func_state *state,
4260                                 int spi, struct bpf_reg_state *reg,
4261                                 int size)
4262 {
4263         int i;
4264
4265         copy_register_state(&state->stack[spi].spilled_ptr, reg);
4266         if (size == BPF_REG_SIZE)
4267                 state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4268
4269         for (i = BPF_REG_SIZE; i > BPF_REG_SIZE - size; i--)
4270                 state->stack[spi].slot_type[i - 1] = STACK_SPILL;
4271
4272         /* size < 8 bytes spill */
4273         for (; i; i--)
4274                 scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[i - 1]);
4275 }
4276
4277 static bool is_bpf_st_mem(struct bpf_insn *insn)
4278 {
4279         return BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ST && BPF_MODE(insn->code) == BPF_MEM;
4280 }
4281
4282 /* check_stack_{read,write}_fixed_off functions track spill/fill of registers,
4283  * stack boundary and alignment are checked in check_mem_access()
4284  */
4285 static int check_stack_write_fixed_off(struct bpf_verifier_env *env,
4286                                        /* stack frame we're writing to */
4287                                        struct bpf_func_state *state,
4288                                        int off, int size, int value_regno,
4289                                        int insn_idx)
4290 {
4291         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
4292         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE, err;
4293         struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[insn_idx];
4294         struct bpf_reg_state *reg = NULL;
4295         u32 dst_reg = insn->dst_reg;
4296
4297         err = grow_stack_state(state, round_up(slot + 1, BPF_REG_SIZE));
4298         if (err)
4299                 return err;
4300         /* caller checked that off % size == 0 and -MAX_BPF_STACK <= off < 0,
4301          * so it's aligned access and [off, off + size) are within stack limits
4302          */
4303         if (!env->allow_ptr_leaks &&
4304             state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL &&
4305             size != BPF_REG_SIZE) {
4306                 verbose(env, "attempt to corrupt spilled pointer on stack\n");
4307                 return -EACCES;
4308         }
4309
4310         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
4311         if (value_regno >= 0)
4312                 reg = &cur->regs[value_regno];
4313         if (!env->bypass_spec_v4) {
4314                 bool sanitize = reg && is_spillable_regtype(reg->type);
4315
4316                 for (i = 0; i < size; i++) {
4317                         u8 type = state->stack[spi].slot_type[i];
4318
4319                         if (type != STACK_MISC && type != STACK_ZERO) {
4320                                 sanitize = true;
4321                                 break;
4322                         }
4323                 }
4324
4325                 if (sanitize)
4326                         env->insn_aux_data[insn_idx].sanitize_stack_spill = true;
4327         }
4328
4329         err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi);
4330         if (err)
4331                 return err;
4332
4333         mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4334         if (reg && !(off % BPF_REG_SIZE) && register_is_bounded(reg) &&
4335             !register_is_null(reg) && env->bpf_capable) {
4336                 if (dst_reg != BPF_REG_FP) {
4337                         /* The backtracking logic can only recognize explicit
4338                          * stack slot address like [fp - 8]. Other spill of
4339                          * scalar via different register has to be conservative.
4340                          * Backtrack from here and mark all registers as precise
4341                          * that contributed into 'reg' being a constant.
4342                          */
4343                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
4344                         if (err)
4345                                 return err;
4346                 }
4347                 save_register_state(state, spi, reg, size);
4348                 /* Break the relation on a narrowing spill. */
4349                 if (fls64(reg->umax_value) > BITS_PER_BYTE * size)
4350                         state->stack[spi].spilled_ptr.id = 0;
4351         } else if (!reg && !(off % BPF_REG_SIZE) && is_bpf_st_mem(insn) &&
4352                    insn->imm != 0 && env->bpf_capable) {
4353                 struct bpf_reg_state fake_reg = {};
4354
4355                 __mark_reg_known(&fake_reg, (u32)insn->imm);
4356                 fake_reg.type = SCALAR_VALUE;
4357                 save_register_state(state, spi, &fake_reg, size);
4358         } else if (reg && is_spillable_regtype(reg->type)) {
4359                 /* register containing pointer is being spilled into stack */
4360                 if (size != BPF_REG_SIZE) {
4361                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
4362                         verbose(env, "invalid size of register spill\n");
4363                         return -EACCES;
4364                 }
4365                 if (state != cur && reg->type == PTR_TO_STACK) {
4366                         verbose(env, "cannot spill pointers to stack into stack frame of the caller\n");
4367                         return -EINVAL;
4368                 }
4369                 save_register_state(state, spi, reg, size);
4370         } else {
4371                 u8 type = STACK_MISC;
4372
4373                 /* regular write of data into stack destroys any spilled ptr */
4374                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
4375                 /* Mark slots as STACK_MISC if they belonged to spilled ptr/dynptr/iter. */
4376                 if (is_stack_slot_special(&state->stack[spi]))
4377                         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++)
4378                                 scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[i]);
4379
4380                 /* only mark the slot as written if all 8 bytes were written
4381                  * otherwise read propagation may incorrectly stop too soon
4382                  * when stack slots are partially written.
4383                  * This heuristic means that read propagation will be
4384                  * conservative, since it will add reg_live_read marks
4385                  * to stack slots all the way to first state when programs
4386                  * writes+reads less than 8 bytes
4387                  */
4388                 if (size == BPF_REG_SIZE)
4389                         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4390
4391                 /* when we zero initialize stack slots mark them as such */
4392                 if ((reg && register_is_null(reg)) ||
4393                     (!reg && is_bpf_st_mem(insn) && insn->imm == 0)) {
4394                         /* backtracking doesn't work for STACK_ZERO yet. */
4395                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
4396                         if (err)
4397                                 return err;
4398                         type = STACK_ZERO;
4399                 }
4400
4401                 /* Mark slots affected by this stack write. */
4402                 for (i = 0; i < size; i++)
4403                         state->stack[spi].slot_type[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] =
4404                                 type;
4405         }
4406         return 0;
4407 }
4408
4409 /* Write the stack: 'stack[ptr_regno + off] = value_regno'. 'ptr_regno' is
4410  * known to contain a variable offset.
4411  * This function checks whether the write is permitted and conservatively
4412  * tracks the effects of the write, considering that each stack slot in the
4413  * dynamic range is potentially written to.
4414  *
4415  * 'off' includes 'regno->off'.
4416  * 'value_regno' can be -1, meaning that an unknown value is being written to
4417  * the stack.
4418  *
4419  * Spilled pointers in range are not marked as written because we don't know
4420  * what's going to be actually written. This means that read propagation for
4421  * future reads cannot be terminated by this write.
4422  *
4423  * For privileged programs, uninitialized stack slots are considered
4424  * initialized by this write (even though we don't know exactly what offsets
4425  * are going to be written to). The idea is that we don't want the verifier to
4426  * reject future reads that access slots written to through variable offsets.
4427  */
4428 static int check_stack_write_var_off(struct bpf_verifier_env *env,
4429                                      /* func where register points to */
4430                                      struct bpf_func_state *state,
4431                                      int ptr_regno, int off, int size,
4432                                      int value_regno, int insn_idx)
4433 {
4434         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
4435         int min_off, max_off;
4436         int i, err;
4437         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, *value_reg = NULL;
4438         struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[insn_idx];
4439         bool writing_zero = false;
4440         /* set if the fact that we're writing a zero is used to let any
4441          * stack slots remain STACK_ZERO
4442          */
4443         bool zero_used = false;
4444
4445         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
4446         ptr_reg = &cur->regs[ptr_regno];
4447         min_off = ptr_reg->smin_value + off;
4448         max_off = ptr_reg->smax_value + off + size;
4449         if (value_regno >= 0)
4450                 value_reg = &cur->regs[value_regno];
4451         if ((value_reg && register_is_null(value_reg)) ||
4452             (!value_reg && is_bpf_st_mem(insn) && insn->imm == 0))
4453                 writing_zero = true;
4454
4455         err = grow_stack_state(state, round_up(-min_off, BPF_REG_SIZE));
4456         if (err)
4457                 return err;
4458
4459         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
4460                 int spi;
4461
4462                 spi = __get_spi(i);
4463                 err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi);
4464                 if (err)
4465                         return err;
4466         }
4467
4468         /* Variable offset writes destroy any spilled pointers in range. */
4469         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
4470                 u8 new_type, *stype;
4471                 int slot, spi;
4472
4473                 slot = -i - 1;
4474                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
4475                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
4476                 mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4477
4478                 if (!env->allow_ptr_leaks && *stype != STACK_MISC && *stype != STACK_ZERO) {
4479                         /* Reject the write if range we may write to has not
4480                          * been initialized beforehand. If we didn't reject
4481                          * here, the ptr status would be erased below (even
4482                          * though not all slots are actually overwritten),
4483                          * possibly opening the door to leaks.
4484                          *
4485                          * We do however catch STACK_INVALID case below, and
4486                          * only allow reading possibly uninitialized memory
4487                          * later for CAP_PERFMON, as the write may not happen to
4488                          * that slot.
4489                          */
4490                         verbose(env, "spilled ptr in range of var-offset stack write; insn %d, ptr off: %d",
4491                                 insn_idx, i);
4492                         return -EINVAL;
4493                 }
4494
4495                 /* Erase all spilled pointers. */
4496                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
4497
4498                 /* Update the slot type. */
4499                 new_type = STACK_MISC;
4500                 if (writing_zero && *stype == STACK_ZERO) {
4501                         new_type = STACK_ZERO;
4502                         zero_used = true;
4503                 }
4504                 /* If the slot is STACK_INVALID, we check whether it's OK to
4505                  * pretend that it will be initialized by this write. The slot
4506                  * might not actually be written to, and so if we mark it as
4507                  * initialized future reads might leak uninitialized memory.
4508                  * For privileged programs, we will accept such reads to slots
4509                  * that may or may not be written because, if we're reject
4510                  * them, the error would be too confusing.
4511                  */
4512                 if (*stype == STACK_INVALID && !env->allow_uninit_stack) {
4513                         verbose(env, "uninit stack in range of var-offset write prohibited for !root; insn %d, off: %d",
4514                                         insn_idx, i);
4515                         return -EINVAL;
4516                 }
4517                 *stype = new_type;
4518         }
4519         if (zero_used) {
4520                 /* backtracking doesn't work for STACK_ZERO yet. */
4521                 err = mark_chain_precision(env, value_regno);
4522                 if (err)
4523                         return err;
4524         }
4525         return 0;
4526 }
4527
4528 /* When register 'dst_regno' is assigned some values from stack[min_off,
4529  * max_off), we set the register's type according to the types of the
4530  * respective stack slots. If all the stack values are known to be zeros, then
4531  * so is the destination reg. Otherwise, the register is considered to be
4532  * SCALAR. This function does not deal with register filling; the caller must
4533  * ensure that all spilled registers in the stack range have been marked as
4534  * read.
4535  */
4536 static void mark_reg_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
4537                                 /* func where src register points to */
4538                                 struct bpf_func_state *ptr_state,
4539                                 int min_off, int max_off, int dst_regno)
4540 {
4541         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4542         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
4543         int i, slot, spi;
4544         u8 *stype;
4545         int zeros = 0;
4546
4547         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
4548                 slot = -i - 1;
4549                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
4550                 mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4551                 stype = ptr_state->stack[spi].slot_type;
4552                 if (stype[slot % BPF_REG_SIZE] != STACK_ZERO)
4553                         break;
4554                 zeros++;
4555         }
4556         if (zeros == max_off - min_off) {
4557                 /* any access_size read into register is zero extended,
4558                  * so the whole register == const_zero
4559                  */
4560                 __mark_reg_const_zero(&state->regs[dst_regno]);
4561                 /* backtracking doesn't support STACK_ZERO yet,
4562                  * so mark it precise here, so that later
4563                  * backtracking can stop here.
4564                  * Backtracking may not need this if this register
4565                  * doesn't participate in pointer adjustment.
4566                  * Forward propagation of precise flag is not
4567                  * necessary either. This mark is only to stop
4568                  * backtracking. Any register that contributed
4569                  * to const 0 was marked precise before spill.
4570                  */
4571                 state->regs[dst_regno].precise = true;
4572         } else {
4573                 /* have read misc data from the stack */
4574                 mark_reg_unknown(env, state->regs, dst_regno);
4575         }
4576         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4577 }
4578
4579 /* Read the stack at 'off' and put the results into the register indicated by
4580  * 'dst_regno'. It handles reg filling if the addressed stack slot is a
4581  * spilled reg.
4582  *
4583  * 'dst_regno' can be -1, meaning that the read value is not going to a
4584  * register.
4585  *
4586  * The access is assumed to be within the current stack bounds.
4587  */
4588 static int check_stack_read_fixed_off(struct bpf_verifier_env *env,
4589                                       /* func where src register points to */
4590                                       struct bpf_func_state *reg_state,
4591                                       int off, int size, int dst_regno)
4592 {
4593         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4594         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
4595         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE;
4596         struct bpf_reg_state *reg;
4597         u8 *stype, type;
4598
4599         stype = reg_state->stack[spi].slot_type;
4600         reg = &reg_state->stack[spi].spilled_ptr;
4601
4602         mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4603
4604         if (is_spilled_reg(&reg_state->stack[spi])) {
4605                 u8 spill_size = 1;
4606
4607                 for (i = BPF_REG_SIZE - 1; i > 0 && stype[i - 1] == STACK_SPILL; i--)
4608                         spill_size++;
4609
4610                 if (size != BPF_REG_SIZE || spill_size != BPF_REG_SIZE) {
4611                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
4612                                 verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
4613                                 verbose(env, "invalid size of register fill\n");
4614                                 return -EACCES;
4615                         }
4616
4617                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
4618                         if (dst_regno < 0)
4619                                 return 0;
4620
4621                         if (!(off % BPF_REG_SIZE) && size == spill_size) {
4622                                 /* The earlier check_reg_arg() has decided the
4623                                  * subreg_def for this insn.  Save it first.
4624                                  */
4625                                 s32 subreg_def = state->regs[dst_regno].subreg_def;
4626
4627                                 copy_register_state(&state->regs[dst_regno], reg);
4628                                 state->regs[dst_regno].subreg_def = subreg_def;
4629                         } else {
4630                                 for (i = 0; i < size; i++) {
4631                                         type = stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE];
4632                                         if (type == STACK_SPILL)
4633                                                 continue;
4634                                         if (type == STACK_MISC)
4635                                                 continue;
4636                                         if (type == STACK_INVALID && env->allow_uninit_stack)
4637                                                 continue;
4638                                         verbose(env, "invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
4639                                                 off, i, size);
4640                                         return -EACCES;
4641                                 }
4642                                 mark_reg_unknown(env, state->regs, dst_regno);
4643                         }
4644                         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4645                         return 0;
4646                 }
4647
4648                 if (dst_regno >= 0) {
4649                         /* restore register state from stack */
4650                         copy_register_state(&state->regs[dst_regno], reg);
4651                         /* mark reg as written since spilled pointer state likely
4652                          * has its liveness marks cleared by is_state_visited()
4653                          * which resets stack/reg liveness for state transitions
4654                          */
4655                         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4656                 } else if (__is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg)) {
4657                         /* If dst_regno==-1, the caller is asking us whether
4658                          * it is acceptable to use this value as a SCALAR_VALUE
4659                          * (e.g. for XADD).
4660                          * We must not allow unprivileged callers to do that
4661                          * with spilled pointers.
4662                          */
4663                         verbose(env, "leaking pointer from stack off %d\n",
4664                                 off);
4665                         return -EACCES;
4666                 }
4667                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
4668         } else {
4669                 for (i = 0; i < size; i++) {
4670                         type = stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE];
4671                         if (type == STACK_MISC)
4672                                 continue;
4673                         if (type == STACK_ZERO)
4674                                 continue;
4675                         if (type == STACK_INVALID && env->allow_uninit_stack)
4676                                 continue;
4677                         verbose(env, "invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
4678                                 off, i, size);
4679                         return -EACCES;
4680                 }
4681                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
4682                 if (dst_regno >= 0)
4683                         mark_reg_stack_read(env, reg_state, off, off + size, dst_regno);
4684         }
4685         return 0;
4686 }
4687
4688 enum bpf_access_src {
4689         ACCESS_DIRECT = 1,  /* the access is performed by an instruction */
4690         ACCESS_HELPER = 2,  /* the access is performed by a helper */
4691 };
4692
4693 static int check_stack_range_initialized(struct bpf_verifier_env *env,
4694                                          int regno, int off, int access_size,
4695                                          bool zero_size_allowed,
4696                                          enum bpf_access_src type,
4697                                          struct bpf_call_arg_meta *meta);
4698
4699 static struct bpf_reg_state *reg_state(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4700 {
4701         return cur_regs(env) + regno;
4702 }
4703
4704 /* Read the stack at 'ptr_regno + off' and put the result into the register
4705  * 'dst_regno'.
4706  * 'off' includes the pointer register's fixed offset(i.e. 'ptr_regno.off'),
4707  * but not its variable offset.
4708  * 'size' is assumed to be <= reg size and the access is assumed to be aligned.
4709  *
4710  * As opposed to check_stack_read_fixed_off, this function doesn't deal with
4711  * filling registers (i.e. reads of spilled register cannot be detected when
4712  * the offset is not fixed). We conservatively mark 'dst_regno' as containing
4713  * SCALAR_VALUE. That's why we assert that the 'ptr_regno' has a variable
4714  * offset; for a fixed offset check_stack_read_fixed_off should be used
4715  * instead.
4716  */
4717 static int check_stack_read_var_off(struct bpf_verifier_env *env,
4718                                     int ptr_regno, int off, int size, int dst_regno)
4719 {
4720         /* The state of the source register. */
4721         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
4722         struct bpf_func_state *ptr_state = func(env, reg);
4723         int err;
4724         int min_off, max_off;
4725
4726         /* Note that we pass a NULL meta, so raw access will not be permitted.
4727          */
4728         err = check_stack_range_initialized(env, ptr_regno, off, size,
4729                                             false, ACCESS_DIRECT, NULL);
4730         if (err)
4731                 return err;
4732
4733         min_off = reg->smin_value + off;
4734         max_off = reg->smax_value + off;
4735         mark_reg_stack_read(env, ptr_state, min_off, max_off + size, dst_regno);
4736         return 0;
4737 }
4738
4739 /* check_stack_read dispatches to check_stack_read_fixed_off or
4740  * check_stack_read_var_off.
4741  *
4742  * The caller must ensure that the offset falls within the allocated stack
4743  * bounds.
4744  *
4745  * 'dst_regno' is a register which will receive the value from the stack. It
4746  * can be -1, meaning that the read value is not going to a register.
4747  */
4748 static int check_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
4749                             int ptr_regno, int off, int size,
4750                             int dst_regno)
4751 {
4752         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
4753         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
4754         int err;
4755         /* Some accesses are only permitted with a static offset. */
4756         bool var_off = !tnum_is_const(reg->var_off);
4757
4758         /* The offset is required to be static when reads don't go to a
4759          * register, in order to not leak pointers (see
4760          * check_stack_read_fixed_off).
4761          */
4762         if (dst_regno < 0 && var_off) {
4763                 char tn_buf[48];
4764
4765                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4766                 verbose(env, "variable offset stack pointer cannot be passed into helper function; var_off=%s off=%d size=%d\n",
4767                         tn_buf, off, size);
4768                 return -EACCES;
4769         }
4770         /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for simplicity
4771          * since it requires corresponding support in Spectre masking for stack
4772          * ALU. See also retrieve_ptr_limit(). The check in
4773          * check_stack_access_for_ptr_arithmetic() called by
4774          * adjust_ptr_min_max_vals() prevents users from creating stack pointers
4775          * with variable offsets, therefore no check is required here. Further,
4776          * just checking it here would be insufficient as speculative stack
4777          * writes could still lead to unsafe speculative behaviour.
4778          */
4779         if (!var_off) {
4780                 off += reg->var_off.value;
4781                 err = check_stack_read_fixed_off(env, state, off, size,
4782                                                  dst_regno);
4783         } else {
4784                 /* Variable offset stack reads need more conservative handling
4785                  * than fixed offset ones. Note that dst_regno >= 0 on this
4786                  * branch.
4787                  */
4788                 err = check_stack_read_var_off(env, ptr_regno, off, size,
4789                                                dst_regno);
4790         }
4791         return err;
4792 }
4793
4794
4795 /* check_stack_write dispatches to check_stack_write_fixed_off or
4796  * check_stack_write_var_off.
4797  *
4798  * 'ptr_regno' is the register used as a pointer into the stack.
4799  * 'off' includes 'ptr_regno->off', but not its variable offset (if any).
4800  * 'value_regno' is the register whose value we're writing to the stack. It can
4801  * be -1, meaning that we're not writing from a register.
4802  *
4803  * The caller must ensure that the offset falls within the maximum stack size.
4804  */
4805 static int check_stack_write(struct bpf_verifier_env *env,
4806                              int ptr_regno, int off, int size,
4807                              int value_regno, int insn_idx)
4808 {
4809         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
4810         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
4811         int err;
4812
4813         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
4814                 off += reg->var_off.value;
4815                 err = check_stack_write_fixed_off(env, state, off, size,
4816                                                   value_regno, insn_idx);
4817         } else {
4818                 /* Variable offset stack reads need more conservative handling
4819                  * than fixed offset ones.
4820                  */
4821                 err = check_stack_write_var_off(env, state,
4822                                                 ptr_regno, off, size,
4823                                                 value_regno, insn_idx);
4824         }
4825         return err;
4826 }
4827
4828 static int check_map_access_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
4829                                  int off, int size, enum bpf_access_type type)
4830 {
4831         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
4832         struct bpf_map *map = regs[regno].map_ptr;
4833         u32 cap = bpf_map_flags_to_cap(map);
4834
4835         if (type == BPF_WRITE && !(cap & BPF_MAP_CAN_WRITE)) {
4836                 verbose(env, "write into map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
4837                         map->value_size, off, size);
4838                 return -EACCES;
4839         }
4840
4841         if (type == BPF_READ && !(cap & BPF_MAP_CAN_READ)) {
4842                 verbose(env, "read from map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
4843                         map->value_size, off, size);
4844                 return -EACCES;
4845         }
4846
4847         return 0;
4848 }
4849
4850 /* check read/write into memory region (e.g., map value, ringbuf sample, etc) */
4851 static int __check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
4852                               int off, int size, u32 mem_size,
4853                               bool zero_size_allowed)
4854 {
4855         bool size_ok = size > 0 || (size == 0 && zero_size_allowed);
4856         struct bpf_reg_state *reg;
4857
4858         if (off >= 0 && size_ok && (u64)off + size <= mem_size)
4859                 return 0;
4860
4861         reg = &cur_regs(env)[regno];
4862         switch (reg->type) {
4863         case PTR_TO_MAP_KEY:
4864                 verbose(env, "invalid access to map key, key_size=%d off=%d size=%d\n",
4865                         mem_size, off, size);
4866                 break;
4867         case PTR_TO_MAP_VALUE:
4868                 verbose(env, "invalid access to map value, value_size=%d off=%d size=%d\n",
4869                         mem_size, off, size);
4870                 break;
4871         case PTR_TO_PACKET:
4872         case PTR_TO_PACKET_META:
4873         case PTR_TO_PACKET_END:
4874                 verbose(env, "invalid access to packet, off=%d size=%d, R%d(id=%d,off=%d,r=%d)\n",
4875                         off, size, regno, reg->id, off, mem_size);
4876                 break;
4877         case PTR_TO_MEM:
4878         default:
4879                 verbose(env, "invalid access to memory, mem_size=%u off=%d size=%d\n",
4880                         mem_size, off, size);
4881         }
4882
4883         return -EACCES;
4884 }
4885
4886 /* check read/write into a memory region with possible variable offset */
4887 static int check_mem_region_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
4888                                    int off, int size, u32 mem_size,
4889                                    bool zero_size_allowed)
4890 {
4891         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4892         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
4893         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
4894         int err;
4895
4896         /* We may have adjusted the register pointing to memory region, so we
4897          * need to try adding each of min_value and max_value to off
4898          * to make sure our theoretical access will be safe.
4899          *
4900          * The minimum value is only important with signed
4901          * comparisons where we can't assume the floor of a
4902          * value is 0.  If we are using signed variables for our
4903          * index'es we need to make sure that whatever we use
4904          * will have a set floor within our range.
4905          */
4906         if (reg->smin_value < 0 &&
4907             (reg->smin_value == S64_MIN ||
4908              (off + reg->smin_value != (s64)(s32)(off + reg->smin_value)) ||
4909               reg->smin_value + off < 0)) {
4910                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
4911                         regno);
4912                 return -EACCES;
4913         }
4914         err = __check_mem_access(env, regno, reg->smin_value + off, size,
4915                                  mem_size, zero_size_allowed);
4916         if (err) {
4917                 verbose(env, "R%d min value is outside of the allowed memory range\n",
4918                         regno);
4919                 return err;
4920         }
4921
4922         /* If we haven't set a max value then we need to bail since we can't be
4923          * sure we won't do bad things.
4924          * If reg->umax_value + off could overflow, treat that as unbounded too.
4925          */
4926         if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
4927                 verbose(env, "R%d unbounded memory access, make sure to bounds check any such access\n",
4928                         regno);
4929                 return -EACCES;
4930         }
4931         err = __check_mem_access(env, regno, reg->umax_value + off, size,
4932                                  mem_size, zero_size_allowed);
4933         if (err) {
4934                 verbose(env, "R%d max value is outside of the allowed memory range\n",
4935                         regno);
4936                 return err;
4937         }
4938
4939         return 0;
4940 }
4941
4942 static int __check_ptr_off_reg(struct bpf_verifier_env *env,
4943                                const struct bpf_reg_state *reg, int regno,
4944                                bool fixed_off_ok)
4945 {
4946         /* Access to this pointer-typed register or passing it to a helper
4947          * is only allowed in its original, unmodified form.
4948          */
4949
4950         if (reg->off < 0) {
4951                 verbose(env, "negative offset %s ptr R%d off=%d disallowed\n",
4952                         reg_type_str(env, reg->type), regno, reg->off);
4953                 return -EACCES;
4954         }
4955
4956         if (!fixed_off_ok && reg->off) {
4957                 verbose(env, "dereference of modified %s ptr R%d off=%d disallowed\n",
4958                         reg_type_str(env, reg->type), regno, reg->off);
4959                 return -EACCES;
4960         }
4961
4962         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
4963                 char tn_buf[48];
4964
4965                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4966                 verbose(env, "variable %s access var_off=%s disallowed\n",
4967                         reg_type_str(env, reg->type), tn_buf);
4968                 return -EACCES;
4969         }
4970
4971         return 0;
4972 }
4973
4974 int check_ptr_off_reg(struct bpf_verifier_env *env,
4975                       const struct bpf_reg_state *reg, int regno)
4976 {
4977         return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
4978 }
4979
4980 static int map_kptr_match_type(struct bpf_verifier_env *env,
4981                                struct btf_field *kptr_field,
4982                                struct bpf_reg_state *reg, u32 regno)
4983 {
4984         const char *targ_name = btf_type_name(kptr_field->kptr.btf, kptr_field->kptr.btf_id);
4985         int perm_flags = PTR_MAYBE_NULL | PTR_TRUSTED | MEM_RCU;
4986         const char *reg_name = "";
4987
4988         /* Only unreferenced case accepts untrusted pointers */
4989         if (kptr_field->type == BPF_KPTR_UNREF)
4990                 perm_flags |= PTR_UNTRUSTED;
4991
4992         if (base_type(reg->type) != PTR_TO_BTF_ID || (type_flag(reg->type) & ~perm_flags))
4993                 goto bad_type;
4994
4995         if (!btf_is_kernel(reg->btf)) {
4996                 verbose(env, "R%d must point to kernel BTF\n", regno);
4997                 return -EINVAL;
4998         }
4999         /* We need to verify reg->type and reg->btf, before accessing reg->btf */
5000         reg_name = btf_type_name(reg->btf, reg->btf_id);
5001
5002         /* For ref_ptr case, release function check should ensure we get one
5003          * referenced PTR_TO_BTF_ID, and that its fixed offset is 0. For the
5004          * normal store of unreferenced kptr, we must ensure var_off is zero.
5005          * Since ref_ptr cannot be accessed directly by BPF insns, checks for
5006          * reg->off and reg->ref_obj_id are not needed here.
5007          */
5008         if (__check_ptr_off_reg(env, reg, regno, true))
5009                 return -EACCES;
5010
5011         /* A full type match is needed, as BTF can be vmlinux or module BTF, and
5012          * we also need to take into account the reg->off.
5013          *
5014          * We want to support cases like:
5015          *
5016          * struct foo {
5017          *         struct bar br;
5018          *         struct baz bz;
5019          * };
5020          *
5021          * struct foo *v;
5022          * v = func();        // PTR_TO_BTF_ID
5023          * val->foo = v;      // reg->off is zero, btf and btf_id match type
5024          * val->bar = &v->br; // reg->off is still zero, but we need to retry with
5025          *                    // first member type of struct after comparison fails
5026          * val->baz = &v->bz; // reg->off is non-zero, so struct needs to be walked
5027          *                    // to match type
5028          *
5029          * In the kptr_ref case, check_func_arg_reg_off already ensures reg->off
5030          * is zero. We must also ensure that btf_struct_ids_match does not walk
5031          * the struct to match type against first member of struct, i.e. reject
5032          * second case from above. Hence, when type is BPF_KPTR_REF, we set
5033          * strict mode to true for type match.
5034          */
5035         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, reg->off,
5036                                   kptr_field->kptr.btf, kptr_field->kptr.btf_id,
5037                                   kptr_field->type == BPF_KPTR_REF))
5038                 goto bad_type;
5039         return 0;
5040 bad_type:
5041         verbose(env, "invalid kptr access, R%d type=%s%s ", regno,
5042                 reg_type_str(env, reg->type), reg_name);
5043         verbose(env, "expected=%s%s", reg_type_str(env, PTR_TO_BTF_ID), targ_name);
5044         if (kptr_field->type == BPF_KPTR_UNREF)
5045                 verbose(env, " or %s%s\n", reg_type_str(env, PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED),
5046                         targ_name);
5047         else
5048                 verbose(env, "\n");
5049         return -EINVAL;
5050 }
5051
5052 /* The non-sleepable programs and sleepable programs with explicit bpf_rcu_read_lock()
5053  * can dereference RCU protected pointers and result is PTR_TRUSTED.
5054  */
5055 static bool in_rcu_cs(struct bpf_verifier_env *env)
5056 {
5057         return env->cur_state->active_rcu_lock || !env->prog->aux->sleepable;
5058 }
5059
5060 /* Once GCC supports btf_type_tag the following mechanism will be replaced with tag check */
5061 BTF_SET_START(rcu_protected_types)
5062 BTF_ID(struct, prog_test_ref_kfunc)
5063 BTF_ID(struct, cgroup)
5064 BTF_ID(struct, bpf_cpumask)
5065 BTF_ID(struct, task_struct)
5066 BTF_SET_END(rcu_protected_types)
5067
5068 static bool rcu_protected_object(const struct btf *btf, u32 btf_id)
5069 {
5070         if (!btf_is_kernel(btf))
5071                 return false;
5072         return btf_id_set_contains(&rcu_protected_types, btf_id);
5073 }
5074
5075 static bool rcu_safe_kptr(const struct btf_field *field)
5076 {
5077         const struct btf_field_kptr *kptr = &field->kptr;
5078
5079         return field->type == BPF_KPTR_REF && rcu_protected_object(kptr->btf, kptr->btf_id);
5080 }
5081
5082 static int check_map_kptr_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
5083                                  int value_regno, int insn_idx,
5084                                  struct btf_field *kptr_field)
5085 {
5086         struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[insn_idx];
5087         int class = BPF_CLASS(insn->code);
5088         struct bpf_reg_state *val_reg;
5089
5090         /* Things we already checked for in check_map_access and caller:
5091          *  - Reject cases where variable offset may touch kptr
5092          *  - size of access (must be BPF_DW)
5093          *  - tnum_is_const(reg->var_off)
5094          *  - kptr_field->offset == off + reg->var_off.value
5095          */
5096         /* Only BPF_[LDX,STX,ST] | BPF_MEM | BPF_DW is supported */
5097         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM) {
5098                 verbose(env, "kptr in map can only be accessed using BPF_MEM instruction mode\n");
5099                 return -EACCES;
5100         }
5101
5102         /* We only allow loading referenced kptr, since it will be marked as
5103          * untrusted, similar to unreferenced kptr.
5104          */
5105         if (class != BPF_LDX && kptr_field->type == BPF_KPTR_REF) {
5106                 verbose(env, "store to referenced kptr disallowed\n");
5107                 return -EACCES;
5108         }
5109
5110         if (class == BPF_LDX) {
5111                 val_reg = reg_state(env, value_regno);
5112                 /* We can simply mark the value_regno receiving the pointer
5113                  * value from map as PTR_TO_BTF_ID, with the correct type.
5114                  */
5115                 mark_btf_ld_reg(env, cur_regs(env), value_regno, PTR_TO_BTF_ID, kptr_field->kptr.btf,
5116                                 kptr_field->kptr.btf_id,
5117                                 rcu_safe_kptr(kptr_field) && in_rcu_cs(env) ?
5118                                 PTR_MAYBE_NULL | MEM_RCU :
5119                                 PTR_MAYBE_NULL | PTR_UNTRUSTED);
5120                 /* For mark_ptr_or_null_reg */
5121                 val_reg->id = ++env->id_gen;
5122         } else if (class == BPF_STX) {
5123                 val_reg = reg_state(env, value_regno);
5124                 if (!register_is_null(val_reg) &&
5125                     map_kptr_match_type(env, kptr_field, val_reg, value_regno))
5126                         return -EACCES;
5127         } else if (class == BPF_ST) {
5128                 if (insn->imm) {
5129                         verbose(env, "BPF_ST imm must be 0 when storing to kptr at off=%u\n",
5130                                 kptr_field->offset);
5131                         return -EACCES;
5132                 }
5133         } else {
5134                 verbose(env, "kptr in map can only be accessed using BPF_LDX/BPF_STX/BPF_ST\n");
5135                 return -EACCES;
5136         }
5137         return 0;
5138 }
5139
5140 /* check read/write into a map element with possible variable offset */
5141 static int check_map_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
5142                             int off, int size, bool zero_size_allowed,
5143                             enum bpf_access_src src)
5144 {
5145         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
5146         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
5147         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
5148         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
5149         struct btf_record *rec;
5150         int err, i;
5151
5152         err = check_mem_region_access(env, regno, off, size, map->value_size,
5153                                       zero_size_allowed);
5154         if (err)
5155                 return err;
5156
5157         if (IS_ERR_OR_NULL(map->record))
5158                 return 0;
5159         rec = map->record;
5160         for (i = 0; i < rec->cnt; i++) {
5161                 struct btf_field *field = &rec->fields[i];
5162                 u32 p = field->offset;
5163
5164                 /* If any part of a field  can be touched by load/store, reject
5165                  * this program. To check that [x1, x2) overlaps with [y1, y2),
5166                  * it is sufficient to check x1 < y2 && y1 < x2.
5167                  */
5168                 if (reg->smin_value + off < p + btf_field_type_size(field->type) &&
5169                     p < reg->umax_value + off + size) {
5170                         switch (field->type) {
5171                         case BPF_KPTR_UNREF:
5172                         case BPF_KPTR_REF:
5173                                 if (src != ACCESS_DIRECT) {
5174                                         verbose(env, "kptr cannot be accessed indirectly by helper\n");
5175                                         return -EACCES;
5176                                 }
5177                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
5178                                         verbose(env, "kptr access cannot have variable offset\n");
5179                                         return -EACCES;
5180                                 }
5181                                 if (p != off + reg->var_off.value) {
5182                                         verbose(env, "kptr access misaligned expected=%u off=%llu\n",
5183                                                 p, off + reg->var_off.value);
5184                                         return -EACCES;
5185                                 }
5186                                 if (size != bpf_size_to_bytes(BPF_DW)) {
5187                                         verbose(env, "kptr access size must be BPF_DW\n");
5188                                         return -EACCES;
5189                                 }
5190                                 break;
5191                         default:
5192                                 verbose(env, "%s cannot be accessed directly by load/store\n",
5193                                         btf_field_type_name(field->type));
5194                                 return -EACCES;
5195                         }
5196                 }
5197         }
5198         return 0;
5199 }
5200
5201 #define MAX_PACKET_OFF 0xffff
5202
5203 static bool may_access_direct_pkt_data(struct bpf_verifier_env *env,
5204                                        const struct bpf_call_arg_meta *meta,
5205                                        enum bpf_access_type t)
5206 {
5207         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
5208
5209         switch (prog_type) {
5210         /* Program types only with direct read access go here! */
5211         case BPF_PROG_TYPE_LWT_IN:
5212         case BPF_PROG_TYPE_LWT_OUT:
5213         case BPF_PROG_TYPE_LWT_SEG6LOCAL:
5214         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
5215         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
5216         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
5217                 if (t == BPF_WRITE)
5218                         return false;
5219                 fallthrough;
5220
5221         /* Program types with direct read + write access go here! */
5222         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
5223         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
5224         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
5225         case BPF_PROG_TYPE_LWT_XMIT:
5226         case BPF_PROG_TYPE_SK_SKB:
5227         case BPF_PROG_TYPE_SK_MSG:
5228                 if (meta)
5229                         return meta->pkt_access;
5230
5231                 env->seen_direct_write = true;
5232                 return true;
5233
5234         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
5235                 if (t == BPF_WRITE)
5236                         env->seen_direct_write = true;
5237
5238                 return true;
5239
5240         default:
5241                 return false;
5242         }
5243 }
5244
5245 static int check_packet_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno, int off,
5246                                int size, bool zero_size_allowed)
5247 {
5248         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
5249         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
5250         int err;
5251
5252         /* We may have added a variable offset to the packet pointer; but any
5253          * reg->range we have comes after that.  We are only checking the fixed
5254          * offset.
5255          */
5256
5257         /* We don't allow negative numbers, because we aren't tracking enough
5258          * detail to prove they're safe.
5259          */
5260         if (reg->smin_value < 0) {
5261                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
5262                         regno);
5263                 return -EACCES;
5264         }
5265
5266         err = reg->range < 0 ? -EINVAL :
5267               __check_mem_access(env, regno, off, size, reg->range,
5268                                  zero_size_allowed);
5269         if (err) {
5270                 verbose(env, "R%d offset is outside of the packet\n", regno);
5271                 return err;
5272         }
5273
5274         /* __check_mem_access has made sure "off + size - 1" is within u16.
5275          * reg->umax_value can't be bigger than MAX_PACKET_OFF which is 0xffff,
5276          * otherwise find_good_pkt_pointers would have refused to set range info
5277          * that __check_mem_access would have rejected this pkt access.
5278          * Therefore, "off + reg->umax_value + size - 1" won't overflow u32.
5279          */
5280         env->prog->aux->max_pkt_offset =
5281                 max_t(u32, env->prog->aux->max_pkt_offset,
5282                       off + reg->umax_value + size - 1);
5283
5284         return err;
5285 }
5286
5287 /* check access to 'struct bpf_context' fields.  Supports fixed offsets only */
5288 static int check_ctx_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, int off, int size,
5289                             enum bpf_access_type t, enum bpf_reg_type *reg_type,
5290                             struct btf **btf, u32 *btf_id)
5291 {
5292         struct bpf_insn_access_aux info = {
5293                 .reg_type = *reg_type,
5294                 .log = &env->log,
5295         };
5296
5297         if (env->ops->is_valid_access &&
5298             env->ops->is_valid_access(off, size, t, env->prog, &info)) {
5299                 /* A non zero info.ctx_field_size indicates that this field is a
5300                  * candidate for later verifier transformation to load the whole
5301                  * field and then apply a mask when accessed with a narrower
5302                  * access than actual ctx access size. A zero info.ctx_field_size
5303                  * will only allow for whole field access and rejects any other
5304                  * type of narrower access.
5305                  */
5306                 *reg_type = info.reg_type;
5307
5308                 if (base_type(*reg_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
5309                         *btf = info.btf;
5310                         *btf_id = info.btf_id;
5311                 } else {
5312                         env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size = info.ctx_field_size;
5313                 }
5314                 /* remember the offset of last byte accessed in ctx */
5315                 if (env->prog->aux->max_ctx_offset < off + size)
5316                         env->prog->aux->max_ctx_offset = off + size;
5317                 return 0;
5318         }
5319
5320         verbose(env, "invalid bpf_context access off=%d size=%d\n", off, size);
5321         return -EACCES;
5322 }
5323
5324 static int check_flow_keys_access(struct bpf_verifier_env *env, int off,
5325                                   int size)
5326 {
5327         if (size < 0 || off < 0 ||
5328             (u64)off + size > sizeof(struct bpf_flow_keys)) {
5329                 verbose(env, "invalid access to flow keys off=%d size=%d\n",
5330                         off, size);
5331                 return -EACCES;
5332         }
5333         return 0;
5334 }
5335
5336 static int check_sock_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx,
5337                              u32 regno, int off, int size,
5338                              enum bpf_access_type t)
5339 {
5340         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
5341         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
5342         struct bpf_insn_access_aux info = {};
5343         bool valid;
5344
5345         if (reg->smin_value < 0) {
5346                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
5347                         regno);
5348                 return -EACCES;
5349         }
5350
5351         switch (reg->type) {
5352         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
5353                 valid = bpf_sock_common_is_valid_access(off, size, t, &info);
5354                 break;
5355         case PTR_TO_SOCKET:
5356                 valid = bpf_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
5357                 break;
5358         case PTR_TO_TCP_SOCK:
5359                 valid = bpf_tcp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
5360                 break;
5361         case PTR_TO_XDP_SOCK:
5362                 valid = bpf_xdp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
5363                 break;
5364         default:
5365                 valid = false;
5366         }
5367
5368
5369         if (valid) {
5370                 env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size =
5371                         info.ctx_field_size;
5372                 return 0;
5373         }
5374
5375         verbose(env, "R%d invalid %s access off=%d size=%d\n",
5376                 regno, reg_type_str(env, reg->type), off, size);
5377
5378         return -EACCES;
5379 }
5380
5381 static bool is_pointer_value(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5382 {
5383         return __is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg_state(env, regno));
5384 }
5385
5386 static bool is_ctx_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5387 {
5388         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5389
5390         return reg->type == PTR_TO_CTX;
5391 }
5392
5393 static bool is_sk_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5394 {
5395         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5396
5397         return type_is_sk_pointer(reg->type);
5398 }
5399
5400 static bool is_pkt_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5401 {
5402         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5403
5404         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
5405 }
5406
5407 static bool is_flow_key_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5408 {
5409         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5410
5411         /* Separate to is_ctx_reg() since we still want to allow BPF_ST here. */
5412         return reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS;
5413 }
5414
5415 static bool is_trusted_reg(const struct bpf_reg_state *reg)
5416 {
5417         /* A referenced register is always trusted. */
5418         if (reg->ref_obj_id)
5419                 return true;
5420
5421         /* If a register is not referenced, it is trusted if it has the
5422          * MEM_ALLOC or PTR_TRUSTED type modifiers, and no others. Some of the
5423          * other type modifiers may be safe, but we elect to take an opt-in
5424          * approach here as some (e.g. PTR_UNTRUSTED and PTR_MAYBE_NULL) are
5425          * not.
5426          *
5427          * Eventually, we should make PTR_TRUSTED the single source of truth
5428          * for whether a register is trusted.
5429          */
5430         return type_flag(reg->type) & BPF_REG_TRUSTED_MODIFIERS &&
5431                !bpf_type_has_unsafe_modifiers(reg->type);
5432 }
5433
5434 static bool is_rcu_reg(const struct bpf_reg_state *reg)
5435 {
5436         return reg->type & MEM_RCU;
5437 }
5438
5439 static void clear_trusted_flags(enum bpf_type_flag *flag)
5440 {
5441         *flag &= ~(BPF_REG_TRUSTED_MODIFIERS | MEM_RCU);
5442 }
5443
5444 static int check_pkt_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
5445                                    const struct bpf_reg_state *reg,
5446                                    int off, int size, bool strict)
5447 {
5448         struct tnum reg_off;
5449         int ip_align;
5450
5451         /* Byte size accesses are always allowed. */
5452         if (!strict || size == 1)
5453                 return 0;
5454
5455         /* For platforms that do not have a Kconfig enabling
5456          * CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS the value of
5457          * NET_IP_ALIGN is universally set to '2'.  And on platforms
5458          * that do set CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS, we get
5459          * to this code only in strict mode where we want to emulate
5460          * the NET_IP_ALIGN==2 checking.  Therefore use an
5461          * unconditional IP align value of '2'.
5462          */
5463         ip_align = 2;
5464
5465         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(ip_align + reg->off + off));
5466         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
5467                 char tn_buf[48];
5468
5469                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5470                 verbose(env,
5471                         "misaligned packet access off %d+%s+%d+%d size %d\n",
5472                         ip_align, tn_buf, reg->off, off, size);
5473                 return -EACCES;
5474         }
5475
5476         return 0;
5477 }
5478
5479 static int check_generic_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
5480                                        const struct bpf_reg_state *reg,
5481                                        const char *pointer_desc,
5482                                        int off, int size, bool strict)
5483 {
5484         struct tnum reg_off;
5485
5486         /* Byte size accesses are always allowed. */
5487         if (!strict || size == 1)
5488                 return 0;
5489
5490         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(reg->off + off));
5491         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
5492                 char tn_buf[48];
5493
5494                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5495                 verbose(env, "misaligned %saccess off %s+%d+%d size %d\n",
5496                         pointer_desc, tn_buf, reg->off, off, size);
5497                 return -EACCES;
5498         }
5499
5500         return 0;
5501 }
5502
5503 static int check_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
5504                                const struct bpf_reg_state *reg, int off,
5505                                int size, bool strict_alignment_once)
5506 {
5507         bool strict = env->strict_alignment || strict_alignment_once;
5508         const char *pointer_desc = "";
5509
5510         switch (reg->type) {
5511         case PTR_TO_PACKET:
5512         case PTR_TO_PACKET_META:
5513                 /* Special case, because of NET_IP_ALIGN. Given metadata sits
5514                  * right in front, treat it the very same way.
5515                  */
5516                 return check_pkt_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict);
5517         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
5518                 pointer_desc = "flow keys ";
5519                 break;
5520         case PTR_TO_MAP_KEY:
5521                 pointer_desc = "key ";
5522                 break;
5523         case PTR_TO_MAP_VALUE:
5524                 pointer_desc = "value ";
5525                 break;
5526         case PTR_TO_CTX:
5527                 pointer_desc = "context ";
5528                 break;
5529         case PTR_TO_STACK:
5530                 pointer_desc = "stack ";
5531                 /* The stack spill tracking logic in check_stack_write_fixed_off()
5532                  * and check_stack_read_fixed_off() relies on stack accesses being
5533                  * aligned.
5534                  */
5535                 strict = true;
5536                 break;
5537         case PTR_TO_SOCKET:
5538                 pointer_desc = "sock ";
5539                 break;
5540         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
5541                 pointer_desc = "sock_common ";
5542                 break;
5543         case PTR_TO_TCP_SOCK:
5544                 pointer_desc = "tcp_sock ";
5545                 break;
5546         case PTR_TO_XDP_SOCK:
5547                 pointer_desc = "xdp_sock ";
5548                 break;
5549         default:
5550                 break;
5551         }
5552         return check_generic_ptr_alignment(env, reg, pointer_desc, off, size,
5553                                            strict);
5554 }
5555
5556 static int update_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
5557                               const struct bpf_func_state *func,
5558                               int off)
5559 {
5560         u16 stack = env->subprog_info[func->subprogno].stack_depth;
5561
5562         if (stack >= -off)
5563                 return 0;
5564
5565         /* update known max for given subprogram */
5566         env->subprog_info[func->subprogno].stack_depth = -off;
5567         return 0;
5568 }
5569
5570 /* starting from main bpf function walk all instructions of the function
5571  * and recursively walk all callees that given function can call.
5572  * Ignore jump and exit insns.
5573  * Since recursion is prevented by check_cfg() this algorithm
5574  * only needs a local stack of MAX_CALL_FRAMES to remember callsites
5575  */
5576 static int check_max_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env)
5577 {
5578         int depth = 0, frame = 0, idx = 0, i = 0, subprog_end;
5579         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
5580         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
5581         bool tail_call_reachable = false;
5582         int ret_insn[MAX_CALL_FRAMES];
5583         int ret_prog[MAX_CALL_FRAMES];
5584         int j;
5585
5586 process_func:
5587         /* protect against potential stack overflow that might happen when
5588          * bpf2bpf calls get combined with tailcalls. Limit the caller's stack
5589          * depth for such case down to 256 so that the worst case scenario
5590          * would result in 8k stack size (32 which is tailcall limit * 256 =
5591          * 8k).
5592          *
5593          * To get the idea what might happen, see an example:
5594          * func1 -> sub rsp, 128
5595          *  subfunc1 -> sub rsp, 256
5596          *  tailcall1 -> add rsp, 256
5597          *   func2 -> sub rsp, 192 (total stack size = 128 + 192 = 320)
5598          *   subfunc2 -> sub rsp, 64
5599          *   subfunc22 -> sub rsp, 128
5600          *   tailcall2 -> add rsp, 128
5601          *    func3 -> sub rsp, 32 (total stack size 128 + 192 + 64 + 32 = 416)
5602          *
5603          * tailcall will unwind the current stack frame but it will not get rid
5604          * of caller's stack as shown on the example above.
5605          */
5606         if (idx && subprog[idx].has_tail_call && depth >= 256) {
5607                 verbose(env,
5608                         "tail_calls are not allowed when call stack of previous frames is %d bytes. Too large\n",
5609                         depth);
5610                 return -EACCES;
5611         }
5612         /* round up to 32-bytes, since this is granularity
5613          * of interpreter stack size
5614          */
5615         depth += round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
5616         if (depth > MAX_BPF_STACK) {
5617                 verbose(env, "combined stack size of %d calls is %d. Too large\n",
5618                         frame + 1, depth);
5619                 return -EACCES;
5620         }
5621 continue_func:
5622         subprog_end = subprog[idx + 1].start;
5623         for (; i < subprog_end; i++) {
5624                 int next_insn, sidx;
5625
5626                 if (!bpf_pseudo_call(insn + i) && !bpf_pseudo_func(insn + i))
5627                         continue;
5628                 /* remember insn and function to return to */
5629                 ret_insn[frame] = i + 1;
5630                 ret_prog[frame] = idx;
5631
5632                 /* find the callee */
5633                 next_insn = i + insn[i].imm + 1;
5634                 sidx = find_subprog(env, next_insn);
5635                 if (sidx < 0) {
5636                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
5637                                   next_insn);
5638                         return -EFAULT;
5639                 }
5640                 if (subprog[sidx].is_async_cb) {
5641                         if (subprog[sidx].has_tail_call) {
5642                                 verbose(env, "verifier bug. subprog has tail_call and async cb\n");
5643                                 return -EFAULT;
5644                         }
5645                         /* async callbacks don't increase bpf prog stack size unless called directly */
5646                         if (!bpf_pseudo_call(insn + i))
5647                                 continue;
5648                 }
5649                 i = next_insn;
5650                 idx = sidx;
5651
5652                 if (subprog[idx].has_tail_call)
5653                         tail_call_reachable = true;
5654
5655                 frame++;
5656                 if (frame >= MAX_CALL_FRAMES) {
5657                         verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep !\n",
5658                                 frame);
5659                         return -E2BIG;
5660                 }
5661                 goto process_func;
5662         }
5663         /* if tail call got detected across bpf2bpf calls then mark each of the
5664          * currently present subprog frames as tail call reachable subprogs;
5665          * this info will be utilized by JIT so that we will be preserving the
5666          * tail call counter throughout bpf2bpf calls combined with tailcalls
5667          */
5668         if (tail_call_reachable)
5669                 for (j = 0; j < frame; j++)
5670                         subprog[ret_prog[j]].tail_call_reachable = true;
5671         if (subprog[0].tail_call_reachable)
5672                 env->prog->aux->tail_call_reachable = true;
5673
5674         /* end of for() loop means the last insn of the 'subprog'
5675          * was reached. Doesn't matter whether it was JA or EXIT
5676          */
5677         if (frame == 0)
5678                 return 0;
5679         depth -= round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
5680         frame--;
5681         i = ret_insn[frame];
5682         idx = ret_prog[frame];
5683         goto continue_func;
5684 }
5685
5686 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
5687 static int get_callee_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
5688                                   const struct bpf_insn *insn, int idx)
5689 {
5690         int start = idx + insn->imm + 1, subprog;
5691
5692         subprog = find_subprog(env, start);
5693         if (subprog < 0) {
5694                 WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
5695                           start);
5696                 return -EFAULT;
5697         }
5698         return env->subprog_info[subprog].stack_depth;
5699 }
5700 #endif
5701
5702 static int __check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
5703                                  const char *buf_info,
5704                                  const struct bpf_reg_state *reg,
5705                                  int regno, int off, int size)
5706 {
5707         if (off < 0) {
5708                 verbose(env,
5709                         "R%d invalid %s buffer access: off=%d, size=%d\n",
5710                         regno, buf_info, off, size);
5711                 return -EACCES;
5712         }
5713         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
5714                 char tn_buf[48];
5715
5716                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5717                 verbose(env,
5718                         "R%d invalid variable buffer offset: off=%d, var_off=%s\n",
5719                         regno, off, tn_buf);
5720                 return -EACCES;
5721         }
5722
5723         return 0;
5724 }
5725
5726 static int check_tp_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
5727                                   const struct bpf_reg_state *reg,
5728                                   int regno, int off, int size)
5729 {
5730         int err;
5731
5732         err = __check_buffer_access(env, "tracepoint", reg, regno, off, size);
5733         if (err)
5734                 return err;
5735
5736         if (off + size > env->prog->aux->max_tp_access)
5737                 env->prog->aux->max_tp_access = off + size;
5738
5739         return 0;
5740 }
5741
5742 static int check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
5743                                const struct bpf_reg_state *reg,
5744                                int regno, int off, int size,
5745                                bool zero_size_allowed,
5746                                u32 *max_access)
5747 {
5748         const char *buf_info = type_is_rdonly_mem(reg->type) ? "rdonly" : "rdwr";
5749         int err;
5750
5751         err = __check_buffer_access(env, buf_info, reg, regno, off, size);
5752         if (err)
5753                 return err;
5754
5755         if (off + size > *max_access)
5756                 *max_access = off + size;
5757
5758         return 0;
5759 }
5760
5761 /* BPF architecture zero extends alu32 ops into 64-bit registesr */
5762 static void zext_32_to_64(struct bpf_reg_state *reg)
5763 {
5764         reg->var_off = tnum_subreg(reg->var_off);
5765         __reg_assign_32_into_64(reg);
5766 }
5767
5768 /* truncate register to smaller size (in bytes)
5769  * must be called with size < BPF_REG_SIZE
5770  */
5771 static void coerce_reg_to_size(struct bpf_reg_state *reg, int size)
5772 {
5773         u64 mask;
5774
5775         /* clear high bits in bit representation */
5776         reg->var_off = tnum_cast(reg->var_off, size);
5777
5778         /* fix arithmetic bounds */
5779         mask = ((u64)1 << (size * 8)) - 1;
5780         if ((reg->umin_value & ~mask) == (reg->umax_value & ~mask)) {
5781                 reg->umin_value &= mask;
5782                 reg->umax_value &= mask;
5783         } else {
5784                 reg->umin_value = 0;
5785                 reg->umax_value = mask;
5786         }
5787         reg->smin_value = reg->umin_value;
5788         reg->smax_value = reg->umax_value;
5789
5790         /* If size is smaller than 32bit register the 32bit register
5791          * values are also truncated so we push 64-bit bounds into
5792          * 32-bit bounds. Above were truncated < 32-bits already.
5793          */
5794         if (size >= 4)
5795                 return;
5796         __reg_combine_64_into_32(reg);
5797 }
5798
5799 static bool bpf_map_is_rdonly(const struct bpf_map *map)
5800 {
5801         /* A map is considered read-only if the following condition are true:
5802          *
5803          * 1) BPF program side cannot change any of the map content. The
5804          *    BPF_F_RDONLY_PROG flag is throughout the lifetime of a map
5805          *    and was set at map creation time.
5806          * 2) The map value(s) have been initialized from user space by a
5807          *    loader and then "frozen", such that no new map update/delete
5808          *    operations from syscall side are possible for the rest of
5809          *    the map's lifetime from that point onwards.
5810          * 3) Any parallel/pending map update/delete operations from syscall
5811          *    side have been completed. Only after that point, it's safe to
5812          *    assume that map value(s) are immutable.
5813          */
5814         return (map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) &&
5815                READ_ONCE(map->frozen) &&
5816                !bpf_map_write_active(map);
5817 }
5818
5819 static int bpf_map_direct_read(struct bpf_map *map, int off, int size, u64 *val)
5820 {
5821         void *ptr;
5822         u64 addr;
5823         int err;
5824
5825         err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
5826         if (err)
5827                 return err;
5828         ptr = (void *)(long)addr + off;
5829
5830         switch (size) {
5831         case sizeof(u8):
5832                 *val = (u64)*(u8 *)ptr;
5833                 break;
5834         case sizeof(u16):
5835                 *val = (u64)*(u16 *)ptr;
5836                 break;
5837         case sizeof(u32):
5838                 *val = (u64)*(u32 *)ptr;
5839                 break;
5840         case sizeof(u64):
5841                 *val = *(u64 *)ptr;
5842                 break;
5843         default:
5844                 return -EINVAL;
5845         }
5846         return 0;
5847 }
5848
5849 #define BTF_TYPE_SAFE_RCU(__type)  __PASTE(__type, __safe_rcu)
5850 #define BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(__type)  __PASTE(__type, __safe_rcu_or_null)
5851 #define BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(__type)  __PASTE(__type, __safe_trusted)
5852
5853 /*
5854  * Allow list few fields as RCU trusted or full trusted.
5855  * This logic doesn't allow mix tagging and will be removed once GCC supports
5856  * btf_type_tag.
5857  */
5858
5859 /* RCU trusted: these fields are trusted in RCU CS and never NULL */
5860 BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct task_struct) {
5861         const cpumask_t *cpus_ptr;
5862         struct css_set __rcu *cgroups;
5863         struct task_struct __rcu *real_parent;
5864         struct task_struct *group_leader;
5865 };
5866
5867 BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct cgroup) {
5868         /* cgrp->kn is always accessible as documented in kernel/cgroup/cgroup.c */
5869         struct kernfs_node *kn;
5870 };
5871
5872 BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct css_set) {
5873         struct cgroup *dfl_cgrp;
5874 };
5875
5876 /* RCU trusted: these fields are trusted in RCU CS and can be NULL */
5877 BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct mm_struct) {
5878         struct file __rcu *exe_file;
5879 };
5880
5881 /* skb->sk, req->sk are not RCU protected, but we mark them as such
5882  * because bpf prog accessible sockets are SOCK_RCU_FREE.
5883  */
5884 BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct sk_buff) {
5885         struct sock *sk;
5886 };
5887
5888 BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct request_sock) {
5889         struct sock *sk;
5890 };
5891
5892 /* full trusted: these fields are trusted even outside of RCU CS and never NULL */
5893 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter_meta) {
5894         struct seq_file *seq;
5895 };
5896
5897 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter__task) {
5898         struct bpf_iter_meta *meta;
5899         struct task_struct *task;
5900 };
5901
5902 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct linux_binprm) {
5903         struct file *file;
5904 };
5905
5906 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct file) {
5907         struct inode *f_inode;
5908 };
5909
5910 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct dentry) {
5911         /* no negative dentry-s in places where bpf can see it */
5912         struct inode *d_inode;
5913 };
5914
5915 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct socket) {
5916         struct sock *sk;
5917 };
5918
5919 static bool type_is_rcu(struct bpf_verifier_env *env,
5920                         struct bpf_reg_state *reg,
5921                         const char *field_name, u32 btf_id)
5922 {
5923         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct task_struct));
5924         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct cgroup));
5925         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct css_set));
5926
5927         return btf_nested_type_is_trusted(&env->log, reg, field_name, btf_id, "__safe_rcu");
5928 }
5929
5930 static bool type_is_rcu_or_null(struct bpf_verifier_env *env,
5931                                 struct bpf_reg_state *reg,
5932                                 const char *field_name, u32 btf_id)
5933 {
5934         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct mm_struct));
5935         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct sk_buff));
5936         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct request_sock));
5937
5938         return btf_nested_type_is_trusted(&env->log, reg, field_name, btf_id, "__safe_rcu_or_null");
5939 }
5940
5941 static bool type_is_trusted(struct bpf_verifier_env *env,
5942                             struct bpf_reg_state *reg,
5943                             const char *field_name, u32 btf_id)
5944 {
5945         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter_meta));
5946         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter__task));
5947         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct linux_binprm));
5948         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct file));
5949         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct dentry));
5950         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct socket));
5951
5952         return btf_nested_type_is_trusted(&env->log, reg, field_name, btf_id, "__safe_trusted");
5953 }
5954
5955 static int check_ptr_to_btf_access(struct bpf_verifier_env *env,
5956                                    struct bpf_reg_state *regs,
5957                                    int regno, int off, int size,
5958                                    enum bpf_access_type atype,
5959                                    int value_regno)
5960 {
5961         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
5962         const struct btf_type *t = btf_type_by_id(reg->btf, reg->btf_id);
5963         const char *tname = btf_name_by_offset(reg->btf, t->name_off);
5964         const char *field_name = NULL;
5965         enum bpf_type_flag flag = 0;
5966         u32 btf_id = 0;
5967         int ret;
5968
5969         if (!env->allow_ptr_leaks) {
5970                 verbose(env,
5971                         "'struct %s' access is allowed only to CAP_PERFMON and CAP_SYS_ADMIN\n",
5972                         tname);
5973                 return -EPERM;
5974         }
5975         if (!env->prog->gpl_compatible && btf_is_kernel(reg->btf)) {
5976                 verbose(env,
5977                         "Cannot access kernel 'struct %s' from non-GPL compatible program\n",
5978                         tname);
5979                 return -EINVAL;
5980         }
5981         if (off < 0) {
5982                 verbose(env,
5983                         "R%d is ptr_%s invalid negative access: off=%d\n",
5984                         regno, tname, off);
5985                 return -EACCES;
5986         }
5987         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
5988                 char tn_buf[48];
5989
5990                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5991                 verbose(env,
5992                         "R%d is ptr_%s invalid variable offset: off=%d, var_off=%s\n",
5993                         regno, tname, off, tn_buf);
5994                 return -EACCES;
5995         }
5996
5997         if (reg->type & MEM_USER) {
5998                 verbose(env,
5999                         "R%d is ptr_%s access user memory: off=%d\n",
6000                         regno, tname, off);
6001                 return -EACCES;
6002         }
6003
6004         if (reg->type & MEM_PERCPU) {
6005                 verbose(env,
6006                         "R%d is ptr_%s access percpu memory: off=%d\n",
6007                         regno, tname, off);
6008                 return -EACCES;
6009         }
6010
6011         if (env->ops->btf_struct_access && !type_is_alloc(reg->type) && atype == BPF_WRITE) {
6012                 if (!btf_is_kernel(reg->btf)) {
6013                         verbose(env, "verifier internal error: reg->btf must be kernel btf\n");
6014                         return -EFAULT;
6015                 }
6016                 ret = env->ops->btf_struct_access(&env->log, reg, off, size);
6017         } else {
6018                 /* Writes are permitted with default btf_struct_access for
6019                  * program allocated objects (which always have ref_obj_id > 0),
6020                  * but not for untrusted PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC.
6021                  */
6022                 if (atype != BPF_READ && !type_is_ptr_alloc_obj(reg->type)) {
6023                         verbose(env, "only read is supported\n");
6024                         return -EACCES;
6025                 }
6026
6027                 if (type_is_alloc(reg->type) && !type_is_non_owning_ref(reg->type) &&
6028                     !reg->ref_obj_id) {
6029                         verbose(env, "verifier internal error: ref_obj_id for allocated object must be non-zero\n");
6030                         return -EFAULT;
6031                 }
6032
6033                 ret = btf_struct_access(&env->log, reg, off, size, atype, &btf_id, &flag, &field_name);
6034         }
6035
6036         if (ret < 0)
6037                 return ret;
6038
6039         if (ret != PTR_TO_BTF_ID) {
6040                 /* just mark; */
6041
6042         } else if (type_flag(reg->type) & PTR_UNTRUSTED) {
6043                 /* If this is an untrusted pointer, all pointers formed by walking it
6044                  * also inherit the untrusted flag.
6045                  */
6046                 flag = PTR_UNTRUSTED;
6047
6048         } else if (is_trusted_reg(reg) || is_rcu_reg(reg)) {
6049                 /* By default any pointer obtained from walking a trusted pointer is no
6050                  * longer trusted, unless the field being accessed has explicitly been
6051                  * marked as inheriting its parent's state of trust (either full or RCU).
6052                  * For example:
6053                  * 'cgroups' pointer is untrusted if task->cgroups dereference
6054                  * happened in a sleepable program outside of bpf_rcu_read_lock()
6055                  * section. In a non-sleepable program it's trusted while in RCU CS (aka MEM_RCU).
6056                  * Note bpf_rcu_read_unlock() converts MEM_RCU pointers to PTR_UNTRUSTED.
6057                  *
6058                  * A regular RCU-protected pointer with __rcu tag can also be deemed
6059                  * trusted if we are in an RCU CS. Such pointer can be NULL.
6060                  */
6061                 if (type_is_trusted(env, reg, field_name, btf_id)) {
6062                         flag |= PTR_TRUSTED;
6063                 } else if (in_rcu_cs(env) && !type_may_be_null(reg->type)) {
6064                         if (type_is_rcu(env, reg, field_name, btf_id)) {
6065                                 /* ignore __rcu tag and mark it MEM_RCU */
6066                                 flag |= MEM_RCU;
6067                         } else if (flag & MEM_RCU ||
6068                                    type_is_rcu_or_null(env, reg, field_name, btf_id)) {
6069                                 /* __rcu tagged pointers can be NULL */
6070                                 flag |= MEM_RCU | PTR_MAYBE_NULL;
6071                         } else if (flag & (MEM_PERCPU | MEM_USER)) {
6072                                 /* keep as-is */
6073                         } else {
6074                                 /* walking unknown pointers yields old deprecated PTR_TO_BTF_ID */
6075                                 clear_trusted_flags(&flag);
6076                         }
6077                 } else {
6078                         /*
6079                          * If not in RCU CS or MEM_RCU pointer can be NULL then
6080                          * aggressively mark as untrusted otherwise such
6081                          * pointers will be plain PTR_TO_BTF_ID without flags
6082                          * and will be allowed to be passed into helpers for
6083                          * compat reasons.
6084                          */
6085                         flag = PTR_UNTRUSTED;
6086                 }
6087         } else {
6088                 /* Old compat. Deprecated */
6089                 clear_trusted_flags(&flag);
6090         }
6091
6092         if (atype == BPF_READ && value_regno >= 0)
6093                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, reg->btf, btf_id, flag);
6094
6095         return 0;
6096 }
6097
6098 static int check_ptr_to_map_access(struct bpf_verifier_env *env,
6099                                    struct bpf_reg_state *regs,
6100                                    int regno, int off, int size,
6101                                    enum bpf_access_type atype,
6102                                    int value_regno)
6103 {
6104         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
6105         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
6106         struct bpf_reg_state map_reg;
6107         enum bpf_type_flag flag = 0;
6108         const struct btf_type *t;
6109         const char *tname;
6110         u32 btf_id;
6111         int ret;
6112
6113         if (!btf_vmlinux) {
6114                 verbose(env, "map_ptr access not supported without CONFIG_DEBUG_INFO_BTF\n");
6115                 return -ENOTSUPP;
6116         }
6117
6118         if (!map->ops->map_btf_id || !*map->ops->map_btf_id) {
6119                 verbose(env, "map_ptr access not supported for map type %d\n",
6120                         map->map_type);
6121                 return -ENOTSUPP;
6122         }
6123
6124         t = btf_type_by_id(btf_vmlinux, *map->ops->map_btf_id);
6125         tname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, t->name_off);
6126
6127         if (!env->allow_ptr_leaks) {
6128                 verbose(env,
6129                         "'struct %s' access is allowed only to CAP_PERFMON and CAP_SYS_ADMIN\n",
6130                         tname);
6131                 return -EPERM;
6132         }
6133
6134         if (off < 0) {
6135                 verbose(env, "R%d is %s invalid negative access: off=%d\n",
6136                         regno, tname, off);
6137                 return -EACCES;
6138         }
6139
6140         if (atype != BPF_READ) {
6141                 verbose(env, "only read from %s is supported\n", tname);
6142                 return -EACCES;
6143         }
6144
6145         /* Simulate access to a PTR_TO_BTF_ID */
6146         memset(&map_reg, 0, sizeof(map_reg));
6147         mark_btf_ld_reg(env, &map_reg, 0, PTR_TO_BTF_ID, btf_vmlinux, *map->ops->map_btf_id, 0);
6148         ret = btf_struct_access(&env->log, &map_reg, off, size, atype, &btf_id, &flag, NULL);
6149         if (ret < 0)
6150                 return ret;
6151
6152         if (value_regno >= 0)
6153                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, btf_vmlinux, btf_id, flag);
6154
6155         return 0;
6156 }
6157
6158 /* Check that the stack access at the given offset is within bounds. The
6159  * maximum valid offset is -1.
6160  *
6161  * The minimum valid offset is -MAX_BPF_STACK for writes, and
6162  * -state->allocated_stack for reads.
6163  */
6164 static int check_stack_slot_within_bounds(int off,
6165                                           struct bpf_func_state *state,
6166                                           enum bpf_access_type t)
6167 {
6168         int min_valid_off;
6169
6170         if (t == BPF_WRITE)
6171                 min_valid_off = -MAX_BPF_STACK;
6172         else
6173                 min_valid_off = -state->allocated_stack;
6174
6175         if (off < min_valid_off || off > -1)
6176                 return -EACCES;
6177         return 0;
6178 }
6179
6180 /* Check that the stack access at 'regno + off' falls within the maximum stack
6181  * bounds.
6182  *
6183  * 'off' includes `regno->offset`, but not its dynamic part (if any).
6184  */
6185 static int check_stack_access_within_bounds(
6186                 struct bpf_verifier_env *env,
6187                 int regno, int off, int access_size,
6188                 enum bpf_access_src src, enum bpf_access_type type)
6189 {
6190         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
6191         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
6192         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
6193         int min_off, max_off;
6194         int err;
6195         char *err_extra;
6196
6197         if (src == ACCESS_HELPER)
6198                 /* We don't know if helpers are reading or writing (or both). */
6199                 err_extra = " indirect access to";
6200         else if (type == BPF_READ)
6201                 err_extra = " read from";
6202         else
6203                 err_extra = " write to";
6204
6205         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6206                 min_off = reg->var_off.value + off;
6207                 if (access_size > 0)
6208                         max_off = min_off + access_size - 1;
6209                 else
6210                         max_off = min_off;
6211         } else {
6212                 if (reg->smax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF ||
6213                     reg->smin_value <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
6214                         verbose(env, "invalid unbounded variable-offset%s stack R%d\n",
6215                                 err_extra, regno);
6216                         return -EACCES;
6217                 }
6218                 min_off = reg->smin_value + off;
6219                 if (access_size > 0)
6220                         max_off = reg->smax_value + off + access_size - 1;
6221                 else
6222                         max_off = min_off;
6223         }
6224
6225         err = check_stack_slot_within_bounds(min_off, state, type);
6226         if (!err)
6227                 err = check_stack_slot_within_bounds(max_off, state, type);
6228
6229         if (err) {
6230                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6231                         verbose(env, "invalid%s stack R%d off=%d size=%d\n",
6232                                 err_extra, regno, off, access_size);
6233                 } else {
6234                         char tn_buf[48];
6235
6236                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
6237                         verbose(env, "invalid variable-offset%s stack R%d var_off=%s size=%d\n",
6238                                 err_extra, regno, tn_buf, access_size);
6239                 }
6240         }
6241         return err;
6242 }
6243
6244 /* check whether memory at (regno + off) is accessible for t = (read | write)
6245  * if t==write, value_regno is a register which value is stored into memory
6246  * if t==read, value_regno is a register which will receive the value from memory
6247  * if t==write && value_regno==-1, some unknown value is stored into memory
6248  * if t==read && value_regno==-1, don't care what we read from memory
6249  */
6250 static int check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, u32 regno,
6251                             int off, int bpf_size, enum bpf_access_type t,
6252                             int value_regno, bool strict_alignment_once)
6253 {
6254         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
6255         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
6256         struct bpf_func_state *state;
6257         int size, err = 0;
6258
6259         size = bpf_size_to_bytes(bpf_size);
6260         if (size < 0)
6261                 return size;
6262
6263         /* alignment checks will add in reg->off themselves */
6264         err = check_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict_alignment_once);
6265         if (err)
6266                 return err;
6267
6268         /* for access checks, reg->off is just part of off */
6269         off += reg->off;
6270
6271         if (reg->type == PTR_TO_MAP_KEY) {
6272                 if (t == BPF_WRITE) {
6273                         verbose(env, "write to change key R%d not allowed\n", regno);
6274                         return -EACCES;
6275                 }
6276
6277                 err = check_mem_region_access(env, regno, off, size,
6278                                               reg->map_ptr->key_size, false);
6279                 if (err)
6280                         return err;
6281                 if (value_regno >= 0)
6282                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6283         } else if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
6284                 struct btf_field *kptr_field = NULL;
6285
6286                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6287                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6288                         verbose(env, "R%d leaks addr into map\n", value_regno);
6289                         return -EACCES;
6290                 }
6291                 err = check_map_access_type(env, regno, off, size, t);
6292                 if (err)
6293                         return err;
6294                 err = check_map_access(env, regno, off, size, false, ACCESS_DIRECT);
6295                 if (err)
6296                         return err;
6297                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
6298                         kptr_field = btf_record_find(reg->map_ptr->record,
6299                                                      off + reg->var_off.value, BPF_KPTR);
6300                 if (kptr_field) {
6301                         err = check_map_kptr_access(env, regno, value_regno, insn_idx, kptr_field);
6302                 } else if (t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
6303                         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
6304
6305                         /* if map is read-only, track its contents as scalars */
6306                         if (tnum_is_const(reg->var_off) &&
6307                             bpf_map_is_rdonly(map) &&
6308                             map->ops->map_direct_value_addr) {
6309                                 int map_off = off + reg->var_off.value;
6310                                 u64 val = 0;
6311
6312                                 err = bpf_map_direct_read(map, map_off, size,
6313                                                           &val);
6314                                 if (err)
6315                                         return err;
6316
6317                                 regs[value_regno].type = SCALAR_VALUE;
6318                                 __mark_reg_known(&regs[value_regno], val);
6319                         } else {
6320                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6321                         }
6322                 }
6323         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_MEM) {
6324                 bool rdonly_mem = type_is_rdonly_mem(reg->type);
6325
6326                 if (type_may_be_null(reg->type)) {
6327                         verbose(env, "R%d invalid mem access '%s'\n", regno,
6328                                 reg_type_str(env, reg->type));
6329                         return -EACCES;
6330                 }
6331
6332                 if (t == BPF_WRITE && rdonly_mem) {
6333                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
6334                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
6335                         return -EACCES;
6336                 }
6337
6338                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6339                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6340                         verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", value_regno);
6341                         return -EACCES;
6342                 }
6343
6344                 err = check_mem_region_access(env, regno, off, size,
6345                                               reg->mem_size, false);
6346                 if (!err && value_regno >= 0 && (t == BPF_READ || rdonly_mem))
6347                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6348         } else if (reg->type == PTR_TO_CTX) {
6349                 enum bpf_reg_type reg_type = SCALAR_VALUE;
6350                 struct btf *btf = NULL;
6351                 u32 btf_id = 0;
6352
6353                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6354                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6355                         verbose(env, "R%d leaks addr into ctx\n", value_regno);
6356                         return -EACCES;
6357                 }
6358
6359                 err = check_ptr_off_reg(env, reg, regno);
6360                 if (err < 0)
6361                         return err;
6362
6363                 err = check_ctx_access(env, insn_idx, off, size, t, &reg_type, &btf,
6364                                        &btf_id);
6365                 if (err)
6366                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
6367                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
6368                         /* ctx access returns either a scalar, or a
6369                          * PTR_TO_PACKET[_META,_END]. In the latter
6370                          * case, we know the offset is zero.
6371                          */
6372                         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
6373                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6374                         } else {
6375                                 mark_reg_known_zero(env, regs,
6376                                                     value_regno);
6377                                 if (type_may_be_null(reg_type))
6378                                         regs[value_regno].id = ++env->id_gen;
6379                                 /* A load of ctx field could have different
6380                                  * actual load size with the one encoded in the
6381                                  * insn. When the dst is PTR, it is for sure not
6382                                  * a sub-register.
6383                                  */
6384                                 regs[value_regno].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
6385                                 if (base_type(reg_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
6386                                         regs[value_regno].btf = btf;
6387                                         regs[value_regno].btf_id = btf_id;
6388                                 }
6389                         }
6390                         regs[value_regno].type = reg_type;
6391                 }
6392
6393         } else if (reg->type == PTR_TO_STACK) {
6394                 /* Basic bounds checks. */
6395                 err = check_stack_access_within_bounds(env, regno, off, size, ACCESS_DIRECT, t);
6396                 if (err)
6397                         return err;
6398
6399                 state = func(env, reg);
6400                 err = update_stack_depth(env, state, off);
6401                 if (err)
6402                         return err;
6403
6404                 if (t == BPF_READ)
6405                         err = check_stack_read(env, regno, off, size,
6406                                                value_regno);
6407                 else
6408                         err = check_stack_write(env, regno, off, size,
6409                                                 value_regno, insn_idx);
6410         } else if (reg_is_pkt_pointer(reg)) {
6411                 if (t == BPF_WRITE && !may_access_direct_pkt_data(env, NULL, t)) {
6412                         verbose(env, "cannot write into packet\n");
6413                         return -EACCES;
6414                 }
6415                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6416                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6417                         verbose(env, "R%d leaks addr into packet\n",
6418                                 value_regno);
6419                         return -EACCES;
6420                 }
6421                 err = check_packet_access(env, regno, off, size, false);
6422                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
6423                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6424         } else if (reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS) {
6425                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6426                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6427                         verbose(env, "R%d leaks addr into flow keys\n",
6428                                 value_regno);
6429                         return -EACCES;
6430                 }
6431
6432                 err = check_flow_keys_access(env, off, size);
6433                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
6434                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6435         } else if (type_is_sk_pointer(reg->type)) {
6436                 if (t == BPF_WRITE) {
6437                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
6438                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
6439                         return -EACCES;
6440                 }
6441                 err = check_sock_access(env, insn_idx, regno, off, size, t);
6442                 if (!err && value_regno >= 0)
6443                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6444         } else if (reg->type == PTR_TO_TP_BUFFER) {
6445                 err = check_tp_buffer_access(env, reg, regno, off, size);
6446                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
6447                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6448         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID &&
6449                    !type_may_be_null(reg->type)) {
6450                 err = check_ptr_to_btf_access(env, regs, regno, off, size, t,
6451                                               value_regno);
6452         } else if (reg->type == CONST_PTR_TO_MAP) {
6453                 err = check_ptr_to_map_access(env, regs, regno, off, size, t,
6454                                               value_regno);
6455         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BUF) {
6456                 bool rdonly_mem = type_is_rdonly_mem(reg->type);
6457                 u32 *max_access;
6458
6459                 if (rdonly_mem) {
6460                         if (t == BPF_WRITE) {
6461                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
6462                                         regno, reg_type_str(env, reg->type));
6463                                 return -EACCES;
6464                         }
6465                         max_access = &env->prog->aux->max_rdonly_access;
6466                 } else {
6467                         max_access = &env->prog->aux->max_rdwr_access;
6468                 }
6469
6470                 err = check_buffer_access(env, reg, regno, off, size, false,
6471                                           max_access);
6472
6473                 if (!err && value_regno >= 0 && (rdonly_mem || t == BPF_READ))
6474                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6475         } else {
6476                 verbose(env, "R%d invalid mem access '%s'\n", regno,
6477                         reg_type_str(env, reg->type));
6478                 return -EACCES;
6479         }
6480
6481         if (!err && size < BPF_REG_SIZE && value_regno >= 0 && t == BPF_READ &&
6482             regs[value_regno].type == SCALAR_VALUE) {
6483                 /* b/h/w load zero-extends, mark upper bits as known 0 */
6484                 coerce_reg_to_size(&regs[value_regno], size);
6485         }
6486         return err;
6487 }
6488
6489 static int check_atomic(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, struct bpf_insn *insn)
6490 {
6491         int load_reg;
6492         int err;
6493
6494         switch (insn->imm) {
6495         case BPF_ADD:
6496         case BPF_ADD | BPF_FETCH:
6497         case BPF_AND:
6498         case BPF_AND | BPF_FETCH:
6499         case BPF_OR:
6500         case BPF_OR | BPF_FETCH:
6501         case BPF_XOR:
6502         case BPF_XOR | BPF_FETCH:
6503         case BPF_XCHG:
6504         case BPF_CMPXCHG:
6505                 break;
6506         default:
6507                 verbose(env, "BPF_ATOMIC uses invalid atomic opcode %02x\n", insn->imm);
6508                 return -EINVAL;
6509         }
6510
6511         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_W && BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
6512                 verbose(env, "invalid atomic operand size\n");
6513                 return -EINVAL;
6514         }
6515
6516         /* check src1 operand */
6517         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
6518         if (err)
6519                 return err;
6520
6521         /* check src2 operand */
6522         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
6523         if (err)
6524                 return err;
6525
6526         if (insn->imm == BPF_CMPXCHG) {
6527                 /* Check comparison of R0 with memory location */
6528                 const u32 aux_reg = BPF_REG_0;
6529
6530                 err = check_reg_arg(env, aux_reg, SRC_OP);
6531                 if (err)
6532                         return err;
6533
6534                 if (is_pointer_value(env, aux_reg)) {
6535                         verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", aux_reg);
6536                         return -EACCES;
6537                 }
6538         }
6539
6540         if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
6541                 verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", insn->src_reg);
6542                 return -EACCES;
6543         }
6544
6545         if (is_ctx_reg(env, insn->dst_reg) ||
6546             is_pkt_reg(env, insn->dst_reg) ||
6547             is_flow_key_reg(env, insn->dst_reg) ||
6548             is_sk_reg(env, insn->dst_reg)) {
6549                 verbose(env, "BPF_ATOMIC stores into R%d %s is not allowed\n",
6550                         insn->dst_reg,
6551                         reg_type_str(env, reg_state(env, insn->dst_reg)->type));
6552                 return -EACCES;
6553         }
6554
6555         if (insn->imm & BPF_FETCH) {
6556                 if (insn->imm == BPF_CMPXCHG)
6557                         load_reg = BPF_REG_0;
6558                 else
6559                         load_reg = insn->src_reg;
6560
6561                 /* check and record load of old value */
6562                 err = check_reg_arg(env, load_reg, DST_OP);
6563                 if (err)
6564                         return err;
6565         } else {
6566                 /* This instruction accesses a memory location but doesn't
6567                  * actually load it into a register.
6568                  */
6569                 load_reg = -1;
6570         }
6571
6572         /* Check whether we can read the memory, with second call for fetch
6573          * case to simulate the register fill.
6574          */
6575         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
6576                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, -1, true);
6577         if (!err && load_reg >= 0)
6578                 err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
6579                                        BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, load_reg,
6580                                        true);
6581         if (err)
6582                 return err;
6583
6584         /* Check whether we can write into the same memory. */
6585         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
6586                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_WRITE, -1, true);
6587         if (err)
6588                 return err;
6589
6590         return 0;
6591 }
6592
6593 /* When register 'regno' is used to read the stack (either directly or through
6594  * a helper function) make sure that it's within stack boundary and, depending
6595  * on the access type, that all elements of the stack are initialized.
6596  *
6597  * 'off' includes 'regno->off', but not its dynamic part (if any).
6598  *
6599  * All registers that have been spilled on the stack in the slots within the
6600  * read offsets are marked as read.
6601  */
6602 static int check_stack_range_initialized(
6603                 struct bpf_verifier_env *env, int regno, int off,
6604                 int access_size, bool zero_size_allowed,
6605                 enum bpf_access_src type, struct bpf_call_arg_meta *meta)
6606 {
6607         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
6608         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
6609         int err, min_off, max_off, i, j, slot, spi;
6610         char *err_extra = type == ACCESS_HELPER ? " indirect" : "";
6611         enum bpf_access_type bounds_check_type;
6612         /* Some accesses can write anything into the stack, others are
6613          * read-only.
6614          */
6615         bool clobber = false;
6616
6617         if (access_size == 0 && !zero_size_allowed) {
6618                 verbose(env, "invalid zero-sized read\n");
6619                 return -EACCES;
6620         }
6621
6622         if (type == ACCESS_HELPER) {
6623                 /* The bounds checks for writes are more permissive than for
6624                  * reads. However, if raw_mode is not set, we'll do extra
6625                  * checks below.
6626                  */
6627                 bounds_check_type = BPF_WRITE;
6628                 clobber = true;
6629         } else {
6630                 bounds_check_type = BPF_READ;
6631         }
6632         err = check_stack_access_within_bounds(env, regno, off, access_size,
6633                                                type, bounds_check_type);
6634         if (err)
6635                 return err;
6636
6637
6638         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6639                 min_off = max_off = reg->var_off.value + off;
6640         } else {
6641                 /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for
6642                  * simplicity since it requires corresponding support in
6643                  * Spectre masking for stack ALU.
6644                  * See also retrieve_ptr_limit().
6645                  */
6646                 if (!env->bypass_spec_v1) {
6647                         char tn_buf[48];
6648
6649                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
6650                         verbose(env, "R%d%s variable offset stack access prohibited for !root, var_off=%s\n",
6651                                 regno, err_extra, tn_buf);
6652                         return -EACCES;
6653                 }
6654                 /* Only initialized buffer on stack is allowed to be accessed
6655                  * with variable offset. With uninitialized buffer it's hard to
6656                  * guarantee that whole memory is marked as initialized on
6657                  * helper return since specific bounds are unknown what may
6658                  * cause uninitialized stack leaking.
6659                  */
6660                 if (meta && meta->raw_mode)
6661                         meta = NULL;
6662
6663                 min_off = reg->smin_value + off;
6664                 max_off = reg->smax_value + off;
6665         }
6666
6667         if (meta && meta->raw_mode) {
6668                 /* Ensure we won't be overwriting dynptrs when simulating byte
6669                  * by byte access in check_helper_call using meta.access_size.
6670                  * This would be a problem if we have a helper in the future
6671                  * which takes:
6672                  *
6673                  *      helper(uninit_mem, len, dynptr)
6674                  *
6675                  * Now, uninint_mem may overlap with dynptr pointer. Hence, it
6676                  * may end up writing to dynptr itself when touching memory from
6677                  * arg 1. This can be relaxed on a case by case basis for known
6678                  * safe cases, but reject due to the possibilitiy of aliasing by
6679                  * default.
6680                  */
6681                 for (i = min_off; i < max_off + access_size; i++) {
6682                         int stack_off = -i - 1;
6683
6684                         spi = __get_spi(i);
6685                         /* raw_mode may write past allocated_stack */
6686                         if (state->allocated_stack <= stack_off)
6687                                 continue;
6688                         if (state->stack[spi].slot_type[stack_off % BPF_REG_SIZE] == STACK_DYNPTR) {
6689                                 verbose(env, "potential write to dynptr at off=%d disallowed\n", i);
6690                                 return -EACCES;
6691                         }
6692                 }
6693                 meta->access_size = access_size;
6694                 meta->regno = regno;
6695                 return 0;
6696         }
6697
6698         for (i = min_off; i < max_off + access_size; i++) {
6699                 u8 *stype;
6700
6701                 slot = -i - 1;
6702                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
6703                 if (state->allocated_stack <= slot)
6704                         goto err;
6705                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
6706                 if (*stype == STACK_MISC)
6707                         goto mark;
6708                 if ((*stype == STACK_ZERO) ||
6709                     (*stype == STACK_INVALID && env->allow_uninit_stack)) {
6710                         if (clobber) {
6711                                 /* helper can write anything into the stack */
6712                                 *stype = STACK_MISC;
6713                         }
6714                         goto mark;
6715                 }
6716
6717                 if (is_spilled_reg(&state->stack[spi]) &&
6718                     (state->stack[spi].spilled_ptr.type == SCALAR_VALUE ||
6719                      env->allow_ptr_leaks)) {
6720                         if (clobber) {
6721                                 __mark_reg_unknown(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
6722                                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
6723                                         scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[j]);
6724                         }
6725                         goto mark;
6726                 }
6727
6728 err:
6729                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6730                         verbose(env, "invalid%s read from stack R%d off %d+%d size %d\n",
6731                                 err_extra, regno, min_off, i - min_off, access_size);
6732                 } else {
6733                         char tn_buf[48];
6734
6735                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
6736                         verbose(env, "invalid%s read from stack R%d var_off %s+%d size %d\n",
6737                                 err_extra, regno, tn_buf, i - min_off, access_size);
6738                 }
6739                 return -EACCES;
6740 mark:
6741                 /* reading any byte out of 8-byte 'spill_slot' will cause
6742                  * the whole slot to be marked as 'read'
6743                  */
6744                 mark_reg_read(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
6745                               state->stack[spi].spilled_ptr.parent,
6746                               REG_LIVE_READ64);
6747                 /* We do not set REG_LIVE_WRITTEN for stack slot, as we can not
6748                  * be sure that whether stack slot is written to or not. Hence,
6749                  * we must still conservatively propagate reads upwards even if
6750                  * helper may write to the entire memory range.
6751                  */
6752         }
6753         return update_stack_depth(env, state, min_off);
6754 }
6755
6756 static int check_helper_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
6757                                    int access_size, bool zero_size_allowed,
6758                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
6759 {
6760         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
6761         u32 *max_access;
6762
6763         switch (base_type(reg->type)) {
6764         case PTR_TO_PACKET:
6765         case PTR_TO_PACKET_META:
6766                 return check_packet_access(env, regno, reg->off, access_size,
6767                                            zero_size_allowed);
6768         case PTR_TO_MAP_KEY:
6769                 if (meta && meta->raw_mode) {
6770                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
6771                                 reg_type_str(env, reg->type));
6772                         return -EACCES;
6773                 }
6774                 return check_mem_region_access(env, regno, reg->off, access_size,
6775                                                reg->map_ptr->key_size, false);
6776         case PTR_TO_MAP_VALUE:
6777                 if (check_map_access_type(env, regno, reg->off, access_size,
6778                                           meta && meta->raw_mode ? BPF_WRITE :
6779                                           BPF_READ))
6780                         return -EACCES;
6781                 return check_map_access(env, regno, reg->off, access_size,
6782                                         zero_size_allowed, ACCESS_HELPER);
6783         case PTR_TO_MEM:
6784                 if (type_is_rdonly_mem(reg->type)) {
6785                         if (meta && meta->raw_mode) {
6786                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
6787                                         reg_type_str(env, reg->type));
6788                                 return -EACCES;
6789                         }
6790                 }
6791                 return check_mem_region_access(env, regno, reg->off,
6792                                                access_size, reg->mem_size,
6793                                                zero_size_allowed);
6794         case PTR_TO_BUF:
6795                 if (type_is_rdonly_mem(reg->type)) {
6796                         if (meta && meta->raw_mode) {
6797                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
6798                                         reg_type_str(env, reg->type));
6799                                 return -EACCES;
6800                         }
6801
6802                         max_access = &env->prog->aux->max_rdonly_access;
6803                 } else {
6804                         max_access = &env->prog->aux->max_rdwr_access;
6805                 }
6806                 return check_buffer_access(env, reg, regno, reg->off,
6807                                            access_size, zero_size_allowed,
6808                                            max_access);
6809         case PTR_TO_STACK:
6810                 return check_stack_range_initialized(
6811                                 env,
6812                                 regno, reg->off, access_size,
6813                                 zero_size_allowed, ACCESS_HELPER, meta);
6814         case PTR_TO_BTF_ID:
6815                 return check_ptr_to_btf_access(env, regs, regno, reg->off,
6816                                                access_size, BPF_READ, -1);
6817         case PTR_TO_CTX:
6818                 /* in case the function doesn't know how to access the context,
6819                  * (because we are in a program of type SYSCALL for example), we
6820                  * can not statically check its size.
6821                  * Dynamically check it now.
6822                  */
6823                 if (!env->ops->convert_ctx_access) {
6824                         enum bpf_access_type atype = meta && meta->raw_mode ? BPF_WRITE : BPF_READ;
6825                         int offset = access_size - 1;
6826
6827                         /* Allow zero-byte read from PTR_TO_CTX */
6828                         if (access_size == 0)
6829                                 return zero_size_allowed ? 0 : -EACCES;
6830
6831                         return check_mem_access(env, env->insn_idx, regno, offset, BPF_B,
6832                                                 atype, -1, false);
6833                 }
6834
6835                 fallthrough;
6836         default: /* scalar_value or invalid ptr */
6837                 /* Allow zero-byte read from NULL, regardless of pointer type */
6838                 if (zero_size_allowed && access_size == 0 &&
6839                     register_is_null(reg))
6840                         return 0;
6841
6842                 verbose(env, "R%d type=%s ", regno,
6843                         reg_type_str(env, reg->type));
6844                 verbose(env, "expected=%s\n", reg_type_str(env, PTR_TO_STACK));
6845                 return -EACCES;
6846         }
6847 }
6848
6849 static int check_mem_size_reg(struct bpf_verifier_env *env,
6850                               struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
6851                               bool zero_size_allowed,
6852                               struct bpf_call_arg_meta *meta)
6853 {
6854         int err;
6855
6856         /* This is used to refine r0 return value bounds for helpers
6857          * that enforce this value as an upper bound on return values.
6858          * See do_refine_retval_range() for helpers that can refine
6859          * the return value. C type of helper is u32 so we pull register
6860          * bound from umax_value however, if negative verifier errors
6861          * out. Only upper bounds can be learned because retval is an
6862          * int type and negative retvals are allowed.
6863          */
6864         meta->msize_max_value = reg->umax_value;
6865
6866         /* The register is SCALAR_VALUE; the access check
6867          * happens using its boundaries.
6868          */
6869         if (!tnum_is_const(reg->var_off))
6870                 /* For unprivileged variable accesses, disable raw
6871                  * mode so that the program is required to
6872                  * initialize all the memory that the helper could
6873                  * just partially fill up.
6874                  */
6875                 meta = NULL;
6876
6877         if (reg->smin_value < 0) {
6878                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned or 'var &= const'\n",
6879                         regno);
6880                 return -EACCES;
6881         }
6882
6883         if (reg->umin_value == 0) {
6884                 err = check_helper_mem_access(env, regno - 1, 0,
6885                                               zero_size_allowed,
6886                                               meta);
6887                 if (err)
6888                         return err;
6889         }
6890
6891         if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_SIZ) {
6892                 verbose(env, "R%d unbounded memory access, use 'var &= const' or 'if (var < const)'\n",
6893                         regno);
6894                 return -EACCES;
6895         }
6896         err = check_helper_mem_access(env, regno - 1,
6897                                       reg->umax_value,
6898                                       zero_size_allowed, meta);
6899         if (!err)
6900                 err = mark_chain_precision(env, regno);
6901         return err;
6902 }
6903
6904 int check_mem_reg(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
6905                    u32 regno, u32 mem_size)
6906 {
6907         bool may_be_null = type_may_be_null(reg->type);
6908         struct bpf_reg_state saved_reg;
6909         struct bpf_call_arg_meta meta;
6910         int err;
6911
6912         if (register_is_null(reg))
6913                 return 0;
6914
6915         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
6916         /* Assuming that the register contains a value check if the memory
6917          * access is safe. Temporarily save and restore the register's state as
6918          * the conversion shouldn't be visible to a caller.
6919          */
6920         if (may_be_null) {
6921                 saved_reg = *reg;
6922                 mark_ptr_not_null_reg(reg);
6923         }
6924
6925         err = check_helper_mem_access(env, regno, mem_size, true, &meta);
6926         /* Check access for BPF_WRITE */
6927         meta.raw_mode = true;
6928         err = err ?: check_helper_mem_access(env, regno, mem_size, true, &meta);
6929
6930         if (may_be_null)
6931                 *reg = saved_reg;
6932
6933         return err;
6934 }
6935
6936 static int check_kfunc_mem_size_reg(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
6937                                     u32 regno)
6938 {
6939         struct bpf_reg_state *mem_reg = &cur_regs(env)[regno - 1];
6940         bool may_be_null = type_may_be_null(mem_reg->type);
6941         struct bpf_reg_state saved_reg;
6942         struct bpf_call_arg_meta meta;
6943         int err;
6944
6945         WARN_ON_ONCE(regno < BPF_REG_2 || regno > BPF_REG_5);
6946
6947         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
6948
6949         if (may_be_null) {
6950                 saved_reg = *mem_reg;
6951                 mark_ptr_not_null_reg(mem_reg);
6952         }
6953
6954         err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, &meta);
6955         /* Check access for BPF_WRITE */
6956         meta.raw_mode = true;
6957         err = err ?: check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, &meta);
6958
6959         if (may_be_null)
6960                 *mem_reg = saved_reg;
6961         return err;
6962 }
6963
6964 /* Implementation details:
6965  * bpf_map_lookup returns PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL.
6966  * bpf_obj_new returns PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | PTR_MAYBE_NULL.
6967  * Two bpf_map_lookups (even with the same key) will have different reg->id.
6968  * Two separate bpf_obj_new will also have different reg->id.
6969  * For traditional PTR_TO_MAP_VALUE or PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC, the verifier
6970  * clears reg->id after value_or_null->value transition, since the verifier only
6971  * cares about the range of access to valid map value pointer and doesn't care
6972  * about actual address of the map element.
6973  * For maps with 'struct bpf_spin_lock' inside map value the verifier keeps
6974  * reg->id > 0 after value_or_null->value transition. By doing so
6975  * two bpf_map_lookups will be considered two different pointers that
6976  * point to different bpf_spin_locks. Likewise for pointers to allocated objects
6977  * returned from bpf_obj_new.
6978  * The verifier allows taking only one bpf_spin_lock at a time to avoid
6979  * dead-locks.
6980  * Since only one bpf_spin_lock is allowed the checks are simpler than
6981  * reg_is_refcounted() logic. The verifier needs to remember only
6982  * one spin_lock instead of array of acquired_refs.
6983  * cur_state->active_lock remembers which map value element or allocated
6984  * object got locked and clears it after bpf_spin_unlock.
6985  */
6986 static int process_spin_lock(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
6987                              bool is_lock)
6988 {
6989         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
6990         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
6991         bool is_const = tnum_is_const(reg->var_off);
6992         u64 val = reg->var_off.value;
6993         struct bpf_map *map = NULL;
6994         struct btf *btf = NULL;
6995         struct btf_record *rec;
6996
6997         if (!is_const) {
6998                 verbose(env,
6999                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_spin_lock has to be at the constant offset\n",
7000                         regno);
7001                 return -EINVAL;
7002         }
7003         if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
7004                 map = reg->map_ptr;
7005                 if (!map->btf) {
7006                         verbose(env,
7007                                 "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_spin_lock\n",
7008                                 map->name);
7009                         return -EINVAL;
7010                 }
7011         } else {
7012                 btf = reg->btf;
7013         }
7014
7015         rec = reg_btf_record(reg);
7016         if (!btf_record_has_field(rec, BPF_SPIN_LOCK)) {
7017                 verbose(env, "%s '%s' has no valid bpf_spin_lock\n", map ? "map" : "local",
7018                         map ? map->name : "kptr");
7019                 return -EINVAL;
7020         }
7021         if (rec->spin_lock_off != val + reg->off) {
7022                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_spin_lock' that is at %d\n",
7023                         val + reg->off, rec->spin_lock_off);
7024                 return -EINVAL;
7025         }
7026         if (is_lock) {
7027                 if (cur->active_lock.ptr) {
7028                         verbose(env,
7029                                 "Locking two bpf_spin_locks are not allowed\n");
7030                         return -EINVAL;
7031                 }
7032                 if (map)
7033                         cur->active_lock.ptr = map;
7034                 else
7035                         cur->active_lock.ptr = btf;
7036                 cur->active_lock.id = reg->id;
7037         } else {
7038                 void *ptr;
7039
7040                 if (map)
7041                         ptr = map;
7042                 else
7043                         ptr = btf;
7044
7045                 if (!cur->active_lock.ptr) {
7046                         verbose(env, "bpf_spin_unlock without taking a lock\n");
7047                         return -EINVAL;
7048                 }
7049                 if (cur->active_lock.ptr != ptr ||
7050                     cur->active_lock.id != reg->id) {
7051                         verbose(env, "bpf_spin_unlock of different lock\n");
7052                         return -EINVAL;
7053                 }
7054
7055                 invalidate_non_owning_refs(env);
7056
7057                 cur->active_lock.ptr = NULL;
7058                 cur->active_lock.id = 0;
7059         }
7060         return 0;
7061 }
7062
7063 static int process_timer_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
7064                               struct bpf_call_arg_meta *meta)
7065 {
7066         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7067         bool is_const = tnum_is_const(reg->var_off);
7068         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
7069         u64 val = reg->var_off.value;
7070
7071         if (!is_const) {
7072                 verbose(env,
7073                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_timer has to be at the constant offset\n",
7074                         regno);
7075                 return -EINVAL;
7076         }
7077         if (!map->btf) {
7078                 verbose(env, "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_timer\n",
7079                         map->name);
7080                 return -EINVAL;
7081         }
7082         if (!btf_record_has_field(map->record, BPF_TIMER)) {
7083                 verbose(env, "map '%s' has no valid bpf_timer\n", map->name);
7084                 return -EINVAL;
7085         }
7086         if (map->record->timer_off != val + reg->off) {
7087                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_timer' that is at %d\n",
7088                         val + reg->off, map->record->timer_off);
7089                 return -EINVAL;
7090         }
7091         if (meta->map_ptr) {
7092                 verbose(env, "verifier bug. Two map pointers in a timer helper\n");
7093                 return -EFAULT;
7094         }
7095         meta->map_uid = reg->map_uid;
7096         meta->map_ptr = map;
7097         return 0;
7098 }
7099
7100 static int process_kptr_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
7101                              struct bpf_call_arg_meta *meta)
7102 {
7103         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7104         struct bpf_map *map_ptr = reg->map_ptr;
7105         struct btf_field *kptr_field;
7106         u32 kptr_off;
7107
7108         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
7109                 verbose(env,
7110                         "R%d doesn't have constant offset. kptr has to be at the constant offset\n",
7111                         regno);
7112                 return -EINVAL;
7113         }
7114         if (!map_ptr->btf) {
7115                 verbose(env, "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_kptr_xchg\n",
7116                         map_ptr->name);
7117                 return -EINVAL;
7118         }
7119         if (!btf_record_has_field(map_ptr->record, BPF_KPTR)) {
7120                 verbose(env, "map '%s' has no valid kptr\n", map_ptr->name);
7121                 return -EINVAL;
7122         }
7123
7124         meta->map_ptr = map_ptr;
7125         kptr_off = reg->off + reg->var_off.value;
7126         kptr_field = btf_record_find(map_ptr->record, kptr_off, BPF_KPTR);
7127         if (!kptr_field) {
7128                 verbose(env, "off=%d doesn't point to kptr\n", kptr_off);
7129                 return -EACCES;
7130         }
7131         if (kptr_field->type != BPF_KPTR_REF) {
7132                 verbose(env, "off=%d kptr isn't referenced kptr\n", kptr_off);
7133                 return -EACCES;
7134         }
7135         meta->kptr_field = kptr_field;
7136         return 0;
7137 }
7138
7139 /* There are two register types representing a bpf_dynptr, one is PTR_TO_STACK
7140  * which points to a stack slot, and the other is CONST_PTR_TO_DYNPTR.
7141  *
7142  * In both cases we deal with the first 8 bytes, but need to mark the next 8
7143  * bytes as STACK_DYNPTR in case of PTR_TO_STACK. In case of
7144  * CONST_PTR_TO_DYNPTR, we are guaranteed to get the beginning of the object.
7145  *
7146  * Mutability of bpf_dynptr is at two levels, one is at the level of struct
7147  * bpf_dynptr itself, i.e. whether the helper is receiving a pointer to struct
7148  * bpf_dynptr or pointer to const struct bpf_dynptr. In the former case, it can
7149  * mutate the view of the dynptr and also possibly destroy it. In the latter
7150  * case, it cannot mutate the bpf_dynptr itself but it can still mutate the
7151  * memory that dynptr points to.
7152  *
7153  * The verifier will keep track both levels of mutation (bpf_dynptr's in
7154  * reg->type and the memory's in reg->dynptr.type), but there is no support for
7155  * readonly dynptr view yet, hence only the first case is tracked and checked.
7156  *
7157  * This is consistent with how C applies the const modifier to a struct object,
7158  * where the pointer itself inside bpf_dynptr becomes const but not what it
7159  * points to.
7160  *
7161  * Helpers which do not mutate the bpf_dynptr set MEM_RDONLY in their argument
7162  * type, and declare it as 'const struct bpf_dynptr *' in their prototype.
7163  */
7164 static int process_dynptr_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno, int insn_idx,
7165                                enum bpf_arg_type arg_type, int clone_ref_obj_id)
7166 {
7167         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7168         int err;
7169
7170         /* MEM_UNINIT and MEM_RDONLY are exclusive, when applied to an
7171          * ARG_PTR_TO_DYNPTR (or ARG_PTR_TO_DYNPTR | DYNPTR_TYPE_*):
7172          */
7173         if ((arg_type & (MEM_UNINIT | MEM_RDONLY)) == (MEM_UNINIT | MEM_RDONLY)) {
7174                 verbose(env, "verifier internal error: misconfigured dynptr helper type flags\n");
7175                 return -EFAULT;
7176         }
7177
7178         /*  MEM_UNINIT - Points to memory that is an appropriate candidate for
7179          *               constructing a mutable bpf_dynptr object.
7180          *
7181          *               Currently, this is only possible with PTR_TO_STACK
7182          *               pointing to a region of at least 16 bytes which doesn't
7183          *               contain an existing bpf_dynptr.
7184          *
7185          *  MEM_RDONLY - Points to a initialized bpf_dynptr that will not be
7186          *               mutated or destroyed. However, the memory it points to
7187          *               may be mutated.
7188          *
7189          *  None       - Points to a initialized dynptr that can be mutated and
7190          *               destroyed, including mutation of the memory it points
7191          *               to.
7192          */
7193         if (arg_type & MEM_UNINIT) {
7194                 int i;
7195
7196                 if (!is_dynptr_reg_valid_uninit(env, reg)) {
7197                         verbose(env, "Dynptr has to be an uninitialized dynptr\n");
7198                         return -EINVAL;
7199                 }
7200
7201                 /* we write BPF_DW bits (8 bytes) at a time */
7202                 for (i = 0; i < BPF_DYNPTR_SIZE; i += 8) {
7203                         err = check_mem_access(env, insn_idx, regno,
7204                                                i, BPF_DW, BPF_WRITE, -1, false);
7205                         if (err)
7206                                 return err;
7207                 }
7208
7209                 err = mark_stack_slots_dynptr(env, reg, arg_type, insn_idx, clone_ref_obj_id);
7210         } else /* MEM_RDONLY and None case from above */ {
7211                 /* For the reg->type == PTR_TO_STACK case, bpf_dynptr is never const */
7212                 if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR && !(arg_type & MEM_RDONLY)) {
7213                         verbose(env, "cannot pass pointer to const bpf_dynptr, the helper mutates it\n");
7214                         return -EINVAL;
7215                 }
7216
7217                 if (!is_dynptr_reg_valid_init(env, reg)) {
7218                         verbose(env,
7219                                 "Expected an initialized dynptr as arg #%d\n",
7220                                 regno);
7221                         return -EINVAL;
7222                 }
7223
7224                 /* Fold modifiers (in this case, MEM_RDONLY) when checking expected type */
7225                 if (!is_dynptr_type_expected(env, reg, arg_type & ~MEM_RDONLY)) {
7226                         verbose(env,
7227                                 "Expected a dynptr of type %s as arg #%d\n",
7228                                 dynptr_type_str(arg_to_dynptr_type(arg_type)), regno);
7229                         return -EINVAL;
7230                 }
7231
7232                 err = mark_dynptr_read(env, reg);
7233         }
7234         return err;
7235 }
7236
7237 static u32 iter_ref_obj_id(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg, int spi)
7238 {
7239         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
7240
7241         return state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id;
7242 }
7243
7244 static bool is_iter_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7245 {
7246         return meta->kfunc_flags & (KF_ITER_NEW | KF_ITER_NEXT | KF_ITER_DESTROY);
7247 }
7248
7249 static bool is_iter_new_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7250 {
7251         return meta->kfunc_flags & KF_ITER_NEW;
7252 }
7253
7254 static bool is_iter_next_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7255 {
7256         return meta->kfunc_flags & KF_ITER_NEXT;
7257 }
7258
7259 static bool is_iter_destroy_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7260 {
7261         return meta->kfunc_flags & KF_ITER_DESTROY;
7262 }
7263
7264 static bool is_kfunc_arg_iter(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta, int arg)
7265 {
7266         /* btf_check_iter_kfuncs() guarantees that first argument of any iter
7267          * kfunc is iter state pointer
7268          */
7269         return arg == 0 && is_iter_kfunc(meta);
7270 }
7271
7272 static int process_iter_arg(struct bpf_verifier_env *env, int regno, int insn_idx,
7273                             struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7274 {
7275         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7276         const struct btf_type *t;
7277         const struct btf_param *arg;
7278         int spi, err, i, nr_slots;
7279         u32 btf_id;
7280
7281         /* btf_check_iter_kfuncs() ensures we don't need to validate anything here */
7282         arg = &btf_params(meta->func_proto)[0];
7283         t = btf_type_skip_modifiers(meta->btf, arg->type, NULL);        /* PTR */
7284         t = btf_type_skip_modifiers(meta->btf, t->type, &btf_id);       /* STRUCT */
7285         nr_slots = t->size / BPF_REG_SIZE;
7286
7287         if (is_iter_new_kfunc(meta)) {
7288                 /* bpf_iter_<type>_new() expects pointer to uninit iter state */
7289                 if (!is_iter_reg_valid_uninit(env, reg, nr_slots)) {
7290                         verbose(env, "expected uninitialized iter_%s as arg #%d\n",
7291                                 iter_type_str(meta->btf, btf_id), regno);
7292                         return -EINVAL;
7293                 }
7294
7295                 for (i = 0; i < nr_slots * 8; i += BPF_REG_SIZE) {
7296                         err = check_mem_access(env, insn_idx, regno,
7297                                                i, BPF_DW, BPF_WRITE, -1, false);
7298                         if (err)
7299                                 return err;
7300                 }
7301
7302                 err = mark_stack_slots_iter(env, reg, insn_idx, meta->btf, btf_id, nr_slots);
7303                 if (err)
7304                         return err;
7305         } else {
7306                 /* iter_next() or iter_destroy() expect initialized iter state*/
7307                 if (!is_iter_reg_valid_init(env, reg, meta->btf, btf_id, nr_slots)) {
7308                         verbose(env, "expected an initialized iter_%s as arg #%d\n",
7309                                 iter_type_str(meta->btf, btf_id), regno);
7310                         return -EINVAL;
7311                 }
7312
7313                 spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
7314                 if (spi < 0)
7315                         return spi;
7316
7317                 err = mark_iter_read(env, reg, spi, nr_slots);
7318                 if (err)
7319                         return err;
7320
7321                 /* remember meta->iter info for process_iter_next_call() */
7322                 meta->iter.spi = spi;
7323                 meta->iter.frameno = reg->frameno;
7324                 meta->ref_obj_id = iter_ref_obj_id(env, reg, spi);
7325
7326                 if (is_iter_destroy_kfunc(meta)) {
7327                         err = unmark_stack_slots_iter(env, reg, nr_slots);
7328                         if (err)
7329                                 return err;
7330                 }
7331         }
7332
7333         return 0;
7334 }
7335
7336 /* process_iter_next_call() is called when verifier gets to iterator's next
7337  * "method" (e.g., bpf_iter_num_next() for numbers iterator) call. We'll refer
7338  * to it as just "iter_next()" in comments below.
7339  *
7340  * BPF verifier relies on a crucial contract for any iter_next()
7341  * implementation: it should *eventually* return NULL, and once that happens
7342  * it should keep returning NULL. That is, once iterator exhausts elements to
7343  * iterate, it should never reset or spuriously return new elements.
7344  *
7345  * With the assumption of such contract, process_iter_next_call() simulates
7346  * a fork in the verifier state to validate loop logic correctness and safety
7347  * without having to simulate infinite amount of iterations.
7348  *
7349  * In current state, we first assume that iter_next() returned NULL and
7350  * iterator state is set to DRAINED (BPF_ITER_STATE_DRAINED). In such
7351  * conditions we should not form an infinite loop and should eventually reach
7352  * exit.
7353  *
7354  * Besides that, we also fork current state and enqueue it for later
7355  * verification. In a forked state we keep iterator state as ACTIVE
7356  * (BPF_ITER_STATE_ACTIVE) and assume non-NULL return from iter_next(). We
7357  * also bump iteration depth to prevent erroneous infinite loop detection
7358  * later on (see iter_active_depths_differ() comment for details). In this
7359  * state we assume that we'll eventually loop back to another iter_next()
7360  * calls (it could be in exactly same location or in some other instruction,
7361  * it doesn't matter, we don't make any unnecessary assumptions about this,
7362  * everything revolves around iterator state in a stack slot, not which
7363  * instruction is calling iter_next()). When that happens, we either will come
7364  * to iter_next() with equivalent state and can conclude that next iteration
7365  * will proceed in exactly the same way as we just verified, so it's safe to
7366  * assume that loop converges. If not, we'll go on another iteration
7367  * simulation with a different input state, until all possible starting states
7368  * are validated or we reach maximum number of instructions limit.
7369  *
7370  * This way, we will either exhaustively discover all possible input states
7371  * that iterator loop can start with and eventually will converge, or we'll
7372  * effectively regress into bounded loop simulation logic and either reach
7373  * maximum number of instructions if loop is not provably convergent, or there
7374  * is some statically known limit on number of iterations (e.g., if there is
7375  * an explicit `if n > 100 then break;` statement somewhere in the loop).
7376  *
7377  * One very subtle but very important aspect is that we *always* simulate NULL
7378  * condition first (as the current state) before we simulate non-NULL case.
7379  * This has to do with intricacies of scalar precision tracking. By simulating
7380  * "exit condition" of iter_next() returning NULL first, we make sure all the
7381  * relevant precision marks *that will be set **after** we exit iterator loop*
7382  * are propagated backwards to common parent state of NULL and non-NULL
7383  * branches. Thanks to that, state equivalence checks done later in forked
7384  * state, when reaching iter_next() for ACTIVE iterator, can assume that
7385  * precision marks are finalized and won't change. Because simulating another
7386  * ACTIVE iterator iteration won't change them (because given same input
7387  * states we'll end up with exactly same output states which we are currently
7388  * comparing; and verification after the loop already propagated back what
7389  * needs to be **additionally** tracked as precise). It's subtle, grok
7390  * precision tracking for more intuitive understanding.
7391  */
7392 static int process_iter_next_call(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx,
7393                                   struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7394 {
7395         struct bpf_verifier_state *cur_st = env->cur_state, *queued_st;
7396         struct bpf_func_state *cur_fr = cur_st->frame[cur_st->curframe], *queued_fr;
7397         struct bpf_reg_state *cur_iter, *queued_iter;
7398         int iter_frameno = meta->iter.frameno;
7399         int iter_spi = meta->iter.spi;
7400
7401         BTF_TYPE_EMIT(struct bpf_iter);
7402
7403         cur_iter = &env->cur_state->frame[iter_frameno]->stack[iter_spi].spilled_ptr;
7404
7405         if (cur_iter->iter.state != BPF_ITER_STATE_ACTIVE &&
7406             cur_iter->iter.state != BPF_ITER_STATE_DRAINED) {
7407                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected iterator state %d (%s)\n",
7408                         cur_iter->iter.state, iter_state_str(cur_iter->iter.state));
7409                 return -EFAULT;
7410         }
7411
7412         if (cur_iter->iter.state == BPF_ITER_STATE_ACTIVE) {
7413                 /* branch out active iter state */
7414                 queued_st = push_stack(env, insn_idx + 1, insn_idx, false);
7415                 if (!queued_st)
7416                         return -ENOMEM;
7417
7418                 queued_iter = &queued_st->frame[iter_frameno]->stack[iter_spi].spilled_ptr;
7419                 queued_iter->iter.state = BPF_ITER_STATE_ACTIVE;
7420                 queued_iter->iter.depth++;
7421
7422                 queued_fr = queued_st->frame[queued_st->curframe];
7423                 mark_ptr_not_null_reg(&queued_fr->regs[BPF_REG_0]);
7424         }
7425
7426         /* switch to DRAINED state, but keep the depth unchanged */
7427         /* mark current iter state as drained and assume returned NULL */
7428         cur_iter->iter.state = BPF_ITER_STATE_DRAINED;
7429         __mark_reg_const_zero(&cur_fr->regs[BPF_REG_0]);
7430
7431         return 0;
7432 }
7433
7434 static bool arg_type_is_mem_size(enum bpf_arg_type type)
7435 {
7436         return type == ARG_CONST_SIZE ||
7437                type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO;
7438 }
7439
7440 static bool arg_type_is_release(enum bpf_arg_type type)
7441 {
7442         return type & OBJ_RELEASE;
7443 }
7444
7445 static bool arg_type_is_dynptr(enum bpf_arg_type type)
7446 {
7447         return base_type(type) == ARG_PTR_TO_DYNPTR;
7448 }
7449
7450 static int int_ptr_type_to_size(enum bpf_arg_type type)
7451 {
7452         if (type == ARG_PTR_TO_INT)
7453                 return sizeof(u32);
7454         else if (type == ARG_PTR_TO_LONG)
7455                 return sizeof(u64);
7456
7457         return -EINVAL;
7458 }
7459
7460 static int resolve_map_arg_type(struct bpf_verifier_env *env,
7461                                  const struct bpf_call_arg_meta *meta,
7462                                  enum bpf_arg_type *arg_type)
7463 {
7464         if (!meta->map_ptr) {
7465                 /* kernel subsystem misconfigured verifier */
7466                 verbose(env, "invalid map_ptr to access map->type\n");
7467                 return -EACCES;
7468         }
7469
7470         switch (meta->map_ptr->map_type) {
7471         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
7472         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
7473                 if (*arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
7474                         *arg_type = ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON;
7475                 } else {
7476                         verbose(env, "invalid arg_type for sockmap/sockhash\n");
7477                         return -EINVAL;
7478                 }
7479                 break;
7480         case BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER:
7481                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_map_peek_elem)
7482                         *arg_type = ARG_PTR_TO_MAP_VALUE;
7483                 break;
7484         default:
7485                 break;
7486         }
7487         return 0;
7488 }
7489
7490 struct bpf_reg_types {
7491         const enum bpf_reg_type types[10];
7492         u32 *btf_id;
7493 };
7494
7495 static const struct bpf_reg_types sock_types = {
7496         .types = {
7497                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
7498                 PTR_TO_SOCKET,
7499                 PTR_TO_TCP_SOCK,
7500                 PTR_TO_XDP_SOCK,
7501         },
7502 };
7503
7504 #ifdef CONFIG_NET
7505 static const struct bpf_reg_types btf_id_sock_common_types = {
7506         .types = {
7507                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
7508                 PTR_TO_SOCKET,
7509                 PTR_TO_TCP_SOCK,
7510                 PTR_TO_XDP_SOCK,
7511                 PTR_TO_BTF_ID,
7512                 PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED,
7513         },
7514         .btf_id = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK_COMMON],
7515 };
7516 #endif
7517
7518 static const struct bpf_reg_types mem_types = {
7519         .types = {
7520                 PTR_TO_STACK,
7521                 PTR_TO_PACKET,
7522                 PTR_TO_PACKET_META,
7523                 PTR_TO_MAP_KEY,
7524                 PTR_TO_MAP_VALUE,
7525                 PTR_TO_MEM,
7526                 PTR_TO_MEM | MEM_RINGBUF,
7527                 PTR_TO_BUF,
7528                 PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED,
7529         },
7530 };
7531
7532 static const struct bpf_reg_types int_ptr_types = {
7533         .types = {
7534                 PTR_TO_STACK,
7535                 PTR_TO_PACKET,
7536                 PTR_TO_PACKET_META,
7537                 PTR_TO_MAP_KEY,
7538                 PTR_TO_MAP_VALUE,
7539         },
7540 };
7541
7542 static const struct bpf_reg_types spin_lock_types = {
7543         .types = {
7544                 PTR_TO_MAP_VALUE,
7545                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC,
7546         }
7547 };
7548
7549 static const struct bpf_reg_types fullsock_types = { .types = { PTR_TO_SOCKET } };
7550 static const struct bpf_reg_types scalar_types = { .types = { SCALAR_VALUE } };
7551 static const struct bpf_reg_types context_types = { .types = { PTR_TO_CTX } };
7552 static const struct bpf_reg_types ringbuf_mem_types = { .types = { PTR_TO_MEM | MEM_RINGBUF } };
7553 static const struct bpf_reg_types const_map_ptr_types = { .types = { CONST_PTR_TO_MAP } };
7554 static const struct bpf_reg_types btf_ptr_types = {
7555         .types = {
7556                 PTR_TO_BTF_ID,
7557                 PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED,
7558                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_RCU,
7559         },
7560 };
7561 static const struct bpf_reg_types percpu_btf_ptr_types = {
7562         .types = {
7563                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU,
7564                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU | PTR_TRUSTED,
7565         }
7566 };
7567 static const struct bpf_reg_types func_ptr_types = { .types = { PTR_TO_FUNC } };
7568 static const struct bpf_reg_types stack_ptr_types = { .types = { PTR_TO_STACK } };
7569 static const struct bpf_reg_types const_str_ptr_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
7570 static const struct bpf_reg_types timer_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
7571 static const struct bpf_reg_types kptr_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
7572 static const struct bpf_reg_types dynptr_types = {
7573         .types = {
7574                 PTR_TO_STACK,
7575                 CONST_PTR_TO_DYNPTR,
7576         }
7577 };
7578
7579 static const struct bpf_reg_types *compatible_reg_types[__BPF_ARG_TYPE_MAX] = {
7580         [ARG_PTR_TO_MAP_KEY]            = &mem_types,
7581         [ARG_PTR_TO_MAP_VALUE]          = &mem_types,
7582         [ARG_CONST_SIZE]                = &scalar_types,
7583         [ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO]        = &scalar_types,
7584         [ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO]  = &scalar_types,
7585         [ARG_CONST_MAP_PTR]             = &const_map_ptr_types,
7586         [ARG_PTR_TO_CTX]                = &context_types,
7587         [ARG_PTR_TO_SOCK_COMMON]        = &sock_types,
7588 #ifdef CONFIG_NET
7589         [ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON] = &btf_id_sock_common_types,
7590 #endif
7591         [ARG_PTR_TO_SOCKET]             = &fullsock_types,
7592         [ARG_PTR_TO_BTF_ID]             = &btf_ptr_types,
7593         [ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK]          = &spin_lock_types,
7594         [ARG_PTR_TO_MEM]                = &mem_types,
7595         [ARG_PTR_TO_RINGBUF_MEM]        = &ringbuf_mem_types,
7596         [ARG_PTR_TO_INT]                = &int_ptr_types,
7597         [ARG_PTR_TO_LONG]               = &int_ptr_types,
7598         [ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID]      = &percpu_btf_ptr_types,
7599         [ARG_PTR_TO_FUNC]               = &func_ptr_types,
7600         [ARG_PTR_TO_STACK]              = &stack_ptr_types,
7601         [ARG_PTR_TO_CONST_STR]          = &const_str_ptr_types,
7602         [ARG_PTR_TO_TIMER]              = &timer_types,
7603         [ARG_PTR_TO_KPTR]               = &kptr_types,
7604         [ARG_PTR_TO_DYNPTR]             = &dynptr_types,
7605 };
7606
7607 static int check_reg_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
7608                           enum bpf_arg_type arg_type,
7609                           const u32 *arg_btf_id,
7610                           struct bpf_call_arg_meta *meta)
7611 {
7612         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7613         enum bpf_reg_type expected, type = reg->type;
7614         const struct bpf_reg_types *compatible;
7615         int i, j;
7616
7617         compatible = compatible_reg_types[base_type(arg_type)];
7618         if (!compatible) {
7619                 verbose(env, "verifier internal error: unsupported arg type %d\n", arg_type);
7620                 return -EFAULT;
7621         }
7622
7623         /* ARG_PTR_TO_MEM + RDONLY is compatible with PTR_TO_MEM and PTR_TO_MEM + RDONLY,
7624          * but ARG_PTR_TO_MEM is compatible only with PTR_TO_MEM and NOT with PTR_TO_MEM + RDONLY
7625          *
7626          * Same for MAYBE_NULL:
7627          *
7628          * ARG_PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL is compatible with PTR_TO_MEM and PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL,
7629          * but ARG_PTR_TO_MEM is compatible only with PTR_TO_MEM but NOT with PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL
7630          *
7631          * ARG_PTR_TO_MEM is compatible with PTR_TO_MEM that is tagged with a dynptr type.
7632          *
7633          * Therefore we fold these flags depending on the arg_type before comparison.
7634          */
7635         if (arg_type & MEM_RDONLY)
7636                 type &= ~MEM_RDONLY;
7637         if (arg_type & PTR_MAYBE_NULL)
7638                 type &= ~PTR_MAYBE_NULL;
7639         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_MEM)
7640                 type &= ~DYNPTR_TYPE_FLAG_MASK;
7641
7642         if (meta->func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg && type_is_alloc(type))
7643                 type &= ~MEM_ALLOC;
7644
7645         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(compatible->types); i++) {
7646                 expected = compatible->types[i];
7647                 if (expected == NOT_INIT)
7648                         break;
7649
7650                 if (type == expected)
7651                         goto found;
7652         }
7653
7654         verbose(env, "R%d type=%s expected=", regno, reg_type_str(env, reg->type));
7655         for (j = 0; j + 1 < i; j++)
7656                 verbose(env, "%s, ", reg_type_str(env, compatible->types[j]));
7657         verbose(env, "%s\n", reg_type_str(env, compatible->types[j]));
7658         return -EACCES;
7659
7660 found:
7661         if (base_type(reg->type) != PTR_TO_BTF_ID)
7662                 return 0;
7663
7664         if (compatible == &mem_types) {
7665                 if (!(arg_type & MEM_RDONLY)) {
7666                         verbose(env,
7667                                 "%s() may write into memory pointed by R%d type=%s\n",
7668                                 func_id_name(meta->func_id),
7669                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
7670                         return -EACCES;
7671                 }
7672                 return 0;
7673         }
7674
7675         switch ((int)reg->type) {
7676         case PTR_TO_BTF_ID:
7677         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED:
7678         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_RCU:
7679         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_MAYBE_NULL:
7680         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_MAYBE_NULL | MEM_RCU:
7681         {
7682                 /* For bpf_sk_release, it needs to match against first member
7683                  * 'struct sock_common', hence make an exception for it. This
7684                  * allows bpf_sk_release to work for multiple socket types.
7685                  */
7686                 bool strict_type_match = arg_type_is_release(arg_type) &&
7687                                          meta->func_id != BPF_FUNC_sk_release;
7688
7689                 if (type_may_be_null(reg->type) &&
7690                     (!type_may_be_null(arg_type) || arg_type_is_release(arg_type))) {
7691                         verbose(env, "Possibly NULL pointer passed to helper arg%d\n", regno);
7692                         return -EACCES;
7693                 }
7694
7695                 if (!arg_btf_id) {
7696                         if (!compatible->btf_id) {
7697                                 verbose(env, "verifier internal error: missing arg compatible BTF ID\n");
7698                                 return -EFAULT;
7699                         }
7700                         arg_btf_id = compatible->btf_id;
7701                 }
7702
7703                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg) {
7704                         if (map_kptr_match_type(env, meta->kptr_field, reg, regno))
7705                                 return -EACCES;
7706                 } else {
7707                         if (arg_btf_id == BPF_PTR_POISON) {
7708                                 verbose(env, "verifier internal error:");
7709                                 verbose(env, "R%d has non-overwritten BPF_PTR_POISON type\n",
7710                                         regno);
7711                                 return -EACCES;
7712                         }
7713
7714                         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, reg->off,
7715                                                   btf_vmlinux, *arg_btf_id,
7716                                                   strict_type_match)) {
7717                                 verbose(env, "R%d is of type %s but %s is expected\n",
7718                                         regno, btf_type_name(reg->btf, reg->btf_id),
7719                                         btf_type_name(btf_vmlinux, *arg_btf_id));
7720                                 return -EACCES;
7721                         }
7722                 }
7723                 break;
7724         }
7725         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC:
7726                 if (meta->func_id != BPF_FUNC_spin_lock && meta->func_id != BPF_FUNC_spin_unlock &&
7727                     meta->func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg) {
7728                         verbose(env, "verifier internal error: unimplemented handling of MEM_ALLOC\n");
7729                         return -EFAULT;
7730                 }
7731                 /* Handled by helper specific checks */
7732                 break;
7733         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU:
7734         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU | PTR_TRUSTED:
7735                 /* Handled by helper specific checks */
7736                 break;
7737         default:
7738                 verbose(env, "verifier internal error: invalid PTR_TO_BTF_ID register for type match\n");
7739                 return -EFAULT;
7740         }
7741         return 0;
7742 }
7743
7744 static struct btf_field *
7745 reg_find_field_offset(const struct bpf_reg_state *reg, s32 off, u32 fields)
7746 {
7747         struct btf_field *field;
7748         struct btf_record *rec;
7749
7750         rec = reg_btf_record(reg);
7751         if (!rec)
7752                 return NULL;
7753
7754         field = btf_record_find(rec, off, fields);
7755         if (!field)
7756                 return NULL;
7757
7758         return field;
7759 }
7760
7761 int check_func_arg_reg_off(struct bpf_verifier_env *env,
7762                            const struct bpf_reg_state *reg, int regno,
7763                            enum bpf_arg_type arg_type)
7764 {
7765         u32 type = reg->type;
7766
7767         /* When referenced register is passed to release function, its fixed
7768          * offset must be 0.
7769          *
7770          * We will check arg_type_is_release reg has ref_obj_id when storing
7771          * meta->release_regno.
7772          */
7773         if (arg_type_is_release(arg_type)) {
7774                 /* ARG_PTR_TO_DYNPTR with OBJ_RELEASE is a bit special, as it
7775                  * may not directly point to the object being released, but to
7776                  * dynptr pointing to such object, which might be at some offset
7777                  * on the stack. In that case, we simply to fallback to the
7778                  * default handling.
7779                  */
7780                 if (arg_type_is_dynptr(arg_type) && type == PTR_TO_STACK)
7781                         return 0;
7782
7783                 if ((type_is_ptr_alloc_obj(type) || type_is_non_owning_ref(type)) && reg->off) {
7784                         if (reg_find_field_offset(reg, reg->off, BPF_GRAPH_NODE_OR_ROOT))
7785                                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, true);
7786
7787                         verbose(env, "R%d must have zero offset when passed to release func\n",
7788                                 regno);
7789                         verbose(env, "No graph node or root found at R%d type:%s off:%d\n", regno,
7790                                 btf_type_name(reg->btf, reg->btf_id), reg->off);
7791                         return -EINVAL;
7792                 }
7793
7794                 /* Doing check_ptr_off_reg check for the offset will catch this
7795                  * because fixed_off_ok is false, but checking here allows us
7796                  * to give the user a better error message.
7797                  */
7798                 if (reg->off) {
7799                         verbose(env, "R%d must have zero offset when passed to release func or trusted arg to kfunc\n",
7800                                 regno);
7801                         return -EINVAL;
7802                 }
7803                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
7804         }
7805
7806         switch (type) {
7807         /* Pointer types where both fixed and variable offset is explicitly allowed: */
7808         case PTR_TO_STACK:
7809         case PTR_TO_PACKET:
7810         case PTR_TO_PACKET_META:
7811         case PTR_TO_MAP_KEY:
7812         case PTR_TO_MAP_VALUE:
7813         case PTR_TO_MEM:
7814         case PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY:
7815         case PTR_TO_MEM | MEM_RINGBUF:
7816         case PTR_TO_BUF:
7817         case PTR_TO_BUF | MEM_RDONLY:
7818         case SCALAR_VALUE:
7819                 return 0;
7820         /* All the rest must be rejected, except PTR_TO_BTF_ID which allows
7821          * fixed offset.
7822          */
7823         case PTR_TO_BTF_ID:
7824         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC:
7825         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED:
7826         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_RCU:
7827         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | NON_OWN_REF:
7828                 /* When referenced PTR_TO_BTF_ID is passed to release function,
7829                  * its fixed offset must be 0. In the other cases, fixed offset
7830                  * can be non-zero. This was already checked above. So pass
7831                  * fixed_off_ok as true to allow fixed offset for all other
7832                  * cases. var_off always must be 0 for PTR_TO_BTF_ID, hence we
7833                  * still need to do checks instead of returning.
7834                  */
7835                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, true);
7836         default:
7837                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
7838         }
7839 }
7840
7841 static struct bpf_reg_state *get_dynptr_arg_reg(struct bpf_verifier_env *env,
7842                                                 const struct bpf_func_proto *fn,
7843                                                 struct bpf_reg_state *regs)
7844 {
7845         struct bpf_reg_state *state = NULL;
7846         int i;
7847
7848         for (i = 0; i < MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS; i++)
7849                 if (arg_type_is_dynptr(fn->arg_type[i])) {
7850                         if (state) {
7851                                 verbose(env, "verifier internal error: multiple dynptr args\n");
7852                                 return NULL;
7853                         }
7854                         state = &regs[BPF_REG_1 + i];
7855                 }
7856
7857         if (!state)
7858                 verbose(env, "verifier internal error: no dynptr arg found\n");
7859
7860         return state;
7861 }
7862
7863 static int dynptr_id(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
7864 {
7865         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
7866         int spi;
7867
7868         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
7869                 return reg->id;
7870         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
7871         if (spi < 0)
7872                 return spi;
7873         return state->stack[spi].spilled_ptr.id;
7874 }
7875
7876 static int dynptr_ref_obj_id(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
7877 {
7878         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
7879         int spi;
7880
7881         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
7882                 return reg->ref_obj_id;
7883         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
7884         if (spi < 0)
7885                 return spi;
7886         return state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id;
7887 }
7888
7889 static enum bpf_dynptr_type dynptr_get_type(struct bpf_verifier_env *env,
7890                                             struct bpf_reg_state *reg)
7891 {
7892         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
7893         int spi;
7894
7895         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
7896                 return reg->dynptr.type;
7897
7898         spi = __get_spi(reg->off);
7899         if (spi < 0) {
7900                 verbose(env, "verifier internal error: invalid spi when querying dynptr type\n");
7901                 return BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID;
7902         }
7903
7904         return state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type;
7905 }
7906
7907 static int check_func_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 arg,
7908                           struct bpf_call_arg_meta *meta,
7909                           const struct bpf_func_proto *fn,
7910                           int insn_idx)
7911 {
7912         u32 regno = BPF_REG_1 + arg;
7913         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7914         enum bpf_arg_type arg_type = fn->arg_type[arg];
7915         enum bpf_reg_type type = reg->type;
7916         u32 *arg_btf_id = NULL;
7917         int err = 0;
7918
7919         if (arg_type == ARG_DONTCARE)
7920                 return 0;
7921
7922         err = check_reg_arg(env, regno, SRC_OP);
7923         if (err)
7924                 return err;
7925
7926         if (arg_type == ARG_ANYTHING) {
7927                 if (is_pointer_value(env, regno)) {
7928                         verbose(env, "R%d leaks addr into helper function\n",
7929                                 regno);
7930                         return -EACCES;
7931                 }
7932                 return 0;
7933         }
7934
7935         if (type_is_pkt_pointer(type) &&
7936             !may_access_direct_pkt_data(env, meta, BPF_READ)) {
7937                 verbose(env, "helper access to the packet is not allowed\n");
7938                 return -EACCES;
7939         }
7940
7941         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
7942                 err = resolve_map_arg_type(env, meta, &arg_type);
7943                 if (err)
7944                         return err;
7945         }
7946
7947         if (register_is_null(reg) && type_may_be_null(arg_type))
7948                 /* A NULL register has a SCALAR_VALUE type, so skip
7949                  * type checking.
7950                  */
7951                 goto skip_type_check;
7952
7953         /* arg_btf_id and arg_size are in a union. */
7954         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_BTF_ID ||
7955             base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK)
7956                 arg_btf_id = fn->arg_btf_id[arg];
7957
7958         err = check_reg_type(env, regno, arg_type, arg_btf_id, meta);
7959         if (err)
7960                 return err;
7961
7962         err = check_func_arg_reg_off(env, reg, regno, arg_type);
7963         if (err)
7964                 return err;
7965
7966 skip_type_check:
7967         if (arg_type_is_release(arg_type)) {
7968                 if (arg_type_is_dynptr(arg_type)) {
7969                         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
7970                         int spi;
7971
7972                         /* Only dynptr created on stack can be released, thus
7973                          * the get_spi and stack state checks for spilled_ptr
7974                          * should only be done before process_dynptr_func for
7975                          * PTR_TO_STACK.
7976                          */
7977                         if (reg->type == PTR_TO_STACK) {
7978                                 spi = dynptr_get_spi(env, reg);
7979                                 if (spi < 0 || !state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id) {
7980                                         verbose(env, "arg %d is an unacquired reference\n", regno);
7981                                         return -EINVAL;
7982                                 }
7983                         } else {
7984                                 verbose(env, "cannot release unowned const bpf_dynptr\n");
7985                                 return -EINVAL;
7986                         }
7987                 } else if (!reg->ref_obj_id && !register_is_null(reg)) {
7988                         verbose(env, "R%d must be referenced when passed to release function\n",
7989                                 regno);
7990                         return -EINVAL;
7991                 }
7992                 if (meta->release_regno) {
7993                         verbose(env, "verifier internal error: more than one release argument\n");
7994                         return -EFAULT;
7995                 }
7996                 meta->release_regno = regno;
7997         }
7998
7999         if (reg->ref_obj_id) {
8000                 if (meta->ref_obj_id) {
8001                         verbose(env, "verifier internal error: more than one arg with ref_obj_id R%d %u %u\n",
8002                                 regno, reg->ref_obj_id,
8003                                 meta->ref_obj_id);
8004                         return -EFAULT;
8005                 }
8006                 meta->ref_obj_id = reg->ref_obj_id;
8007         }
8008
8009         switch (base_type(arg_type)) {
8010         case ARG_CONST_MAP_PTR:
8011                 /* bpf_map_xxx(map_ptr) call: remember that map_ptr */
8012                 if (meta->map_ptr) {
8013                         /* Use map_uid (which is unique id of inner map) to reject:
8014                          * inner_map1 = bpf_map_lookup_elem(outer_map, key1)
8015                          * inner_map2 = bpf_map_lookup_elem(outer_map, key2)
8016                          * if (inner_map1 && inner_map2) {
8017                          *     timer = bpf_map_lookup_elem(inner_map1);
8018                          *     if (timer)
8019                          *         // mismatch would have been allowed
8020                          *         bpf_timer_init(timer, inner_map2);
8021                          * }
8022                          *
8023                          * Comparing map_ptr is enough to distinguish normal and outer maps.
8024                          */
8025                         if (meta->map_ptr != reg->map_ptr ||
8026                             meta->map_uid != reg->map_uid) {
8027                                 verbose(env,
8028                                         "timer pointer in R1 map_uid=%d doesn't match map pointer in R2 map_uid=%d\n",
8029                                         meta->map_uid, reg->map_uid);
8030                                 return -EINVAL;
8031                         }
8032                 }
8033                 meta->map_ptr = reg->map_ptr;
8034                 meta->map_uid = reg->map_uid;
8035                 break;
8036         case ARG_PTR_TO_MAP_KEY:
8037                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., key) call:
8038                  * check that [key, key + map->key_size) are within
8039                  * stack limits and initialized
8040                  */
8041                 if (!meta->map_ptr) {
8042                         /* in function declaration map_ptr must come before
8043                          * map_key, so that it's verified and known before
8044                          * we have to check map_key here. Otherwise it means
8045                          * that kernel subsystem misconfigured verifier
8046                          */
8047                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->key\n");
8048                         return -EACCES;
8049                 }
8050                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
8051                                               meta->map_ptr->key_size, false,
8052                                               NULL);
8053                 break;
8054         case ARG_PTR_TO_MAP_VALUE:
8055                 if (type_may_be_null(arg_type) && register_is_null(reg))
8056                         return 0;
8057
8058                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., value) call:
8059                  * check [value, value + map->value_size) validity
8060                  */
8061                 if (!meta->map_ptr) {
8062                         /* kernel subsystem misconfigured verifier */
8063                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->value\n");
8064                         return -EACCES;
8065                 }
8066                 meta->raw_mode = arg_type & MEM_UNINIT;
8067                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
8068                                               meta->map_ptr->value_size, false,
8069                                               meta);
8070                 break;
8071         case ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID:
8072                 if (!reg->btf_id) {
8073                         verbose(env, "Helper has invalid btf_id in R%d\n", regno);
8074                         return -EACCES;
8075                 }
8076                 meta->ret_btf = reg->btf;
8077                 meta->ret_btf_id = reg->btf_id;
8078                 break;
8079         case ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK:
8080                 if (in_rbtree_lock_required_cb(env)) {
8081                         verbose(env, "can't spin_{lock,unlock} in rbtree cb\n");
8082                         return -EACCES;
8083                 }
8084                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_lock) {
8085                         err = process_spin_lock(env, regno, true);
8086                         if (err)
8087                                 return err;
8088                 } else if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_unlock) {
8089                         err = process_spin_lock(env, regno, false);
8090                         if (err)
8091                                 return err;
8092                 } else {
8093                         verbose(env, "verifier internal error\n");
8094                         return -EFAULT;
8095                 }
8096                 break;
8097         case ARG_PTR_TO_TIMER:
8098                 err = process_timer_func(env, regno, meta);
8099                 if (err)
8100                         return err;
8101                 break;
8102         case ARG_PTR_TO_FUNC:
8103                 meta->subprogno = reg->subprogno;
8104                 break;
8105         case ARG_PTR_TO_MEM:
8106                 /* The access to this pointer is only checked when we hit the
8107                  * next is_mem_size argument below.
8108                  */
8109                 meta->raw_mode = arg_type & MEM_UNINIT;
8110                 if (arg_type & MEM_FIXED_SIZE) {
8111                         err = check_helper_mem_access(env, regno,
8112                                                       fn->arg_size[arg], false,
8113                                                       meta);
8114                 }
8115                 break;
8116         case ARG_CONST_SIZE:
8117                 err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, false, meta);
8118                 break;
8119         case ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO:
8120                 err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, meta);
8121                 break;
8122         case ARG_PTR_TO_DYNPTR:
8123                 err = process_dynptr_func(env, regno, insn_idx, arg_type, 0);
8124                 if (err)
8125                         return err;
8126                 break;
8127         case ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO:
8128                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
8129                         verbose(env, "R%d is not a known constant'\n",
8130                                 regno);
8131                         return -EACCES;
8132                 }
8133                 meta->mem_size = reg->var_off.value;
8134                 err = mark_chain_precision(env, regno);
8135                 if (err)
8136                         return err;
8137                 break;
8138         case ARG_PTR_TO_INT:
8139         case ARG_PTR_TO_LONG:
8140         {
8141                 int size = int_ptr_type_to_size(arg_type);
8142
8143                 err = check_helper_mem_access(env, regno, size, false, meta);
8144                 if (err)
8145                         return err;
8146                 err = check_ptr_alignment(env, reg, 0, size, true);
8147                 break;
8148         }
8149         case ARG_PTR_TO_CONST_STR:
8150         {
8151                 struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
8152                 int map_off;
8153                 u64 map_addr;
8154                 char *str_ptr;
8155
8156                 if (!bpf_map_is_rdonly(map)) {
8157                         verbose(env, "R%d does not point to a readonly map'\n", regno);
8158                         return -EACCES;
8159                 }
8160
8161                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
8162                         verbose(env, "R%d is not a constant address'\n", regno);
8163                         return -EACCES;
8164                 }
8165
8166                 if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
8167                         verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
8168                         return -EACCES;
8169                 }
8170
8171                 err = check_map_access(env, regno, reg->off,
8172                                        map->value_size - reg->off, false,
8173                                        ACCESS_HELPER);
8174                 if (err)
8175                         return err;
8176
8177                 map_off = reg->off + reg->var_off.value;
8178                 err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &map_addr, map_off);
8179                 if (err) {
8180                         verbose(env, "direct value access on string failed\n");
8181                         return err;
8182                 }
8183
8184                 str_ptr = (char *)(long)(map_addr);
8185                 if (!strnchr(str_ptr + map_off, map->value_size - map_off, 0)) {
8186                         verbose(env, "string is not zero-terminated\n");
8187                         return -EINVAL;
8188                 }
8189                 break;
8190         }
8191         case ARG_PTR_TO_KPTR:
8192                 err = process_kptr_func(env, regno, meta);
8193                 if (err)
8194                         return err;
8195                 break;
8196         }
8197
8198         return err;
8199 }
8200
8201 static bool may_update_sockmap(struct bpf_verifier_env *env, int func_id)
8202 {
8203         enum bpf_attach_type eatype = env->prog->expected_attach_type;
8204         enum bpf_prog_type type = resolve_prog_type(env->prog);
8205
8206         if (func_id != BPF_FUNC_map_update_elem)
8207                 return false;
8208
8209         /* It's not possible to get access to a locked struct sock in these
8210          * contexts, so updating is safe.
8211          */
8212         switch (type) {
8213         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
8214                 if (eatype == BPF_TRACE_ITER)
8215                         return true;
8216                 break;
8217         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
8218         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
8219         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
8220         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
8221         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
8222         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
8223         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
8224                 return true;
8225         default:
8226                 break;
8227         }
8228
8229         verbose(env, "cannot update sockmap in this context\n");
8230         return false;
8231 }
8232
8233 static bool allow_tail_call_in_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
8234 {
8235         return env->prog->jit_requested &&
8236                bpf_jit_supports_subprog_tailcalls();
8237 }
8238
8239 static int check_map_func_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
8240                                         struct bpf_map *map, int func_id)
8241 {
8242         if (!map)
8243                 return 0;
8244
8245         /* We need a two way check, first is from map perspective ... */
8246         switch (map->map_type) {
8247         case BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY:
8248                 if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
8249                         goto error;
8250                 break;
8251         case BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY:
8252                 if (func_id != BPF_FUNC_perf_event_read &&
8253                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_output &&
8254                     func_id != BPF_FUNC_skb_output &&
8255                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_read_value &&
8256                     func_id != BPF_FUNC_xdp_output)
8257                         goto error;
8258                 break;
8259         case BPF_MAP_TYPE_RINGBUF:
8260                 if (func_id != BPF_FUNC_ringbuf_output &&
8261                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_reserve &&
8262                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_query &&
8263                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_reserve_dynptr &&
8264                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_submit_dynptr &&
8265                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_discard_dynptr)
8266                         goto error;
8267                 break;
8268         case BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF:
8269                 if (func_id != BPF_FUNC_user_ringbuf_drain)
8270                         goto error;
8271                 break;
8272         case BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE:
8273                 if (func_id != BPF_FUNC_get_stackid)
8274                         goto error;
8275                 break;
8276         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY:
8277                 if (func_id != BPF_FUNC_skb_under_cgroup &&
8278                     func_id != BPF_FUNC_current_task_under_cgroup)
8279                         goto error;
8280                 break;
8281         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE:
8282         case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE:
8283                 if (func_id != BPF_FUNC_get_local_storage)
8284                         goto error;
8285                 break;
8286         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP:
8287         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH:
8288                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
8289                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
8290                         goto error;
8291                 break;
8292         /* Restrict bpf side of cpumap and xskmap, open when use-cases
8293          * appear.
8294          */
8295         case BPF_MAP_TYPE_CPUMAP:
8296                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map)
8297                         goto error;
8298                 break;
8299         case BPF_MAP_TYPE_XSKMAP:
8300                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
8301                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
8302                         goto error;
8303                 break;
8304         case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
8305         case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
8306                 if (func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
8307                         goto error;
8308                 break;
8309         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
8310                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_map &&
8311                     func_id != BPF_FUNC_sock_map_update &&
8312                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
8313                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_map &&
8314                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
8315                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
8316                     !may_update_sockmap(env, func_id))
8317                         goto error;
8318                 break;
8319         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
8320                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_hash &&
8321                     func_id != BPF_FUNC_sock_hash_update &&
8322                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
8323                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_hash &&
8324                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
8325                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
8326                     !may_update_sockmap(env, func_id))
8327                         goto error;
8328                 break;
8329         case BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY:
8330                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport)
8331                         goto error;
8332                 break;
8333         case BPF_MAP_TYPE_QUEUE:
8334         case BPF_MAP_TYPE_STACK:
8335                 if (func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
8336                     func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
8337                     func_id != BPF_FUNC_map_push_elem)
8338                         goto error;
8339                 break;
8340         case BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE:
8341                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_storage_get &&
8342                     func_id != BPF_FUNC_sk_storage_delete &&
8343                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
8344                         goto error;
8345                 break;
8346         case BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE:
8347                 if (func_id != BPF_FUNC_inode_storage_get &&
8348                     func_id != BPF_FUNC_inode_storage_delete &&
8349                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
8350                         goto error;
8351                 break;
8352         case BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE:
8353                 if (func_id != BPF_FUNC_task_storage_get &&
8354                     func_id != BPF_FUNC_task_storage_delete &&
8355                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
8356                         goto error;
8357                 break;
8358         case BPF_MAP_TYPE_CGRP_STORAGE:
8359                 if (func_id != BPF_FUNC_cgrp_storage_get &&
8360                     func_id != BPF_FUNC_cgrp_storage_delete &&
8361                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
8362                         goto error;
8363                 break;
8364         case BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER:
8365                 if (func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
8366                     func_id != BPF_FUNC_map_push_elem)
8367                         goto error;
8368                 break;
8369         default:
8370                 break;
8371         }
8372
8373         /* ... and second from the function itself. */
8374         switch (func_id) {
8375         case BPF_FUNC_tail_call:
8376                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY)
8377                         goto error;
8378                 if (env->subprog_cnt > 1 && !allow_tail_call_in_subprogs(env)) {
8379                         verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
8380                         return -EINVAL;
8381                 }
8382                 break;
8383         case BPF_FUNC_perf_event_read:
8384         case BPF_FUNC_perf_event_output:
8385         case BPF_FUNC_perf_event_read_value:
8386         case BPF_FUNC_skb_output:
8387         case BPF_FUNC_xdp_output:
8388                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY)
8389                         goto error;
8390                 break;
8391         case BPF_FUNC_ringbuf_output:
8392         case BPF_FUNC_ringbuf_reserve:
8393         case BPF_FUNC_ringbuf_query:
8394         case BPF_FUNC_ringbuf_reserve_dynptr:
8395         case BPF_FUNC_ringbuf_submit_dynptr:
8396         case BPF_FUNC_ringbuf_discard_dynptr:
8397                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_RINGBUF)
8398                         goto error;
8399                 break;
8400         case BPF_FUNC_user_ringbuf_drain:
8401                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF)
8402                         goto error;
8403                 break;
8404         case BPF_FUNC_get_stackid:
8405                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE)
8406                         goto error;
8407                 break;
8408         case BPF_FUNC_current_task_under_cgroup:
8409         case BPF_FUNC_skb_under_cgroup:
8410                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY)
8411                         goto error;
8412                 break;
8413         case BPF_FUNC_redirect_map:
8414                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP &&
8415                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH &&
8416                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CPUMAP &&
8417                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_XSKMAP)
8418                         goto error;
8419                 break;
8420         case BPF_FUNC_sk_redirect_map:
8421         case BPF_FUNC_msg_redirect_map:
8422         case BPF_FUNC_sock_map_update:
8423                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP)
8424                         goto error;
8425                 break;
8426         case BPF_FUNC_sk_redirect_hash:
8427         case BPF_FUNC_msg_redirect_hash:
8428         case BPF_FUNC_sock_hash_update:
8429                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
8430                         goto error;
8431                 break;
8432         case BPF_FUNC_get_local_storage:
8433                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE &&
8434                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE)
8435                         goto error;
8436                 break;
8437         case BPF_FUNC_sk_select_reuseport:
8438                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY &&
8439                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP &&
8440                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
8441                         goto error;
8442                 break;
8443         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
8444                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_QUEUE &&
8445                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK)
8446                         goto error;
8447                 break;
8448         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
8449         case BPF_FUNC_map_push_elem:
8450                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_QUEUE &&
8451                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK &&
8452                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER)
8453                         goto error;
8454                 break;
8455         case BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem:
8456                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY &&
8457                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH &&
8458                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH)
8459                         goto error;
8460                 break;
8461         case BPF_FUNC_sk_storage_get:
8462         case BPF_FUNC_sk_storage_delete:
8463                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE)
8464                         goto error;
8465                 break;
8466         case BPF_FUNC_inode_storage_get:
8467         case BPF_FUNC_inode_storage_delete:
8468                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE)
8469                         goto error;
8470                 break;
8471         case BPF_FUNC_task_storage_get:
8472         case BPF_FUNC_task_storage_delete:
8473                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE)
8474                         goto error;
8475                 break;
8476         case BPF_FUNC_cgrp_storage_get:
8477         case BPF_FUNC_cgrp_storage_delete:
8478                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGRP_STORAGE)
8479                         goto error;
8480                 break;
8481         default:
8482                 break;
8483         }
8484
8485         return 0;
8486 error:
8487         verbose(env, "cannot pass map_type %d into func %s#%d\n",
8488                 map->map_type, func_id_name(func_id), func_id);
8489         return -EINVAL;
8490 }
8491
8492 static bool check_raw_mode_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
8493 {
8494         int count = 0;
8495
8496         if (fn->arg1_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
8497                 count++;
8498         if (fn->arg2_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
8499                 count++;
8500         if (fn->arg3_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
8501                 count++;
8502         if (fn->arg4_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
8503                 count++;
8504         if (fn->arg5_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
8505                 count++;
8506
8507         /* We only support one arg being in raw mode at the moment,
8508          * which is sufficient for the helper functions we have
8509          * right now.
8510          */
8511         return count <= 1;
8512 }
8513
8514 static bool check_args_pair_invalid(const struct bpf_func_proto *fn, int arg)
8515 {
8516         bool is_fixed = fn->arg_type[arg] & MEM_FIXED_SIZE;
8517         bool has_size = fn->arg_size[arg] != 0;
8518         bool is_next_size = false;
8519
8520         if (arg + 1 < ARRAY_SIZE(fn->arg_type))
8521                 is_next_size = arg_type_is_mem_size(fn->arg_type[arg + 1]);
8522
8523         if (base_type(fn->arg_type[arg]) != ARG_PTR_TO_MEM)
8524                 return is_next_size;
8525
8526         return has_size == is_next_size || is_next_size == is_fixed;
8527 }
8528
8529 static bool check_arg_pair_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
8530 {
8531         /* bpf_xxx(..., buf, len) call will access 'len'
8532          * bytes from memory 'buf'. Both arg types need
8533          * to be paired, so make sure there's no buggy
8534          * helper function specification.
8535          */
8536         if (arg_type_is_mem_size(fn->arg1_type) ||
8537             check_args_pair_invalid(fn, 0) ||
8538             check_args_pair_invalid(fn, 1) ||
8539             check_args_pair_invalid(fn, 2) ||
8540             check_args_pair_invalid(fn, 3) ||
8541             check_args_pair_invalid(fn, 4))
8542                 return false;
8543
8544         return true;
8545 }
8546
8547 static bool check_btf_id_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
8548 {
8549         int i;
8550
8551         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(fn->arg_type); i++) {
8552                 if (base_type(fn->arg_type[i]) == ARG_PTR_TO_BTF_ID)
8553                         return !!fn->arg_btf_id[i];
8554                 if (base_type(fn->arg_type[i]) == ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK)
8555                         return fn->arg_btf_id[i] == BPF_PTR_POISON;
8556                 if (base_type(fn->arg_type[i]) != ARG_PTR_TO_BTF_ID && fn->arg_btf_id[i] &&
8557                     /* arg_btf_id and arg_size are in a union. */
8558                     (base_type(fn->arg_type[i]) != ARG_PTR_TO_MEM ||
8559                      !(fn->arg_type[i] & MEM_FIXED_SIZE)))
8560                         return false;
8561         }
8562
8563         return true;
8564 }
8565
8566 static int check_func_proto(const struct bpf_func_proto *fn, int func_id)
8567 {
8568         return check_raw_mode_ok(fn) &&
8569                check_arg_pair_ok(fn) &&
8570                check_btf_id_ok(fn) ? 0 : -EINVAL;
8571 }
8572
8573 /* Packet data might have moved, any old PTR_TO_PACKET[_META,_END]
8574  * are now invalid, so turn them into unknown SCALAR_VALUE.
8575  *
8576  * This also applies to dynptr slices belonging to skb and xdp dynptrs,
8577  * since these slices point to packet data.
8578  */
8579 static void clear_all_pkt_pointers(struct bpf_verifier_env *env)
8580 {
8581         struct bpf_func_state *state;
8582         struct bpf_reg_state *reg;
8583
8584         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
8585                 if (reg_is_pkt_pointer_any(reg) || reg_is_dynptr_slice_pkt(reg))
8586                         mark_reg_invalid(env, reg);
8587         }));
8588 }
8589
8590 enum {
8591         AT_PKT_END = -1,
8592         BEYOND_PKT_END = -2,
8593 };
8594
8595 static void mark_pkt_end(struct bpf_verifier_state *vstate, int regn, bool range_open)
8596 {
8597         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
8598         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regn];
8599
8600         if (reg->type != PTR_TO_PACKET)
8601                 /* PTR_TO_PACKET_META is not supported yet */
8602                 return;
8603
8604         /* The 'reg' is pkt > pkt_end or pkt >= pkt_end.
8605          * How far beyond pkt_end it goes is unknown.
8606          * if (!range_open) it's the case of pkt >= pkt_end
8607          * if (range_open) it's the case of pkt > pkt_end
8608          * hence this pointer is at least 1 byte bigger than pkt_end
8609          */
8610         if (range_open)
8611                 reg->range = BEYOND_PKT_END;
8612         else
8613                 reg->range = AT_PKT_END;
8614 }
8615
8616 /* The pointer with the specified id has released its reference to kernel
8617  * resources. Identify all copies of the same pointer and clear the reference.
8618  */
8619 static int release_reference(struct bpf_verifier_env *env,
8620                              int ref_obj_id)
8621 {
8622         struct bpf_func_state *state;
8623         struct bpf_reg_state *reg;
8624         int err;
8625
8626         err = release_reference_state(cur_func(env), ref_obj_id);
8627         if (err)
8628                 return err;
8629
8630         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
8631                 if (reg->ref_obj_id == ref_obj_id)
8632                         mark_reg_invalid(env, reg);
8633         }));
8634
8635         return 0;
8636 }
8637
8638 static void invalidate_non_owning_refs(struct bpf_verifier_env *env)
8639 {
8640         struct bpf_func_state *unused;
8641         struct bpf_reg_state *reg;
8642
8643         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, unused, reg, ({
8644                 if (type_is_non_owning_ref(reg->type))
8645                         mark_reg_invalid(env, reg);
8646         }));
8647 }
8648
8649 static void clear_caller_saved_regs(struct bpf_verifier_env *env,
8650                                     struct bpf_reg_state *regs)
8651 {
8652         int i;
8653
8654         /* after the call registers r0 - r5 were scratched */
8655         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
8656                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
8657                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
8658         }
8659 }
8660
8661 typedef int (*set_callee_state_fn)(struct bpf_verifier_env *env,
8662                                    struct bpf_func_state *caller,
8663                                    struct bpf_func_state *callee,
8664                                    int insn_idx);
8665
8666 static int set_callee_state(struct bpf_verifier_env *env,
8667                             struct bpf_func_state *caller,
8668                             struct bpf_func_state *callee, int insn_idx);
8669
8670 static int __check_func_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
8671                              int *insn_idx, int subprog,
8672                              set_callee_state_fn set_callee_state_cb)
8673 {
8674         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
8675         struct bpf_func_state *caller, *callee;
8676         int err;
8677
8678         if (state->curframe + 1 >= MAX_CALL_FRAMES) {
8679                 verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep\n",
8680                         state->curframe + 2);
8681                 return -E2BIG;
8682         }
8683
8684         caller = state->frame[state->curframe];
8685         if (state->frame[state->curframe + 1]) {
8686                 verbose(env, "verifier bug. Frame %d already allocated\n",
8687                         state->curframe + 1);
8688                 return -EFAULT;
8689         }
8690
8691         err = btf_check_subprog_call(env, subprog, caller->regs);
8692         if (err == -EFAULT)
8693                 return err;
8694         if (subprog_is_global(env, subprog)) {
8695                 if (err) {
8696                         verbose(env, "Caller passes invalid args into func#%d\n",
8697                                 subprog);
8698                         return err;
8699                 } else {
8700                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
8701                                 verbose(env,
8702                                         "Func#%d is global and valid. Skipping.\n",
8703                                         subprog);
8704                         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
8705
8706                         /* All global functions return a 64-bit SCALAR_VALUE */
8707                         mark_reg_unknown(env, caller->regs, BPF_REG_0);
8708                         caller->regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
8709
8710                         /* continue with next insn after call */
8711                         return 0;
8712                 }
8713         }
8714
8715         /* set_callee_state is used for direct subprog calls, but we are
8716          * interested in validating only BPF helpers that can call subprogs as
8717          * callbacks
8718          */
8719         if (set_callee_state_cb != set_callee_state) {
8720                 if (bpf_pseudo_kfunc_call(insn) &&
8721                     !is_callback_calling_kfunc(insn->imm)) {
8722                         verbose(env, "verifier bug: kfunc %s#%d not marked as callback-calling\n",
8723                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
8724                         return -EFAULT;
8725                 } else if (!bpf_pseudo_kfunc_call(insn) &&
8726                            !is_callback_calling_function(insn->imm)) { /* helper */
8727                         verbose(env, "verifier bug: helper %s#%d not marked as callback-calling\n",
8728                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
8729                         return -EFAULT;
8730                 }
8731         }
8732
8733         if (insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
8734             insn->src_reg == 0 &&
8735             insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback) {
8736                 struct bpf_verifier_state *async_cb;
8737
8738                 /* there is no real recursion here. timer callbacks are async */
8739                 env->subprog_info[subprog].is_async_cb = true;
8740                 async_cb = push_async_cb(env, env->subprog_info[subprog].start,
8741                                          *insn_idx, subprog);
8742                 if (!async_cb)
8743                         return -EFAULT;
8744                 callee = async_cb->frame[0];
8745                 callee->async_entry_cnt = caller->async_entry_cnt + 1;
8746
8747                 /* Convert bpf_timer_set_callback() args into timer callback args */
8748                 err = set_callee_state_cb(env, caller, callee, *insn_idx);
8749                 if (err)
8750                         return err;
8751
8752                 clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
8753                 mark_reg_unknown(env, caller->regs, BPF_REG_0);
8754                 caller->regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
8755                 /* continue with next insn after call */
8756                 return 0;
8757         }
8758
8759         callee = kzalloc(sizeof(*callee), GFP_KERNEL);
8760         if (!callee)
8761                 return -ENOMEM;
8762         state->frame[state->curframe + 1] = callee;
8763
8764         /* callee cannot access r0, r6 - r9 for reading and has to write
8765          * into its own stack before reading from it.
8766          * callee can read/write into caller's stack
8767          */
8768         init_func_state(env, callee,
8769                         /* remember the callsite, it will be used by bpf_exit */
8770                         *insn_idx /* callsite */,
8771                         state->curframe + 1 /* frameno within this callchain */,
8772                         subprog /* subprog number within this prog */);
8773
8774         /* Transfer references to the callee */
8775         err = copy_reference_state(callee, caller);
8776         if (err)
8777                 goto err_out;
8778
8779         err = set_callee_state_cb(env, caller, callee, *insn_idx);
8780         if (err)
8781                 goto err_out;
8782
8783         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
8784
8785         /* only increment it after check_reg_arg() finished */
8786         state->curframe++;
8787
8788         /* and go analyze first insn of the callee */
8789         *insn_idx = env->subprog_info[subprog].start - 1;
8790
8791         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
8792                 verbose(env, "caller:\n");
8793                 print_verifier_state(env, caller, true);
8794                 verbose(env, "callee:\n");
8795                 print_verifier_state(env, callee, true);
8796         }
8797         return 0;
8798
8799 err_out:
8800         free_func_state(callee);
8801         state->frame[state->curframe + 1] = NULL;
8802         return err;
8803 }
8804
8805 int map_set_for_each_callback_args(struct bpf_verifier_env *env,
8806                                    struct bpf_func_state *caller,
8807                                    struct bpf_func_state *callee)
8808 {
8809         /* bpf_for_each_map_elem(struct bpf_map *map, void *callback_fn,
8810          *      void *callback_ctx, u64 flags);
8811          * callback_fn(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
8812          *      void *callback_ctx);
8813          */
8814         callee->regs[BPF_REG_1] = caller->regs[BPF_REG_1];
8815
8816         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_MAP_KEY;
8817         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
8818         callee->regs[BPF_REG_2].map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
8819
8820         callee->regs[BPF_REG_3].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
8821         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_3]);
8822         callee->regs[BPF_REG_3].map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
8823
8824         /* pointer to stack or null */
8825         callee->regs[BPF_REG_4] = caller->regs[BPF_REG_3];
8826
8827         /* unused */
8828         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
8829         return 0;
8830 }
8831
8832 static int set_callee_state(struct bpf_verifier_env *env,
8833                             struct bpf_func_state *caller,
8834                             struct bpf_func_state *callee, int insn_idx)
8835 {
8836         int i;
8837
8838         /* copy r1 - r5 args that callee can access.  The copy includes parent
8839          * pointers, which connects us up to the liveness chain
8840          */
8841         for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++)
8842                 callee->regs[i] = caller->regs[i];
8843         return 0;
8844 }
8845
8846 static int check_func_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
8847                            int *insn_idx)
8848 {
8849         int subprog, target_insn;
8850
8851         target_insn = *insn_idx + insn->imm + 1;
8852         subprog = find_subprog(env, target_insn);
8853         if (subprog < 0) {
8854                 verbose(env, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
8855                         target_insn);
8856                 return -EFAULT;
8857         }
8858
8859         return __check_func_call(env, insn, insn_idx, subprog, set_callee_state);
8860 }
8861
8862 static int set_map_elem_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
8863                                        struct bpf_func_state *caller,
8864                                        struct bpf_func_state *callee,
8865                                        int insn_idx)
8866 {
8867         struct bpf_insn_aux_data *insn_aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
8868         struct bpf_map *map;
8869         int err;
8870
8871         if (bpf_map_ptr_poisoned(insn_aux)) {
8872                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
8873                 return -EINVAL;
8874         }
8875
8876         map = BPF_MAP_PTR(insn_aux->map_ptr_state);
8877         if (!map->ops->map_set_for_each_callback_args ||
8878             !map->ops->map_for_each_callback) {
8879                 verbose(env, "callback function not allowed for map\n");
8880                 return -ENOTSUPP;
8881         }
8882
8883         err = map->ops->map_set_for_each_callback_args(env, caller, callee);
8884         if (err)
8885                 return err;
8886
8887         callee->in_callback_fn = true;
8888         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
8889         return 0;
8890 }
8891
8892 static int set_loop_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
8893                                    struct bpf_func_state *caller,
8894                                    struct bpf_func_state *callee,
8895                                    int insn_idx)
8896 {
8897         /* bpf_loop(u32 nr_loops, void *callback_fn, void *callback_ctx,
8898          *          u64 flags);
8899          * callback_fn(u32 index, void *callback_ctx);
8900          */
8901         callee->regs[BPF_REG_1].type = SCALAR_VALUE;
8902         callee->regs[BPF_REG_2] = caller->regs[BPF_REG_3];
8903
8904         /* unused */
8905         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
8906         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
8907         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
8908
8909         callee->in_callback_fn = true;
8910         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
8911         return 0;
8912 }
8913
8914 static int set_timer_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
8915                                     struct bpf_func_state *caller,
8916                                     struct bpf_func_state *callee,
8917                                     int insn_idx)
8918 {
8919         struct bpf_map *map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
8920
8921         /* bpf_timer_set_callback(struct bpf_timer *timer, void *callback_fn);
8922          * callback_fn(struct bpf_map *map, void *key, void *value);
8923          */
8924         callee->regs[BPF_REG_1].type = CONST_PTR_TO_MAP;
8925         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_1]);
8926         callee->regs[BPF_REG_1].map_ptr = map_ptr;
8927
8928         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_MAP_KEY;
8929         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
8930         callee->regs[BPF_REG_2].map_ptr = map_ptr;
8931
8932         callee->regs[BPF_REG_3].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
8933         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_3]);
8934         callee->regs[BPF_REG_3].map_ptr = map_ptr;
8935
8936         /* unused */
8937         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
8938         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
8939         callee->in_async_callback_fn = true;
8940         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
8941         return 0;
8942 }
8943
8944 static int set_find_vma_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
8945                                        struct bpf_func_state *caller,
8946                                        struct bpf_func_state *callee,
8947                                        int insn_idx)
8948 {
8949         /* bpf_find_vma(struct task_struct *task, u64 addr,
8950          *               void *callback_fn, void *callback_ctx, u64 flags)
8951          * (callback_fn)(struct task_struct *task,
8952          *               struct vm_area_struct *vma, void *callback_ctx);
8953          */
8954         callee->regs[BPF_REG_1] = caller->regs[BPF_REG_1];
8955
8956         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_BTF_ID;
8957         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
8958         callee->regs[BPF_REG_2].btf =  btf_vmlinux;
8959         callee->regs[BPF_REG_2].btf_id = btf_tracing_ids[BTF_TRACING_TYPE_VMA],
8960
8961         /* pointer to stack or null */
8962         callee->regs[BPF_REG_3] = caller->regs[BPF_REG_4];
8963
8964         /* unused */
8965         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
8966         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
8967         callee->in_callback_fn = true;
8968         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
8969         return 0;
8970 }
8971
8972 static int set_user_ringbuf_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
8973                                            struct bpf_func_state *caller,
8974                                            struct bpf_func_state *callee,
8975                                            int insn_idx)
8976 {
8977         /* bpf_user_ringbuf_drain(struct bpf_map *map, void *callback_fn, void
8978          *                        callback_ctx, u64 flags);
8979          * callback_fn(const struct bpf_dynptr_t* dynptr, void *callback_ctx);
8980          */
8981         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_0]);
8982         mark_dynptr_cb_reg(env, &callee->regs[BPF_REG_1], BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL);
8983         callee->regs[BPF_REG_2] = caller->regs[BPF_REG_3];
8984
8985         /* unused */
8986         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
8987         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
8988         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
8989
8990         callee->in_callback_fn = true;
8991         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
8992         return 0;
8993 }
8994
8995 static int set_rbtree_add_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
8996                                          struct bpf_func_state *caller,
8997                                          struct bpf_func_state *callee,
8998                                          int insn_idx)
8999 {
9000         /* void bpf_rbtree_add_impl(struct bpf_rb_root *root, struct bpf_rb_node *node,
9001          *                     bool (less)(struct bpf_rb_node *a, const struct bpf_rb_node *b));
9002          *
9003          * 'struct bpf_rb_node *node' arg to bpf_rbtree_add_impl is the same PTR_TO_BTF_ID w/ offset
9004          * that 'less' callback args will be receiving. However, 'node' arg was release_reference'd
9005          * by this point, so look at 'root'
9006          */
9007         struct btf_field *field;
9008
9009         field = reg_find_field_offset(&caller->regs[BPF_REG_1], caller->regs[BPF_REG_1].off,
9010                                       BPF_RB_ROOT);
9011         if (!field || !field->graph_root.value_btf_id)
9012                 return -EFAULT;
9013
9014         mark_reg_graph_node(callee->regs, BPF_REG_1, &field->graph_root);
9015         ref_set_non_owning(env, &callee->regs[BPF_REG_1]);
9016         mark_reg_graph_node(callee->regs, BPF_REG_2, &field->graph_root);
9017         ref_set_non_owning(env, &callee->regs[BPF_REG_2]);
9018
9019         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
9020         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
9021         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9022         callee->in_callback_fn = true;
9023         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
9024         return 0;
9025 }
9026
9027 static bool is_rbtree_lock_required_kfunc(u32 btf_id);
9028
9029 /* Are we currently verifying the callback for a rbtree helper that must
9030  * be called with lock held? If so, no need to complain about unreleased
9031  * lock
9032  */
9033 static bool in_rbtree_lock_required_cb(struct bpf_verifier_env *env)
9034 {
9035         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
9036         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
9037         struct bpf_func_state *callee;
9038         int kfunc_btf_id;
9039
9040         if (!state->curframe)
9041                 return false;
9042
9043         callee = state->frame[state->curframe];
9044
9045         if (!callee->in_callback_fn)
9046                 return false;
9047
9048         kfunc_btf_id = insn[callee->callsite].imm;
9049         return is_rbtree_lock_required_kfunc(kfunc_btf_id);
9050 }
9051
9052 static int prepare_func_exit(struct bpf_verifier_env *env, int *insn_idx)
9053 {
9054         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
9055         struct bpf_func_state *caller, *callee;
9056         struct bpf_reg_state *r0;
9057         int err;
9058
9059         callee = state->frame[state->curframe];
9060         r0 = &callee->regs[BPF_REG_0];
9061         if (r0->type == PTR_TO_STACK) {
9062                 /* technically it's ok to return caller's stack pointer
9063                  * (or caller's caller's pointer) back to the caller,
9064                  * since these pointers are valid. Only current stack
9065                  * pointer will be invalid as soon as function exits,
9066                  * but let's be conservative
9067                  */
9068                 verbose(env, "cannot return stack pointer to the caller\n");
9069                 return -EINVAL;
9070         }
9071
9072         caller = state->frame[state->curframe - 1];
9073         if (callee->in_callback_fn) {
9074                 /* enforce R0 return value range [0, 1]. */
9075                 struct tnum range = callee->callback_ret_range;
9076
9077                 if (r0->type != SCALAR_VALUE) {
9078                         verbose(env, "R0 not a scalar value\n");
9079                         return -EACCES;
9080                 }
9081                 if (!tnum_in(range, r0->var_off)) {
9082                         verbose_invalid_scalar(env, r0, &range, "callback return", "R0");
9083                         return -EINVAL;
9084                 }
9085         } else {
9086                 /* return to the caller whatever r0 had in the callee */
9087                 caller->regs[BPF_REG_0] = *r0;
9088         }
9089
9090         /* callback_fn frame should have released its own additions to parent's
9091          * reference state at this point, or check_reference_leak would
9092          * complain, hence it must be the same as the caller. There is no need
9093          * to copy it back.
9094          */
9095         if (!callee->in_callback_fn) {
9096                 /* Transfer references to the caller */
9097                 err = copy_reference_state(caller, callee);
9098                 if (err)
9099                         return err;
9100         }
9101
9102         *insn_idx = callee->callsite + 1;
9103         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
9104                 verbose(env, "returning from callee:\n");
9105                 print_verifier_state(env, callee, true);
9106                 verbose(env, "to caller at %d:\n", *insn_idx);
9107                 print_verifier_state(env, caller, true);
9108         }
9109         /* clear everything in the callee */
9110         free_func_state(callee);
9111         state->frame[state->curframe--] = NULL;
9112         return 0;
9113 }
9114
9115 static void do_refine_retval_range(struct bpf_reg_state *regs, int ret_type,
9116                                    int func_id,
9117                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
9118 {
9119         struct bpf_reg_state *ret_reg = &regs[BPF_REG_0];
9120
9121         if (ret_type != RET_INTEGER ||
9122             (func_id != BPF_FUNC_get_stack &&
9123              func_id != BPF_FUNC_get_task_stack &&
9124              func_id != BPF_FUNC_probe_read_str &&
9125              func_id != BPF_FUNC_probe_read_kernel_str &&
9126              func_id != BPF_FUNC_probe_read_user_str))
9127                 return;
9128
9129         ret_reg->smax_value = meta->msize_max_value;
9130         ret_reg->s32_max_value = meta->msize_max_value;
9131         ret_reg->smin_value = -MAX_ERRNO;
9132         ret_reg->s32_min_value = -MAX_ERRNO;
9133         reg_bounds_sync(ret_reg);
9134 }
9135
9136 static int
9137 record_func_map(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
9138                 int func_id, int insn_idx)
9139 {
9140         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
9141         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
9142
9143         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call &&
9144             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
9145             func_id != BPF_FUNC_map_update_elem &&
9146             func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
9147             func_id != BPF_FUNC_map_push_elem &&
9148             func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
9149             func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
9150             func_id != BPF_FUNC_for_each_map_elem &&
9151             func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
9152             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem)
9153                 return 0;
9154
9155         if (map == NULL) {
9156                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
9157                 return -EINVAL;
9158         }
9159
9160         /* In case of read-only, some additional restrictions
9161          * need to be applied in order to prevent altering the
9162          * state of the map from program side.
9163          */
9164         if ((map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) &&
9165             (func_id == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
9166              func_id == BPF_FUNC_map_update_elem ||
9167              func_id == BPF_FUNC_map_push_elem ||
9168              func_id == BPF_FUNC_map_pop_elem)) {
9169                 verbose(env, "write into map forbidden\n");
9170                 return -EACCES;
9171         }
9172
9173         if (!BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state))
9174                 bpf_map_ptr_store(aux, meta->map_ptr,
9175                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
9176         else if (BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) != meta->map_ptr)
9177                 bpf_map_ptr_store(aux, BPF_MAP_PTR_POISON,
9178                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
9179         return 0;
9180 }
9181
9182 static int
9183 record_func_key(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
9184                 int func_id, int insn_idx)
9185 {
9186         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
9187         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg;
9188         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
9189         u64 val, max;
9190         int err;
9191
9192         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
9193                 return 0;
9194         if (!map || map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY) {
9195                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
9196                 return -EINVAL;
9197         }
9198
9199         reg = &regs[BPF_REG_3];
9200         val = reg->var_off.value;
9201         max = map->max_entries;
9202
9203         if (!(register_is_const(reg) && val < max)) {
9204                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
9205                 return 0;
9206         }
9207
9208         err = mark_chain_precision(env, BPF_REG_3);
9209         if (err)
9210                 return err;
9211         if (bpf_map_key_unseen(aux))
9212                 bpf_map_key_store(aux, val);
9213         else if (!bpf_map_key_poisoned(aux) &&
9214                   bpf_map_key_immediate(aux) != val)
9215                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
9216         return 0;
9217 }
9218
9219 static int check_reference_leak(struct bpf_verifier_env *env)
9220 {
9221         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
9222         bool refs_lingering = false;
9223         int i;
9224
9225         if (state->frameno && !state->in_callback_fn)
9226                 return 0;
9227
9228         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
9229                 if (state->in_callback_fn && state->refs[i].callback_ref != state->frameno)
9230                         continue;
9231                 verbose(env, "Unreleased reference id=%d alloc_insn=%d\n",
9232                         state->refs[i].id, state->refs[i].insn_idx);
9233                 refs_lingering = true;
9234         }
9235         return refs_lingering ? -EINVAL : 0;
9236 }
9237
9238 static int check_bpf_snprintf_call(struct bpf_verifier_env *env,
9239                                    struct bpf_reg_state *regs)
9240 {
9241         struct bpf_reg_state *fmt_reg = &regs[BPF_REG_3];
9242         struct bpf_reg_state *data_len_reg = &regs[BPF_REG_5];
9243         struct bpf_map *fmt_map = fmt_reg->map_ptr;
9244         struct bpf_bprintf_data data = {};
9245         int err, fmt_map_off, num_args;
9246         u64 fmt_addr;
9247         char *fmt;
9248
9249         /* data must be an array of u64 */
9250         if (data_len_reg->var_off.value % 8)
9251                 return -EINVAL;
9252         num_args = data_len_reg->var_off.value / 8;
9253
9254         /* fmt being ARG_PTR_TO_CONST_STR guarantees that var_off is const
9255          * and map_direct_value_addr is set.
9256          */
9257         fmt_map_off = fmt_reg->off + fmt_reg->var_off.value;
9258         err = fmt_map->ops->map_direct_value_addr(fmt_map, &fmt_addr,
9259                                                   fmt_map_off);
9260         if (err) {
9261                 verbose(env, "verifier bug\n");
9262                 return -EFAULT;
9263         }
9264         fmt = (char *)(long)fmt_addr + fmt_map_off;
9265
9266         /* We are also guaranteed that fmt+fmt_map_off is NULL terminated, we
9267          * can focus on validating the format specifiers.
9268          */
9269         err = bpf_bprintf_prepare(fmt, UINT_MAX, NULL, num_args, &data);
9270         if (err < 0)
9271                 verbose(env, "Invalid format string\n");
9272
9273         return err;
9274 }
9275
9276 static int check_get_func_ip(struct bpf_verifier_env *env)
9277 {
9278         enum bpf_prog_type type = resolve_prog_type(env->prog);
9279         int func_id = BPF_FUNC_get_func_ip;
9280
9281         if (type == BPF_PROG_TYPE_TRACING) {
9282                 if (!bpf_prog_has_trampoline(env->prog)) {
9283                         verbose(env, "func %s#%d supported only for fentry/fexit/fmod_ret programs\n",
9284                                 func_id_name(func_id), func_id);
9285                         return -ENOTSUPP;
9286                 }
9287                 return 0;
9288         } else if (type == BPF_PROG_TYPE_KPROBE) {
9289                 return 0;
9290         }
9291
9292         verbose(env, "func %s#%d not supported for program type %d\n",
9293                 func_id_name(func_id), func_id, type);
9294         return -ENOTSUPP;
9295 }
9296
9297 static struct bpf_insn_aux_data *cur_aux(struct bpf_verifier_env *env)
9298 {
9299         return &env->insn_aux_data[env->insn_idx];
9300 }
9301
9302 static bool loop_flag_is_zero(struct bpf_verifier_env *env)
9303 {
9304         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
9305         struct bpf_reg_state *reg = &regs[BPF_REG_4];
9306         bool reg_is_null = register_is_null(reg);
9307
9308         if (reg_is_null)
9309                 mark_chain_precision(env, BPF_REG_4);
9310
9311         return reg_is_null;
9312 }
9313
9314 static void update_loop_inline_state(struct bpf_verifier_env *env, u32 subprogno)
9315 {
9316         struct bpf_loop_inline_state *state = &cur_aux(env)->loop_inline_state;
9317
9318         if (!state->initialized) {
9319                 state->initialized = 1;
9320                 state->fit_for_inline = loop_flag_is_zero(env);
9321                 state->callback_subprogno = subprogno;
9322                 return;
9323         }
9324
9325         if (!state->fit_for_inline)
9326                 return;
9327
9328         state->fit_for_inline = (loop_flag_is_zero(env) &&
9329                                  state->callback_subprogno == subprogno);
9330 }
9331
9332 static int check_helper_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
9333                              int *insn_idx_p)
9334 {
9335         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
9336         const struct bpf_func_proto *fn = NULL;
9337         enum bpf_return_type ret_type;
9338         enum bpf_type_flag ret_flag;
9339         struct bpf_reg_state *regs;
9340         struct bpf_call_arg_meta meta;
9341         int insn_idx = *insn_idx_p;
9342         bool changes_data;
9343         int i, err, func_id;
9344
9345         /* find function prototype */
9346         func_id = insn->imm;
9347         if (func_id < 0 || func_id >= __BPF_FUNC_MAX_ID) {
9348                 verbose(env, "invalid func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
9349                         func_id);
9350                 return -EINVAL;
9351         }
9352
9353         if (env->ops->get_func_proto)
9354                 fn = env->ops->get_func_proto(func_id, env->prog);
9355         if (!fn) {
9356                 verbose(env, "unknown func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
9357                         func_id);
9358                 return -EINVAL;
9359         }
9360
9361         /* eBPF programs must be GPL compatible to use GPL-ed functions */
9362         if (!env->prog->gpl_compatible && fn->gpl_only) {
9363                 verbose(env, "cannot call GPL-restricted function from non-GPL compatible program\n");
9364                 return -EINVAL;
9365         }
9366
9367         if (fn->allowed && !fn->allowed(env->prog)) {
9368                 verbose(env, "helper call is not allowed in probe\n");
9369                 return -EINVAL;
9370         }
9371
9372         if (!env->prog->aux->sleepable && fn->might_sleep) {
9373                 verbose(env, "helper call might sleep in a non-sleepable prog\n");
9374                 return -EINVAL;
9375         }
9376
9377         /* With LD_ABS/IND some JITs save/restore skb from r1. */
9378         changes_data = bpf_helper_changes_pkt_data(fn->func);
9379         if (changes_data && fn->arg1_type != ARG_PTR_TO_CTX) {
9380                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d: r1 != ctx\n",
9381                         func_id_name(func_id), func_id);
9382                 return -EINVAL;
9383         }
9384
9385         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
9386         meta.pkt_access = fn->pkt_access;
9387
9388         err = check_func_proto(fn, func_id);
9389         if (err) {
9390                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
9391                         func_id_name(func_id), func_id);
9392                 return err;
9393         }
9394
9395         if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
9396                 if (fn->might_sleep) {
9397                         verbose(env, "sleepable helper %s#%d in rcu_read_lock region\n",
9398                                 func_id_name(func_id), func_id);
9399                         return -EINVAL;
9400                 }
9401
9402                 if (env->prog->aux->sleepable && is_storage_get_function(func_id))
9403                         env->insn_aux_data[insn_idx].storage_get_func_atomic = true;
9404         }
9405
9406         meta.func_id = func_id;
9407         /* check args */
9408         for (i = 0; i < MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS; i++) {
9409                 err = check_func_arg(env, i, &meta, fn, insn_idx);
9410                 if (err)
9411                         return err;
9412         }
9413
9414         err = record_func_map(env, &meta, func_id, insn_idx);
9415         if (err)
9416                 return err;
9417
9418         err = record_func_key(env, &meta, func_id, insn_idx);
9419         if (err)
9420                 return err;
9421
9422         /* Mark slots with STACK_MISC in case of raw mode, stack offset
9423          * is inferred from register state.
9424          */
9425         for (i = 0; i < meta.access_size; i++) {
9426                 err = check_mem_access(env, insn_idx, meta.regno, i, BPF_B,
9427                                        BPF_WRITE, -1, false);
9428                 if (err)
9429                         return err;
9430         }
9431
9432         regs = cur_regs(env);
9433
9434         if (meta.release_regno) {
9435                 err = -EINVAL;
9436                 /* This can only be set for PTR_TO_STACK, as CONST_PTR_TO_DYNPTR cannot
9437                  * be released by any dynptr helper. Hence, unmark_stack_slots_dynptr
9438                  * is safe to do directly.
9439                  */
9440                 if (arg_type_is_dynptr(fn->arg_type[meta.release_regno - BPF_REG_1])) {
9441                         if (regs[meta.release_regno].type == CONST_PTR_TO_DYNPTR) {
9442                                 verbose(env, "verifier internal error: CONST_PTR_TO_DYNPTR cannot be released\n");
9443                                 return -EFAULT;
9444                         }
9445                         err = unmark_stack_slots_dynptr(env, &regs[meta.release_regno]);
9446                 } else if (meta.ref_obj_id) {
9447                         err = release_reference(env, meta.ref_obj_id);
9448                 } else if (register_is_null(&regs[meta.release_regno])) {
9449                         /* meta.ref_obj_id can only be 0 if register that is meant to be
9450                          * released is NULL, which must be > R0.
9451                          */
9452                         err = 0;
9453                 }
9454                 if (err) {
9455                         verbose(env, "func %s#%d reference has not been acquired before\n",
9456                                 func_id_name(func_id), func_id);
9457                         return err;
9458                 }
9459         }
9460
9461         switch (func_id) {
9462         case BPF_FUNC_tail_call:
9463                 err = check_reference_leak(env);
9464                 if (err) {
9465                         verbose(env, "tail_call would lead to reference leak\n");
9466                         return err;
9467                 }
9468                 break;
9469         case BPF_FUNC_get_local_storage:
9470                 /* check that flags argument in get_local_storage(map, flags) is 0,
9471                  * this is required because get_local_storage() can't return an error.
9472                  */
9473                 if (!register_is_null(&regs[BPF_REG_2])) {
9474                         verbose(env, "get_local_storage() doesn't support non-zero flags\n");
9475                         return -EINVAL;
9476                 }
9477                 break;
9478         case BPF_FUNC_for_each_map_elem:
9479                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
9480                                         set_map_elem_callback_state);
9481                 break;
9482         case BPF_FUNC_timer_set_callback:
9483                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
9484                                         set_timer_callback_state);
9485                 break;
9486         case BPF_FUNC_find_vma:
9487                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
9488                                         set_find_vma_callback_state);
9489                 break;
9490         case BPF_FUNC_snprintf:
9491                 err = check_bpf_snprintf_call(env, regs);
9492                 break;
9493         case BPF_FUNC_loop:
9494                 update_loop_inline_state(env, meta.subprogno);
9495                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
9496                                         set_loop_callback_state);
9497                 break;
9498         case BPF_FUNC_dynptr_from_mem:
9499                 if (regs[BPF_REG_1].type != PTR_TO_MAP_VALUE) {
9500                         verbose(env, "Unsupported reg type %s for bpf_dynptr_from_mem data\n",
9501                                 reg_type_str(env, regs[BPF_REG_1].type));
9502                         return -EACCES;
9503                 }
9504                 break;
9505         case BPF_FUNC_set_retval:
9506                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_LSM &&
9507                     env->prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP) {
9508                         if (!env->prog->aux->attach_func_proto->type) {
9509                                 /* Make sure programs that attach to void
9510                                  * hooks don't try to modify return value.
9511                                  */
9512                                 verbose(env, "BPF_LSM_CGROUP that attach to void LSM hooks can't modify return value!\n");
9513                                 return -EINVAL;
9514                         }
9515                 }
9516                 break;
9517         case BPF_FUNC_dynptr_data:
9518         {
9519                 struct bpf_reg_state *reg;
9520                 int id, ref_obj_id;
9521
9522                 reg = get_dynptr_arg_reg(env, fn, regs);
9523                 if (!reg)
9524                         return -EFAULT;
9525
9526
9527                 if (meta.dynptr_id) {
9528                         verbose(env, "verifier internal error: meta.dynptr_id already set\n");
9529                         return -EFAULT;
9530                 }
9531                 if (meta.ref_obj_id) {
9532                         verbose(env, "verifier internal error: meta.ref_obj_id already set\n");
9533                         return -EFAULT;
9534                 }
9535
9536                 id = dynptr_id(env, reg);
9537                 if (id < 0) {
9538                         verbose(env, "verifier internal error: failed to obtain dynptr id\n");
9539                         return id;
9540                 }
9541
9542                 ref_obj_id = dynptr_ref_obj_id(env, reg);
9543                 if (ref_obj_id < 0) {
9544                         verbose(env, "verifier internal error: failed to obtain dynptr ref_obj_id\n");
9545                         return ref_obj_id;
9546                 }
9547
9548                 meta.dynptr_id = id;
9549                 meta.ref_obj_id = ref_obj_id;
9550
9551                 break;
9552         }
9553         case BPF_FUNC_dynptr_write:
9554         {
9555                 enum bpf_dynptr_type dynptr_type;
9556                 struct bpf_reg_state *reg;
9557
9558                 reg = get_dynptr_arg_reg(env, fn, regs);
9559                 if (!reg)
9560                         return -EFAULT;
9561
9562                 dynptr_type = dynptr_get_type(env, reg);
9563                 if (dynptr_type == BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID)
9564                         return -EFAULT;
9565
9566                 if (dynptr_type == BPF_DYNPTR_TYPE_SKB)
9567                         /* this will trigger clear_all_pkt_pointers(), which will
9568                          * invalidate all dynptr slices associated with the skb
9569                          */
9570                         changes_data = true;
9571
9572                 break;
9573         }
9574         case BPF_FUNC_user_ringbuf_drain:
9575                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
9576                                         set_user_ringbuf_callback_state);
9577                 break;
9578         }
9579
9580         if (err)
9581                 return err;
9582
9583         /* reset caller saved regs */
9584         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
9585                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
9586                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
9587         }
9588
9589         /* helper call returns 64-bit value. */
9590         regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
9591
9592         /* update return register (already marked as written above) */
9593         ret_type = fn->ret_type;
9594         ret_flag = type_flag(ret_type);
9595
9596         switch (base_type(ret_type)) {
9597         case RET_INTEGER:
9598                 /* sets type to SCALAR_VALUE */
9599                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
9600                 break;
9601         case RET_VOID:
9602                 regs[BPF_REG_0].type = NOT_INIT;
9603                 break;
9604         case RET_PTR_TO_MAP_VALUE:
9605                 /* There is no offset yet applied, variable or fixed */
9606                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9607                 /* remember map_ptr, so that check_map_access()
9608                  * can check 'value_size' boundary of memory access
9609                  * to map element returned from bpf_map_lookup_elem()
9610                  */
9611                 if (meta.map_ptr == NULL) {
9612                         verbose(env,
9613                                 "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
9614                         return -EINVAL;
9615                 }
9616                 regs[BPF_REG_0].map_ptr = meta.map_ptr;
9617                 regs[BPF_REG_0].map_uid = meta.map_uid;
9618                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MAP_VALUE | ret_flag;
9619                 if (!type_may_be_null(ret_type) &&
9620                     btf_record_has_field(meta.map_ptr->record, BPF_SPIN_LOCK)) {
9621                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
9622                 }
9623                 break;
9624         case RET_PTR_TO_SOCKET:
9625                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9626                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCKET | ret_flag;
9627                 break;
9628         case RET_PTR_TO_SOCK_COMMON:
9629                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9630                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCK_COMMON | ret_flag;
9631                 break;
9632         case RET_PTR_TO_TCP_SOCK:
9633                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9634                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_TCP_SOCK | ret_flag;
9635                 break;
9636         case RET_PTR_TO_MEM:
9637                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9638                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | ret_flag;
9639                 regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.mem_size;
9640                 break;
9641         case RET_PTR_TO_MEM_OR_BTF_ID:
9642         {
9643                 const struct btf_type *t;
9644
9645                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9646                 t = btf_type_skip_modifiers(meta.ret_btf, meta.ret_btf_id, NULL);
9647                 if (!btf_type_is_struct(t)) {
9648                         u32 tsize;
9649                         const struct btf_type *ret;
9650                         const char *tname;
9651
9652                         /* resolve the type size of ksym. */
9653                         ret = btf_resolve_size(meta.ret_btf, t, &tsize);
9654                         if (IS_ERR(ret)) {
9655                                 tname = btf_name_by_offset(meta.ret_btf, t->name_off);
9656                                 verbose(env, "unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
9657                                         tname, PTR_ERR(ret));
9658                                 return -EINVAL;
9659                         }
9660                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | ret_flag;
9661                         regs[BPF_REG_0].mem_size = tsize;
9662                 } else {
9663                         /* MEM_RDONLY may be carried from ret_flag, but it
9664                          * doesn't apply on PTR_TO_BTF_ID. Fold it, otherwise
9665                          * it will confuse the check of PTR_TO_BTF_ID in
9666                          * check_mem_access().
9667                          */
9668                         ret_flag &= ~MEM_RDONLY;
9669
9670                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | ret_flag;
9671                         regs[BPF_REG_0].btf = meta.ret_btf;
9672                         regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.ret_btf_id;
9673                 }
9674                 break;
9675         }
9676         case RET_PTR_TO_BTF_ID:
9677         {
9678                 struct btf *ret_btf;
9679                 int ret_btf_id;
9680
9681                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9682                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | ret_flag;
9683                 if (func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg) {
9684                         ret_btf = meta.kptr_field->kptr.btf;
9685                         ret_btf_id = meta.kptr_field->kptr.btf_id;
9686                         if (!btf_is_kernel(ret_btf))
9687                                 regs[BPF_REG_0].type |= MEM_ALLOC;
9688                 } else {
9689                         if (fn->ret_btf_id == BPF_PTR_POISON) {
9690                                 verbose(env, "verifier internal error:");
9691                                 verbose(env, "func %s has non-overwritten BPF_PTR_POISON return type\n",
9692                                         func_id_name(func_id));
9693                                 return -EINVAL;
9694                         }
9695                         ret_btf = btf_vmlinux;
9696                         ret_btf_id = *fn->ret_btf_id;
9697                 }
9698                 if (ret_btf_id == 0) {
9699                         verbose(env, "invalid return type %u of func %s#%d\n",
9700                                 base_type(ret_type), func_id_name(func_id),
9701                                 func_id);
9702                         return -EINVAL;
9703                 }
9704                 regs[BPF_REG_0].btf = ret_btf;
9705                 regs[BPF_REG_0].btf_id = ret_btf_id;
9706                 break;
9707         }
9708         default:
9709                 verbose(env, "unknown return type %u of func %s#%d\n",
9710                         base_type(ret_type), func_id_name(func_id), func_id);
9711                 return -EINVAL;
9712         }
9713
9714         if (type_may_be_null(regs[BPF_REG_0].type))
9715                 regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
9716
9717         if (helper_multiple_ref_obj_use(func_id, meta.map_ptr)) {
9718                 verbose(env, "verifier internal error: func %s#%d sets ref_obj_id more than once\n",
9719                         func_id_name(func_id), func_id);
9720                 return -EFAULT;
9721         }
9722
9723         if (is_dynptr_ref_function(func_id))
9724                 regs[BPF_REG_0].dynptr_id = meta.dynptr_id;
9725
9726         if (is_ptr_cast_function(func_id) || is_dynptr_ref_function(func_id)) {
9727                 /* For release_reference() */
9728                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
9729         } else if (is_acquire_function(func_id, meta.map_ptr)) {
9730                 int id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
9731
9732                 if (id < 0)
9733                         return id;
9734                 /* For mark_ptr_or_null_reg() */
9735                 regs[BPF_REG_0].id = id;
9736                 /* For release_reference() */
9737                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = id;
9738         }
9739
9740         do_refine_retval_range(regs, fn->ret_type, func_id, &meta);
9741
9742         err = check_map_func_compatibility(env, meta.map_ptr, func_id);
9743         if (err)
9744                 return err;
9745
9746         if ((func_id == BPF_FUNC_get_stack ||
9747              func_id == BPF_FUNC_get_task_stack) &&
9748             !env->prog->has_callchain_buf) {
9749                 const char *err_str;
9750
9751 #ifdef CONFIG_PERF_EVENTS
9752                 err = get_callchain_buffers(sysctl_perf_event_max_stack);
9753                 err_str = "cannot get callchain buffer for func %s#%d\n";
9754 #else
9755                 err = -ENOTSUPP;
9756                 err_str = "func %s#%d not supported without CONFIG_PERF_EVENTS\n";
9757 #endif
9758                 if (err) {
9759                         verbose(env, err_str, func_id_name(func_id), func_id);
9760                         return err;
9761                 }
9762
9763                 env->prog->has_callchain_buf = true;
9764         }
9765
9766         if (func_id == BPF_FUNC_get_stackid || func_id == BPF_FUNC_get_stack)
9767                 env->prog->call_get_stack = true;
9768
9769         if (func_id == BPF_FUNC_get_func_ip) {
9770                 if (check_get_func_ip(env))
9771                         return -ENOTSUPP;
9772                 env->prog->call_get_func_ip = true;
9773         }
9774
9775         if (changes_data)
9776                 clear_all_pkt_pointers(env);
9777         return 0;
9778 }
9779
9780 /* mark_btf_func_reg_size() is used when the reg size is determined by
9781  * the BTF func_proto's return value size and argument.
9782  */
9783 static void mark_btf_func_reg_size(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
9784                                    size_t reg_size)
9785 {
9786         struct bpf_reg_state *reg = &cur_regs(env)[regno];
9787
9788         if (regno == BPF_REG_0) {
9789                 /* Function return value */
9790                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
9791                 reg->subreg_def = reg_size == sizeof(u64) ?
9792                         DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
9793         } else {
9794                 /* Function argument */
9795                 if (reg_size == sizeof(u64)) {
9796                         mark_insn_zext(env, reg);
9797                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
9798                 } else {
9799                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ32);
9800                 }
9801         }
9802 }
9803
9804 static bool is_kfunc_acquire(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
9805 {
9806         return meta->kfunc_flags & KF_ACQUIRE;
9807 }
9808
9809 static bool is_kfunc_release(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
9810 {
9811         return meta->kfunc_flags & KF_RELEASE;
9812 }
9813
9814 static bool is_kfunc_trusted_args(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
9815 {
9816         return (meta->kfunc_flags & KF_TRUSTED_ARGS) || is_kfunc_release(meta);
9817 }
9818
9819 static bool is_kfunc_sleepable(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
9820 {
9821         return meta->kfunc_flags & KF_SLEEPABLE;
9822 }
9823
9824 static bool is_kfunc_destructive(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
9825 {
9826         return meta->kfunc_flags & KF_DESTRUCTIVE;
9827 }
9828
9829 static bool is_kfunc_rcu(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
9830 {
9831         return meta->kfunc_flags & KF_RCU;
9832 }
9833
9834 static bool __kfunc_param_match_suffix(const struct btf *btf,
9835                                        const struct btf_param *arg,
9836                                        const char *suffix)
9837 {
9838         int suffix_len = strlen(suffix), len;
9839         const char *param_name;
9840
9841         /* In the future, this can be ported to use BTF tagging */
9842         param_name = btf_name_by_offset(btf, arg->name_off);
9843         if (str_is_empty(param_name))
9844                 return false;
9845         len = strlen(param_name);
9846         if (len < suffix_len)
9847                 return false;
9848         param_name += len - suffix_len;
9849         return !strncmp(param_name, suffix, suffix_len);
9850 }
9851
9852 static bool is_kfunc_arg_mem_size(const struct btf *btf,
9853                                   const struct btf_param *arg,
9854                                   const struct bpf_reg_state *reg)
9855 {
9856         const struct btf_type *t;
9857
9858         t = btf_type_skip_modifiers(btf, arg->type, NULL);
9859         if (!btf_type_is_scalar(t) || reg->type != SCALAR_VALUE)
9860                 return false;
9861
9862         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__sz");
9863 }
9864
9865 static bool is_kfunc_arg_const_mem_size(const struct btf *btf,
9866                                         const struct btf_param *arg,
9867                                         const struct bpf_reg_state *reg)
9868 {
9869         const struct btf_type *t;
9870
9871         t = btf_type_skip_modifiers(btf, arg->type, NULL);
9872         if (!btf_type_is_scalar(t) || reg->type != SCALAR_VALUE)
9873                 return false;
9874
9875         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__szk");
9876 }
9877
9878 static bool is_kfunc_arg_optional(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9879 {
9880         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__opt");
9881 }
9882
9883 static bool is_kfunc_arg_constant(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9884 {
9885         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__k");
9886 }
9887
9888 static bool is_kfunc_arg_ignore(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9889 {
9890         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__ign");
9891 }
9892
9893 static bool is_kfunc_arg_alloc_obj(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9894 {
9895         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__alloc");
9896 }
9897
9898 static bool is_kfunc_arg_uninit(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9899 {
9900         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__uninit");
9901 }
9902
9903 static bool is_kfunc_arg_refcounted_kptr(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9904 {
9905         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__refcounted_kptr");
9906 }
9907
9908 static bool is_kfunc_arg_scalar_with_name(const struct btf *btf,
9909                                           const struct btf_param *arg,
9910                                           const char *name)
9911 {
9912         int len, target_len = strlen(name);
9913         const char *param_name;
9914
9915         param_name = btf_name_by_offset(btf, arg->name_off);
9916         if (str_is_empty(param_name))
9917                 return false;
9918         len = strlen(param_name);
9919         if (len != target_len)
9920                 return false;
9921         if (strcmp(param_name, name))
9922                 return false;
9923
9924         return true;
9925 }
9926
9927 enum {
9928         KF_ARG_DYNPTR_ID,
9929         KF_ARG_LIST_HEAD_ID,
9930         KF_ARG_LIST_NODE_ID,
9931         KF_ARG_RB_ROOT_ID,
9932         KF_ARG_RB_NODE_ID,
9933 };
9934
9935 BTF_ID_LIST(kf_arg_btf_ids)
9936 BTF_ID(struct, bpf_dynptr_kern)
9937 BTF_ID(struct, bpf_list_head)
9938 BTF_ID(struct, bpf_list_node)
9939 BTF_ID(struct, bpf_rb_root)
9940 BTF_ID(struct, bpf_rb_node)
9941
9942 static bool __is_kfunc_ptr_arg_type(const struct btf *btf,
9943                                     const struct btf_param *arg, int type)
9944 {
9945         const struct btf_type *t;
9946         u32 res_id;
9947
9948         t = btf_type_skip_modifiers(btf, arg->type, NULL);
9949         if (!t)
9950                 return false;
9951         if (!btf_type_is_ptr(t))
9952                 return false;
9953         t = btf_type_skip_modifiers(btf, t->type, &res_id);
9954         if (!t)
9955                 return false;
9956         return btf_types_are_same(btf, res_id, btf_vmlinux, kf_arg_btf_ids[type]);
9957 }
9958
9959 static bool is_kfunc_arg_dynptr(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9960 {
9961         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_DYNPTR_ID);
9962 }
9963
9964 static bool is_kfunc_arg_list_head(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9965 {
9966         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_LIST_HEAD_ID);
9967 }
9968
9969 static bool is_kfunc_arg_list_node(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9970 {
9971         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_LIST_NODE_ID);
9972 }
9973
9974 static bool is_kfunc_arg_rbtree_root(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9975 {
9976         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_RB_ROOT_ID);
9977 }
9978
9979 static bool is_kfunc_arg_rbtree_node(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9980 {
9981         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_RB_NODE_ID);
9982 }
9983
9984 static bool is_kfunc_arg_callback(struct bpf_verifier_env *env, const struct btf *btf,
9985                                   const struct btf_param *arg)
9986 {
9987         const struct btf_type *t;
9988
9989         t = btf_type_resolve_func_ptr(btf, arg->type, NULL);
9990         if (!t)
9991                 return false;
9992
9993         return true;
9994 }
9995
9996 /* Returns true if struct is composed of scalars, 4 levels of nesting allowed */
9997 static bool __btf_type_is_scalar_struct(struct bpf_verifier_env *env,
9998                                         const struct btf *btf,
9999                                         const struct btf_type *t, int rec)
10000 {
10001         const struct btf_type *member_type;
10002         const struct btf_member *member;
10003         u32 i;
10004
10005         if (!btf_type_is_struct(t))
10006                 return false;
10007
10008         for_each_member(i, t, member) {
10009                 const struct btf_array *array;
10010
10011                 member_type = btf_type_skip_modifiers(btf, member->type, NULL);
10012                 if (btf_type_is_struct(member_type)) {
10013                         if (rec >= 3) {
10014                                 verbose(env, "max struct nesting depth exceeded\n");
10015                                 return false;
10016                         }
10017                         if (!__btf_type_is_scalar_struct(env, btf, member_type, rec + 1))
10018                                 return false;
10019                         continue;
10020                 }
10021                 if (btf_type_is_array(member_type)) {
10022                         array = btf_array(member_type);
10023                         if (!array->nelems)
10024                                 return false;
10025                         member_type = btf_type_skip_modifiers(btf, array->type, NULL);
10026                         if (!btf_type_is_scalar(member_type))
10027                                 return false;
10028                         continue;
10029                 }
10030                 if (!btf_type_is_scalar(member_type))
10031                         return false;
10032         }
10033         return true;
10034 }
10035
10036
10037 static u32 *reg2btf_ids[__BPF_REG_TYPE_MAX] = {
10038 #ifdef CONFIG_NET
10039         [PTR_TO_SOCKET] = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK],
10040         [PTR_TO_SOCK_COMMON] = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK_COMMON],
10041         [PTR_TO_TCP_SOCK] = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_TCP],
10042 #endif
10043 };
10044
10045 enum kfunc_ptr_arg_type {
10046         KF_ARG_PTR_TO_CTX,
10047         KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID,    /* Allocated object */
10048         KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR, /* Refcounted local kptr */
10049         KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR,
10050         KF_ARG_PTR_TO_ITER,
10051         KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD,
10052         KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE,
10053         KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID,          /* Also covers reg2btf_ids conversions */
10054         KF_ARG_PTR_TO_MEM,
10055         KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE,        /* Size derived from next argument, skip it */
10056         KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK,
10057         KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT,
10058         KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE,
10059 };
10060
10061 enum special_kfunc_type {
10062         KF_bpf_obj_new_impl,
10063         KF_bpf_obj_drop_impl,
10064         KF_bpf_refcount_acquire_impl,
10065         KF_bpf_list_push_front_impl,
10066         KF_bpf_list_push_back_impl,
10067         KF_bpf_list_pop_front,
10068         KF_bpf_list_pop_back,
10069         KF_bpf_cast_to_kern_ctx,
10070         KF_bpf_rdonly_cast,
10071         KF_bpf_rcu_read_lock,
10072         KF_bpf_rcu_read_unlock,
10073         KF_bpf_rbtree_remove,
10074         KF_bpf_rbtree_add_impl,
10075         KF_bpf_rbtree_first,
10076         KF_bpf_dynptr_from_skb,
10077         KF_bpf_dynptr_from_xdp,
10078         KF_bpf_dynptr_slice,
10079         KF_bpf_dynptr_slice_rdwr,
10080         KF_bpf_dynptr_clone,
10081 };
10082
10083 BTF_SET_START(special_kfunc_set)
10084 BTF_ID(func, bpf_obj_new_impl)
10085 BTF_ID(func, bpf_obj_drop_impl)
10086 BTF_ID(func, bpf_refcount_acquire_impl)
10087 BTF_ID(func, bpf_list_push_front_impl)
10088 BTF_ID(func, bpf_list_push_back_impl)
10089 BTF_ID(func, bpf_list_pop_front)
10090 BTF_ID(func, bpf_list_pop_back)
10091 BTF_ID(func, bpf_cast_to_kern_ctx)
10092 BTF_ID(func, bpf_rdonly_cast)
10093 BTF_ID(func, bpf_rbtree_remove)
10094 BTF_ID(func, bpf_rbtree_add_impl)
10095 BTF_ID(func, bpf_rbtree_first)
10096 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_skb)
10097 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_xdp)
10098 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice)
10099 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice_rdwr)
10100 BTF_ID(func, bpf_dynptr_clone)
10101 BTF_SET_END(special_kfunc_set)
10102
10103 BTF_ID_LIST(special_kfunc_list)
10104 BTF_ID(func, bpf_obj_new_impl)
10105 BTF_ID(func, bpf_obj_drop_impl)
10106 BTF_ID(func, bpf_refcount_acquire_impl)
10107 BTF_ID(func, bpf_list_push_front_impl)
10108 BTF_ID(func, bpf_list_push_back_impl)
10109 BTF_ID(func, bpf_list_pop_front)
10110 BTF_ID(func, bpf_list_pop_back)
10111 BTF_ID(func, bpf_cast_to_kern_ctx)
10112 BTF_ID(func, bpf_rdonly_cast)
10113 BTF_ID(func, bpf_rcu_read_lock)
10114 BTF_ID(func, bpf_rcu_read_unlock)
10115 BTF_ID(func, bpf_rbtree_remove)
10116 BTF_ID(func, bpf_rbtree_add_impl)
10117 BTF_ID(func, bpf_rbtree_first)
10118 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_skb)
10119 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_xdp)
10120 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice)
10121 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice_rdwr)
10122 BTF_ID(func, bpf_dynptr_clone)
10123
10124 static bool is_kfunc_ret_null(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10125 {
10126         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl] &&
10127             meta->arg_owning_ref) {
10128                 return false;
10129         }
10130
10131         return meta->kfunc_flags & KF_RET_NULL;
10132 }
10133
10134 static bool is_kfunc_bpf_rcu_read_lock(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10135 {
10136         return meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rcu_read_lock];
10137 }
10138
10139 static bool is_kfunc_bpf_rcu_read_unlock(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10140 {
10141         return meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rcu_read_unlock];
10142 }
10143
10144 static enum kfunc_ptr_arg_type
10145 get_kfunc_ptr_arg_type(struct bpf_verifier_env *env,
10146                        struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
10147                        const struct btf_type *t, const struct btf_type *ref_t,
10148                        const char *ref_tname, const struct btf_param *args,
10149                        int argno, int nargs)
10150 {
10151         u32 regno = argno + 1;
10152         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
10153         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
10154         bool arg_mem_size = false;
10155
10156         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx])
10157                 return KF_ARG_PTR_TO_CTX;
10158
10159         /* In this function, we verify the kfunc's BTF as per the argument type,
10160          * leaving the rest of the verification with respect to the register
10161          * type to our caller. When a set of conditions hold in the BTF type of
10162          * arguments, we resolve it to a known kfunc_ptr_arg_type.
10163          */
10164         if (btf_get_prog_ctx_type(&env->log, meta->btf, t, resolve_prog_type(env->prog), argno))
10165                 return KF_ARG_PTR_TO_CTX;
10166
10167         if (is_kfunc_arg_alloc_obj(meta->btf, &args[argno]))
10168                 return KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID;
10169
10170         if (is_kfunc_arg_refcounted_kptr(meta->btf, &args[argno]))
10171                 return KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR;
10172
10173         if (is_kfunc_arg_dynptr(meta->btf, &args[argno]))
10174                 return KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR;
10175
10176         if (is_kfunc_arg_iter(meta, argno))
10177                 return KF_ARG_PTR_TO_ITER;
10178
10179         if (is_kfunc_arg_list_head(meta->btf, &args[argno]))
10180                 return KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD;
10181
10182         if (is_kfunc_arg_list_node(meta->btf, &args[argno]))
10183                 return KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE;
10184
10185         if (is_kfunc_arg_rbtree_root(meta->btf, &args[argno]))
10186                 return KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT;
10187
10188         if (is_kfunc_arg_rbtree_node(meta->btf, &args[argno]))
10189                 return KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE;
10190
10191         if ((base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID || reg2btf_ids[base_type(reg->type)])) {
10192                 if (!btf_type_is_struct(ref_t)) {
10193                         verbose(env, "kernel function %s args#%d pointer type %s %s is not supported\n",
10194                                 meta->func_name, argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname);
10195                         return -EINVAL;
10196                 }
10197                 return KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID;
10198         }
10199
10200         if (is_kfunc_arg_callback(env, meta->btf, &args[argno]))
10201                 return KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK;
10202
10203
10204         if (argno + 1 < nargs &&
10205             (is_kfunc_arg_mem_size(meta->btf, &args[argno + 1], &regs[regno + 1]) ||
10206              is_kfunc_arg_const_mem_size(meta->btf, &args[argno + 1], &regs[regno + 1])))
10207                 arg_mem_size = true;
10208
10209         /* This is the catch all argument type of register types supported by
10210          * check_helper_mem_access. However, we only allow when argument type is
10211          * pointer to scalar, or struct composed (recursively) of scalars. When
10212          * arg_mem_size is true, the pointer can be void *.
10213          */
10214         if (!btf_type_is_scalar(ref_t) && !__btf_type_is_scalar_struct(env, meta->btf, ref_t, 0) &&
10215             (arg_mem_size ? !btf_type_is_void(ref_t) : 1)) {
10216                 verbose(env, "arg#%d pointer type %s %s must point to %sscalar, or struct with scalar\n",
10217                         argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname, arg_mem_size ? "void, " : "");
10218                 return -EINVAL;
10219         }
10220         return arg_mem_size ? KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE : KF_ARG_PTR_TO_MEM;
10221 }
10222
10223 static int process_kf_arg_ptr_to_btf_id(struct bpf_verifier_env *env,
10224                                         struct bpf_reg_state *reg,
10225                                         const struct btf_type *ref_t,
10226                                         const char *ref_tname, u32 ref_id,
10227                                         struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
10228                                         int argno)
10229 {
10230         const struct btf_type *reg_ref_t;
10231         bool strict_type_match = false;
10232         const struct btf *reg_btf;
10233         const char *reg_ref_tname;
10234         u32 reg_ref_id;
10235
10236         if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID) {
10237                 reg_btf = reg->btf;
10238                 reg_ref_id = reg->btf_id;
10239         } else {
10240                 reg_btf = btf_vmlinux;
10241                 reg_ref_id = *reg2btf_ids[base_type(reg->type)];
10242         }
10243
10244         /* Enforce strict type matching for calls to kfuncs that are acquiring
10245          * or releasing a reference, or are no-cast aliases. We do _not_
10246          * enforce strict matching for plain KF_TRUSTED_ARGS kfuncs by default,
10247          * as we want to enable BPF programs to pass types that are bitwise
10248          * equivalent without forcing them to explicitly cast with something
10249          * like bpf_cast_to_kern_ctx().
10250          *
10251          * For example, say we had a type like the following:
10252          *
10253          * struct bpf_cpumask {
10254          *      cpumask_t cpumask;
10255          *      refcount_t usage;
10256          * };
10257          *
10258          * Note that as specified in <linux/cpumask.h>, cpumask_t is typedef'ed
10259          * to a struct cpumask, so it would be safe to pass a struct
10260          * bpf_cpumask * to a kfunc expecting a struct cpumask *.
10261          *
10262          * The philosophy here is similar to how we allow scalars of different
10263          * types to be passed to kfuncs as long as the size is the same. The
10264          * only difference here is that we're simply allowing
10265          * btf_struct_ids_match() to walk the struct at the 0th offset, and
10266          * resolve types.
10267          */
10268         if (is_kfunc_acquire(meta) ||
10269             (is_kfunc_release(meta) && reg->ref_obj_id) ||
10270             btf_type_ids_nocast_alias(&env->log, reg_btf, reg_ref_id, meta->btf, ref_id))
10271                 strict_type_match = true;
10272
10273         WARN_ON_ONCE(is_kfunc_trusted_args(meta) && reg->off);
10274
10275         reg_ref_t = btf_type_skip_modifiers(reg_btf, reg_ref_id, &reg_ref_id);
10276         reg_ref_tname = btf_name_by_offset(reg_btf, reg_ref_t->name_off);
10277         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg_btf, reg_ref_id, reg->off, meta->btf, ref_id, strict_type_match)) {
10278                 verbose(env, "kernel function %s args#%d expected pointer to %s %s but R%d has a pointer to %s %s\n",
10279                         meta->func_name, argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname, argno + 1,
10280                         btf_type_str(reg_ref_t), reg_ref_tname);
10281                 return -EINVAL;
10282         }
10283         return 0;
10284 }
10285
10286 static int ref_set_non_owning(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
10287 {
10288         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
10289
10290         if (!state->active_lock.ptr) {
10291                 verbose(env, "verifier internal error: ref_set_non_owning w/o active lock\n");
10292                 return -EFAULT;
10293         }
10294
10295         if (type_flag(reg->type) & NON_OWN_REF) {
10296                 verbose(env, "verifier internal error: NON_OWN_REF already set\n");
10297                 return -EFAULT;
10298         }
10299
10300         reg->type |= NON_OWN_REF;
10301         return 0;
10302 }
10303
10304 static int ref_convert_owning_non_owning(struct bpf_verifier_env *env, u32 ref_obj_id)
10305 {
10306         struct bpf_func_state *state, *unused;
10307         struct bpf_reg_state *reg;
10308         int i;
10309
10310         state = cur_func(env);
10311
10312         if (!ref_obj_id) {
10313                 verbose(env, "verifier internal error: ref_obj_id is zero for "
10314                              "owning -> non-owning conversion\n");
10315                 return -EFAULT;
10316         }
10317
10318         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
10319                 if (state->refs[i].id != ref_obj_id)
10320                         continue;
10321
10322                 /* Clear ref_obj_id here so release_reference doesn't clobber
10323                  * the whole reg
10324                  */
10325                 bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, unused, reg, ({
10326                         if (reg->ref_obj_id == ref_obj_id) {
10327                                 reg->ref_obj_id = 0;
10328                                 ref_set_non_owning(env, reg);
10329                         }
10330                 }));
10331                 return 0;
10332         }
10333
10334         verbose(env, "verifier internal error: ref state missing for ref_obj_id\n");
10335         return -EFAULT;
10336 }
10337
10338 /* Implementation details:
10339  *
10340  * Each register points to some region of memory, which we define as an
10341  * allocation. Each allocation may embed a bpf_spin_lock which protects any
10342  * special BPF objects (bpf_list_head, bpf_rb_root, etc.) part of the same
10343  * allocation. The lock and the data it protects are colocated in the same
10344  * memory region.
10345  *
10346  * Hence, everytime a register holds a pointer value pointing to such
10347  * allocation, the verifier preserves a unique reg->id for it.
10348  *
10349  * The verifier remembers the lock 'ptr' and the lock 'id' whenever
10350  * bpf_spin_lock is called.
10351  *
10352  * To enable this, lock state in the verifier captures two values:
10353  *      active_lock.ptr = Register's type specific pointer
10354  *      active_lock.id  = A unique ID for each register pointer value
10355  *
10356  * Currently, PTR_TO_MAP_VALUE and PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC are the two
10357  * supported register types.
10358  *
10359  * The active_lock.ptr in case of map values is the reg->map_ptr, and in case of
10360  * allocated objects is the reg->btf pointer.
10361  *
10362  * The active_lock.id is non-unique for maps supporting direct_value_addr, as we
10363  * can establish the provenance of the map value statically for each distinct
10364  * lookup into such maps. They always contain a single map value hence unique
10365  * IDs for each pseudo load pessimizes the algorithm and rejects valid programs.
10366  *
10367  * So, in case of global variables, they use array maps with max_entries = 1,
10368  * hence their active_lock.ptr becomes map_ptr and id = 0 (since they all point
10369  * into the same map value as max_entries is 1, as described above).
10370  *
10371  * In case of inner map lookups, the inner map pointer has same map_ptr as the
10372  * outer map pointer (in verifier context), but each lookup into an inner map
10373  * assigns a fresh reg->id to the lookup, so while lookups into distinct inner
10374  * maps from the same outer map share the same map_ptr as active_lock.ptr, they
10375  * will get different reg->id assigned to each lookup, hence different
10376  * active_lock.id.
10377  *
10378  * In case of allocated objects, active_lock.ptr is the reg->btf, and the
10379  * reg->id is a unique ID preserved after the NULL pointer check on the pointer
10380  * returned from bpf_obj_new. Each allocation receives a new reg->id.
10381  */
10382 static int check_reg_allocation_locked(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
10383 {
10384         void *ptr;
10385         u32 id;
10386
10387         switch ((int)reg->type) {
10388         case PTR_TO_MAP_VALUE:
10389                 ptr = reg->map_ptr;
10390                 break;
10391         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC:
10392                 ptr = reg->btf;
10393                 break;
10394         default:
10395                 verbose(env, "verifier internal error: unknown reg type for lock check\n");
10396                 return -EFAULT;
10397         }
10398         id = reg->id;
10399
10400         if (!env->cur_state->active_lock.ptr)
10401                 return -EINVAL;
10402         if (env->cur_state->active_lock.ptr != ptr ||
10403             env->cur_state->active_lock.id != id) {
10404                 verbose(env, "held lock and object are not in the same allocation\n");
10405                 return -EINVAL;
10406         }
10407         return 0;
10408 }
10409
10410 static bool is_bpf_list_api_kfunc(u32 btf_id)
10411 {
10412         return btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
10413                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl] ||
10414                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_front] ||
10415                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_back];
10416 }
10417
10418 static bool is_bpf_rbtree_api_kfunc(u32 btf_id)
10419 {
10420         return btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl] ||
10421                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove] ||
10422                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_first];
10423 }
10424
10425 static bool is_bpf_graph_api_kfunc(u32 btf_id)
10426 {
10427         return is_bpf_list_api_kfunc(btf_id) || is_bpf_rbtree_api_kfunc(btf_id) ||
10428                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl];
10429 }
10430
10431 static bool is_callback_calling_kfunc(u32 btf_id)
10432 {
10433         return btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl];
10434 }
10435
10436 static bool is_rbtree_lock_required_kfunc(u32 btf_id)
10437 {
10438         return is_bpf_rbtree_api_kfunc(btf_id);
10439 }
10440
10441 static bool check_kfunc_is_graph_root_api(struct bpf_verifier_env *env,
10442                                           enum btf_field_type head_field_type,
10443                                           u32 kfunc_btf_id)
10444 {
10445         bool ret;
10446
10447         switch (head_field_type) {
10448         case BPF_LIST_HEAD:
10449                 ret = is_bpf_list_api_kfunc(kfunc_btf_id);
10450                 break;
10451         case BPF_RB_ROOT:
10452                 ret = is_bpf_rbtree_api_kfunc(kfunc_btf_id);
10453                 break;
10454         default:
10455                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected graph root argument type %s\n",
10456                         btf_field_type_name(head_field_type));
10457                 return false;
10458         }
10459
10460         if (!ret)
10461                 verbose(env, "verifier internal error: %s head arg for unknown kfunc\n",
10462                         btf_field_type_name(head_field_type));
10463         return ret;
10464 }
10465
10466 static bool check_kfunc_is_graph_node_api(struct bpf_verifier_env *env,
10467                                           enum btf_field_type node_field_type,
10468                                           u32 kfunc_btf_id)
10469 {
10470         bool ret;
10471
10472         switch (node_field_type) {
10473         case BPF_LIST_NODE:
10474                 ret = (kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
10475                        kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl]);
10476                 break;
10477         case BPF_RB_NODE:
10478                 ret = (kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove] ||
10479                        kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]);
10480                 break;
10481         default:
10482                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected graph node argument type %s\n",
10483                         btf_field_type_name(node_field_type));
10484                 return false;
10485         }
10486
10487         if (!ret)
10488                 verbose(env, "verifier internal error: %s node arg for unknown kfunc\n",
10489                         btf_field_type_name(node_field_type));
10490         return ret;
10491 }
10492
10493 static int
10494 __process_kf_arg_ptr_to_graph_root(struct bpf_verifier_env *env,
10495                                    struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10496                                    struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
10497                                    enum btf_field_type head_field_type,
10498                                    struct btf_field **head_field)
10499 {
10500         const char *head_type_name;
10501         struct btf_field *field;
10502         struct btf_record *rec;
10503         u32 head_off;
10504
10505         if (meta->btf != btf_vmlinux) {
10506                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected btf mismatch in kfunc call\n");
10507                 return -EFAULT;
10508         }
10509
10510         if (!check_kfunc_is_graph_root_api(env, head_field_type, meta->func_id))
10511                 return -EFAULT;
10512
10513         head_type_name = btf_field_type_name(head_field_type);
10514         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
10515                 verbose(env,
10516                         "R%d doesn't have constant offset. %s has to be at the constant offset\n",
10517                         regno, head_type_name);
10518                 return -EINVAL;
10519         }
10520
10521         rec = reg_btf_record(reg);
10522         head_off = reg->off + reg->var_off.value;
10523         field = btf_record_find(rec, head_off, head_field_type);
10524         if (!field) {
10525                 verbose(env, "%s not found at offset=%u\n", head_type_name, head_off);
10526                 return -EINVAL;
10527         }
10528
10529         /* All functions require bpf_list_head to be protected using a bpf_spin_lock */
10530         if (check_reg_allocation_locked(env, reg)) {
10531                 verbose(env, "bpf_spin_lock at off=%d must be held for %s\n",
10532                         rec->spin_lock_off, head_type_name);
10533                 return -EINVAL;
10534         }
10535
10536         if (*head_field) {
10537                 verbose(env, "verifier internal error: repeating %s arg\n", head_type_name);
10538                 return -EFAULT;
10539         }
10540         *head_field = field;
10541         return 0;
10542 }
10543
10544 static int process_kf_arg_ptr_to_list_head(struct bpf_verifier_env *env,
10545                                            struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10546                                            struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10547 {
10548         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_root(env, reg, regno, meta, BPF_LIST_HEAD,
10549                                                           &meta->arg_list_head.field);
10550 }
10551
10552 static int process_kf_arg_ptr_to_rbtree_root(struct bpf_verifier_env *env,
10553                                              struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10554                                              struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10555 {
10556         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_root(env, reg, regno, meta, BPF_RB_ROOT,
10557                                                           &meta->arg_rbtree_root.field);
10558 }
10559
10560 static int
10561 __process_kf_arg_ptr_to_graph_node(struct bpf_verifier_env *env,
10562                                    struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10563                                    struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
10564                                    enum btf_field_type head_field_type,
10565                                    enum btf_field_type node_field_type,
10566                                    struct btf_field **node_field)
10567 {
10568         const char *node_type_name;
10569         const struct btf_type *et, *t;
10570         struct btf_field *field;
10571         u32 node_off;
10572
10573         if (meta->btf != btf_vmlinux) {
10574                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected btf mismatch in kfunc call\n");
10575                 return -EFAULT;
10576         }
10577
10578         if (!check_kfunc_is_graph_node_api(env, node_field_type, meta->func_id))
10579                 return -EFAULT;
10580
10581         node_type_name = btf_field_type_name(node_field_type);
10582         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
10583                 verbose(env,
10584                         "R%d doesn't have constant offset. %s has to be at the constant offset\n",
10585                         regno, node_type_name);
10586                 return -EINVAL;
10587         }
10588
10589         node_off = reg->off + reg->var_off.value;
10590         field = reg_find_field_offset(reg, node_off, node_field_type);
10591         if (!field || field->offset != node_off) {
10592                 verbose(env, "%s not found at offset=%u\n", node_type_name, node_off);
10593                 return -EINVAL;
10594         }
10595
10596         field = *node_field;
10597
10598         et = btf_type_by_id(field->graph_root.btf, field->graph_root.value_btf_id);
10599         t = btf_type_by_id(reg->btf, reg->btf_id);
10600         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, 0, field->graph_root.btf,
10601                                   field->graph_root.value_btf_id, true)) {
10602                 verbose(env, "operation on %s expects arg#1 %s at offset=%d "
10603                         "in struct %s, but arg is at offset=%d in struct %s\n",
10604                         btf_field_type_name(head_field_type),
10605                         btf_field_type_name(node_field_type),
10606                         field->graph_root.node_offset,
10607                         btf_name_by_offset(field->graph_root.btf, et->name_off),
10608                         node_off, btf_name_by_offset(reg->btf, t->name_off));
10609                 return -EINVAL;
10610         }
10611         meta->arg_btf = reg->btf;
10612         meta->arg_btf_id = reg->btf_id;
10613
10614         if (node_off != field->graph_root.node_offset) {
10615                 verbose(env, "arg#1 offset=%d, but expected %s at offset=%d in struct %s\n",
10616                         node_off, btf_field_type_name(node_field_type),
10617                         field->graph_root.node_offset,
10618                         btf_name_by_offset(field->graph_root.btf, et->name_off));
10619                 return -EINVAL;
10620         }
10621
10622         return 0;
10623 }
10624
10625 static int process_kf_arg_ptr_to_list_node(struct bpf_verifier_env *env,
10626                                            struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10627                                            struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10628 {
10629         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_node(env, reg, regno, meta,
10630                                                   BPF_LIST_HEAD, BPF_LIST_NODE,
10631                                                   &meta->arg_list_head.field);
10632 }
10633
10634 static int process_kf_arg_ptr_to_rbtree_node(struct bpf_verifier_env *env,
10635                                              struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10636                                              struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10637 {
10638         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_node(env, reg, regno, meta,
10639                                                   BPF_RB_ROOT, BPF_RB_NODE,
10640                                                   &meta->arg_rbtree_root.field);
10641 }
10642
10643 static int check_kfunc_args(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
10644                             int insn_idx)
10645 {
10646         const char *func_name = meta->func_name, *ref_tname;
10647         const struct btf *btf = meta->btf;
10648         const struct btf_param *args;
10649         struct btf_record *rec;
10650         u32 i, nargs;
10651         int ret;
10652
10653         args = (const struct btf_param *)(meta->func_proto + 1);
10654         nargs = btf_type_vlen(meta->func_proto);
10655         if (nargs > MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS) {
10656                 verbose(env, "Function %s has %d > %d args\n", func_name, nargs,
10657                         MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS);
10658                 return -EINVAL;
10659         }
10660
10661         /* Check that BTF function arguments match actual types that the
10662          * verifier sees.
10663          */
10664         for (i = 0; i < nargs; i++) {
10665                 struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[i + 1];
10666                 const struct btf_type *t, *ref_t, *resolve_ret;
10667                 enum bpf_arg_type arg_type = ARG_DONTCARE;
10668                 u32 regno = i + 1, ref_id, type_size;
10669                 bool is_ret_buf_sz = false;
10670                 int kf_arg_type;
10671
10672                 t = btf_type_skip_modifiers(btf, args[i].type, NULL);
10673
10674                 if (is_kfunc_arg_ignore(btf, &args[i]))
10675                         continue;
10676
10677                 if (btf_type_is_scalar(t)) {
10678                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
10679                                 verbose(env, "R%d is not a scalar\n", regno);
10680                                 return -EINVAL;
10681                         }
10682
10683                         if (is_kfunc_arg_constant(meta->btf, &args[i])) {
10684                                 if (meta->arg_constant.found) {
10685                                         verbose(env, "verifier internal error: only one constant argument permitted\n");
10686                                         return -EFAULT;
10687                                 }
10688                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
10689                                         verbose(env, "R%d must be a known constant\n", regno);
10690                                         return -EINVAL;
10691                                 }
10692                                 ret = mark_chain_precision(env, regno);
10693                                 if (ret < 0)
10694                                         return ret;
10695                                 meta->arg_constant.found = true;
10696                                 meta->arg_constant.value = reg->var_off.value;
10697                         } else if (is_kfunc_arg_scalar_with_name(btf, &args[i], "rdonly_buf_size")) {
10698                                 meta->r0_rdonly = true;
10699                                 is_ret_buf_sz = true;
10700                         } else if (is_kfunc_arg_scalar_with_name(btf, &args[i], "rdwr_buf_size")) {
10701                                 is_ret_buf_sz = true;
10702                         }
10703
10704                         if (is_ret_buf_sz) {
10705                                 if (meta->r0_size) {
10706                                         verbose(env, "2 or more rdonly/rdwr_buf_size parameters for kfunc");
10707                                         return -EINVAL;
10708                                 }
10709
10710                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
10711                                         verbose(env, "R%d is not a const\n", regno);
10712                                         return -EINVAL;
10713                                 }
10714
10715                                 meta->r0_size = reg->var_off.value;
10716                                 ret = mark_chain_precision(env, regno);
10717                                 if (ret)
10718                                         return ret;
10719                         }
10720                         continue;
10721                 }
10722
10723                 if (!btf_type_is_ptr(t)) {
10724                         verbose(env, "Unrecognized arg#%d type %s\n", i, btf_type_str(t));
10725                         return -EINVAL;
10726                 }
10727
10728                 if ((is_kfunc_trusted_args(meta) || is_kfunc_rcu(meta)) &&
10729                     (register_is_null(reg) || type_may_be_null(reg->type))) {
10730                         verbose(env, "Possibly NULL pointer passed to trusted arg%d\n", i);
10731                         return -EACCES;
10732                 }
10733
10734                 if (reg->ref_obj_id) {
10735                         if (is_kfunc_release(meta) && meta->ref_obj_id) {
10736                                 verbose(env, "verifier internal error: more than one arg with ref_obj_id R%d %u %u\n",
10737                                         regno, reg->ref_obj_id,
10738                                         meta->ref_obj_id);
10739                                 return -EFAULT;
10740                         }
10741                         meta->ref_obj_id = reg->ref_obj_id;
10742                         if (is_kfunc_release(meta))
10743                                 meta->release_regno = regno;
10744                 }
10745
10746                 ref_t = btf_type_skip_modifiers(btf, t->type, &ref_id);
10747                 ref_tname = btf_name_by_offset(btf, ref_t->name_off);
10748
10749                 kf_arg_type = get_kfunc_ptr_arg_type(env, meta, t, ref_t, ref_tname, args, i, nargs);
10750                 if (kf_arg_type < 0)
10751                         return kf_arg_type;
10752
10753                 switch (kf_arg_type) {
10754                 case KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID:
10755                 case KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID:
10756                         if (!is_kfunc_trusted_args(meta) && !is_kfunc_rcu(meta))
10757                                 break;
10758
10759                         if (!is_trusted_reg(reg)) {
10760                                 if (!is_kfunc_rcu(meta)) {
10761                                         verbose(env, "R%d must be referenced or trusted\n", regno);
10762                                         return -EINVAL;
10763                                 }
10764                                 if (!is_rcu_reg(reg)) {
10765                                         verbose(env, "R%d must be a rcu pointer\n", regno);
10766                                         return -EINVAL;
10767                                 }
10768                         }
10769
10770                         fallthrough;
10771                 case KF_ARG_PTR_TO_CTX:
10772                         /* Trusted arguments have the same offset checks as release arguments */
10773                         arg_type |= OBJ_RELEASE;
10774                         break;
10775                 case KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR:
10776                 case KF_ARG_PTR_TO_ITER:
10777                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD:
10778                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE:
10779                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT:
10780                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE:
10781                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM:
10782                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE:
10783                 case KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK:
10784                 case KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR:
10785                         /* Trusted by default */
10786                         break;
10787                 default:
10788                         WARN_ON_ONCE(1);
10789                         return -EFAULT;
10790                 }
10791
10792                 if (is_kfunc_release(meta) && reg->ref_obj_id)
10793                         arg_type |= OBJ_RELEASE;
10794                 ret = check_func_arg_reg_off(env, reg, regno, arg_type);
10795                 if (ret < 0)
10796                         return ret;
10797
10798                 switch (kf_arg_type) {
10799                 case KF_ARG_PTR_TO_CTX:
10800                         if (reg->type != PTR_TO_CTX) {
10801                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to ctx, but got %s\n", i, btf_type_str(t));
10802                                 return -EINVAL;
10803                         }
10804
10805                         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx]) {
10806                                 ret = get_kern_ctx_btf_id(&env->log, resolve_prog_type(env->prog));
10807                                 if (ret < 0)
10808                                         return -EINVAL;
10809                                 meta->ret_btf_id  = ret;
10810                         }
10811                         break;
10812                 case KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID:
10813                         if (reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
10814                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to allocated object\n", i);
10815                                 return -EINVAL;
10816                         }
10817                         if (!reg->ref_obj_id) {
10818                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
10819                                 return -EINVAL;
10820                         }
10821                         if (meta->btf == btf_vmlinux &&
10822                             meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_drop_impl]) {
10823                                 meta->arg_btf = reg->btf;
10824                                 meta->arg_btf_id = reg->btf_id;
10825                         }
10826                         break;
10827                 case KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR:
10828                 {
10829                         enum bpf_arg_type dynptr_arg_type = ARG_PTR_TO_DYNPTR;
10830                         int clone_ref_obj_id = 0;
10831
10832                         if (reg->type != PTR_TO_STACK &&
10833                             reg->type != CONST_PTR_TO_DYNPTR) {
10834                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to stack or dynptr_ptr\n", i);
10835                                 return -EINVAL;
10836                         }
10837
10838                         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
10839                                 dynptr_arg_type |= MEM_RDONLY;
10840
10841                         if (is_kfunc_arg_uninit(btf, &args[i]))
10842                                 dynptr_arg_type |= MEM_UNINIT;
10843
10844                         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_from_skb]) {
10845                                 dynptr_arg_type |= DYNPTR_TYPE_SKB;
10846                         } else if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_from_xdp]) {
10847                                 dynptr_arg_type |= DYNPTR_TYPE_XDP;
10848                         } else if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_clone] &&
10849                                    (dynptr_arg_type & MEM_UNINIT)) {
10850                                 enum bpf_dynptr_type parent_type = meta->initialized_dynptr.type;
10851
10852                                 if (parent_type == BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID) {
10853                                         verbose(env, "verifier internal error: no dynptr type for parent of clone\n");
10854                                         return -EFAULT;
10855                                 }
10856
10857                                 dynptr_arg_type |= (unsigned int)get_dynptr_type_flag(parent_type);
10858                                 clone_ref_obj_id = meta->initialized_dynptr.ref_obj_id;
10859                                 if (dynptr_type_refcounted(parent_type) && !clone_ref_obj_id) {
10860                                         verbose(env, "verifier internal error: missing ref obj id for parent of clone\n");
10861                                         return -EFAULT;
10862                                 }
10863                         }
10864
10865                         ret = process_dynptr_func(env, regno, insn_idx, dynptr_arg_type, clone_ref_obj_id);
10866                         if (ret < 0)
10867                                 return ret;
10868
10869                         if (!(dynptr_arg_type & MEM_UNINIT)) {
10870                                 int id = dynptr_id(env, reg);
10871
10872                                 if (id < 0) {
10873                                         verbose(env, "verifier internal error: failed to obtain dynptr id\n");
10874                                         return id;
10875                                 }
10876                                 meta->initialized_dynptr.id = id;
10877                                 meta->initialized_dynptr.type = dynptr_get_type(env, reg);
10878                                 meta->initialized_dynptr.ref_obj_id = dynptr_ref_obj_id(env, reg);
10879                         }
10880
10881                         break;
10882                 }
10883                 case KF_ARG_PTR_TO_ITER:
10884                         ret = process_iter_arg(env, regno, insn_idx, meta);
10885                         if (ret < 0)
10886                                 return ret;
10887                         break;
10888                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD:
10889                         if (reg->type != PTR_TO_MAP_VALUE &&
10890                             reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
10891                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to map value or allocated object\n", i);
10892                                 return -EINVAL;
10893                         }
10894                         if (reg->type == (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC) && !reg->ref_obj_id) {
10895                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
10896                                 return -EINVAL;
10897                         }
10898                         ret = process_kf_arg_ptr_to_list_head(env, reg, regno, meta);
10899                         if (ret < 0)
10900                                 return ret;
10901                         break;
10902                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT:
10903                         if (reg->type != PTR_TO_MAP_VALUE &&
10904                             reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
10905                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to map value or allocated object\n", i);
10906                                 return -EINVAL;
10907                         }
10908                         if (reg->type == (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC) && !reg->ref_obj_id) {
10909                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
10910                                 return -EINVAL;
10911                         }
10912                         ret = process_kf_arg_ptr_to_rbtree_root(env, reg, regno, meta);
10913                         if (ret < 0)
10914                                 return ret;
10915                         break;
10916                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE:
10917                         if (reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
10918                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to allocated object\n", i);
10919                                 return -EINVAL;
10920                         }
10921                         if (!reg->ref_obj_id) {
10922                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
10923                                 return -EINVAL;
10924                         }
10925                         ret = process_kf_arg_ptr_to_list_node(env, reg, regno, meta);
10926                         if (ret < 0)
10927                                 return ret;
10928                         break;
10929                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE:
10930                         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove]) {
10931                                 if (!type_is_non_owning_ref(reg->type) || reg->ref_obj_id) {
10932                                         verbose(env, "rbtree_remove node input must be non-owning ref\n");
10933                                         return -EINVAL;
10934                                 }
10935                                 if (in_rbtree_lock_required_cb(env)) {
10936                                         verbose(env, "rbtree_remove not allowed in rbtree cb\n");
10937                                         return -EINVAL;
10938                                 }
10939                         } else {
10940                                 if (reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
10941                                         verbose(env, "arg#%d expected pointer to allocated object\n", i);
10942                                         return -EINVAL;
10943                                 }
10944                                 if (!reg->ref_obj_id) {
10945                                         verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
10946                                         return -EINVAL;
10947                                 }
10948                         }
10949
10950                         ret = process_kf_arg_ptr_to_rbtree_node(env, reg, regno, meta);
10951                         if (ret < 0)
10952                                 return ret;
10953                         break;
10954                 case KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID:
10955                         /* Only base_type is checked, further checks are done here */
10956                         if ((base_type(reg->type) != PTR_TO_BTF_ID ||
10957                              (bpf_type_has_unsafe_modifiers(reg->type) && !is_rcu_reg(reg))) &&
10958                             !reg2btf_ids[base_type(reg->type)]) {
10959                                 verbose(env, "arg#%d is %s ", i, reg_type_str(env, reg->type));
10960                                 verbose(env, "expected %s or socket\n",
10961                                         reg_type_str(env, base_type(reg->type) |
10962                                                           (type_flag(reg->type) & BPF_REG_TRUSTED_MODIFIERS)));
10963                                 return -EINVAL;
10964                         }
10965                         ret = process_kf_arg_ptr_to_btf_id(env, reg, ref_t, ref_tname, ref_id, meta, i);
10966                         if (ret < 0)
10967                                 return ret;
10968                         break;
10969                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM:
10970                         resolve_ret = btf_resolve_size(btf, ref_t, &type_size);
10971                         if (IS_ERR(resolve_ret)) {
10972                                 verbose(env, "arg#%d reference type('%s %s') size cannot be determined: %ld\n",
10973                                         i, btf_type_str(ref_t), ref_tname, PTR_ERR(resolve_ret));
10974                                 return -EINVAL;
10975                         }
10976                         ret = check_mem_reg(env, reg, regno, type_size);
10977                         if (ret < 0)
10978                                 return ret;
10979                         break;
10980                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE:
10981                 {
10982                         struct bpf_reg_state *buff_reg = &regs[regno];
10983                         const struct btf_param *buff_arg = &args[i];
10984                         struct bpf_reg_state *size_reg = &regs[regno + 1];
10985                         const struct btf_param *size_arg = &args[i + 1];
10986
10987                         if (!register_is_null(buff_reg) || !is_kfunc_arg_optional(meta->btf, buff_arg)) {
10988                                 ret = check_kfunc_mem_size_reg(env, size_reg, regno + 1);
10989                                 if (ret < 0) {
10990                                         verbose(env, "arg#%d arg#%d memory, len pair leads to invalid memory access\n", i, i + 1);
10991                                         return ret;
10992                                 }
10993                         }
10994
10995                         if (is_kfunc_arg_const_mem_size(meta->btf, size_arg, size_reg)) {
10996                                 if (meta->arg_constant.found) {
10997                                         verbose(env, "verifier internal error: only one constant argument permitted\n");
10998                                         return -EFAULT;
10999                                 }
11000                                 if (!tnum_is_const(size_reg->var_off)) {
11001                                         verbose(env, "R%d must be a known constant\n", regno + 1);
11002                                         return -EINVAL;
11003                                 }
11004                                 meta->arg_constant.found = true;
11005                                 meta->arg_constant.value = size_reg->var_off.value;
11006                         }
11007
11008                         /* Skip next '__sz' or '__szk' argument */
11009                         i++;
11010                         break;
11011                 }
11012                 case KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK:
11013                         meta->subprogno = reg->subprogno;
11014                         break;
11015                 case KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR:
11016                         if (!type_is_ptr_alloc_obj(reg->type)) {
11017                                 verbose(env, "arg#%d is neither owning or non-owning ref\n", i);
11018                                 return -EINVAL;
11019                         }
11020                         if (!type_is_non_owning_ref(reg->type))
11021                                 meta->arg_owning_ref = true;
11022
11023                         rec = reg_btf_record(reg);
11024                         if (!rec) {
11025                                 verbose(env, "verifier internal error: Couldn't find btf_record\n");
11026                                 return -EFAULT;
11027                         }
11028
11029                         if (rec->refcount_off < 0) {
11030                                 verbose(env, "arg#%d doesn't point to a type with bpf_refcount field\n", i);
11031                                 return -EINVAL;
11032                         }
11033                         if (rec->refcount_off >= 0) {
11034                                 verbose(env, "bpf_refcount_acquire calls are disabled for now\n");
11035                                 return -EINVAL;
11036                         }
11037                         meta->arg_btf = reg->btf;
11038                         meta->arg_btf_id = reg->btf_id;
11039                         break;
11040                 }
11041         }
11042
11043         if (is_kfunc_release(meta) && !meta->release_regno) {
11044                 verbose(env, "release kernel function %s expects refcounted PTR_TO_BTF_ID\n",
11045                         func_name);
11046                 return -EINVAL;
11047         }
11048
11049         return 0;
11050 }
11051
11052 static int fetch_kfunc_meta(struct bpf_verifier_env *env,
11053                             struct bpf_insn *insn,
11054                             struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
11055                             const char **kfunc_name)
11056 {
11057         const struct btf_type *func, *func_proto;
11058         u32 func_id, *kfunc_flags;
11059         const char *func_name;
11060         struct btf *desc_btf;
11061
11062         if (kfunc_name)
11063                 *kfunc_name = NULL;
11064
11065         if (!insn->imm)
11066                 return -EINVAL;
11067
11068         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(env, insn->off);
11069         if (IS_ERR(desc_btf))
11070                 return PTR_ERR(desc_btf);
11071
11072         func_id = insn->imm;
11073         func = btf_type_by_id(desc_btf, func_id);
11074         func_name = btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
11075         if (kfunc_name)
11076                 *kfunc_name = func_name;
11077         func_proto = btf_type_by_id(desc_btf, func->type);
11078
11079         kfunc_flags = btf_kfunc_id_set_contains(desc_btf, func_id, env->prog);
11080         if (!kfunc_flags) {
11081                 return -EACCES;
11082         }
11083
11084         memset(meta, 0, sizeof(*meta));
11085         meta->btf = desc_btf;
11086         meta->func_id = func_id;
11087         meta->kfunc_flags = *kfunc_flags;
11088         meta->func_proto = func_proto;
11089         meta->func_name = func_name;
11090
11091         return 0;
11092 }
11093
11094 static int check_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
11095                             int *insn_idx_p)
11096 {
11097         const struct btf_type *t, *ptr_type;
11098         u32 i, nargs, ptr_type_id, release_ref_obj_id;
11099         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
11100         const char *func_name, *ptr_type_name;
11101         bool sleepable, rcu_lock, rcu_unlock;
11102         struct bpf_kfunc_call_arg_meta meta;
11103         struct bpf_insn_aux_data *insn_aux;
11104         int err, insn_idx = *insn_idx_p;
11105         const struct btf_param *args;
11106         const struct btf_type *ret_t;
11107         struct btf *desc_btf;
11108
11109         /* skip for now, but return error when we find this in fixup_kfunc_call */
11110         if (!insn->imm)
11111                 return 0;
11112
11113         err = fetch_kfunc_meta(env, insn, &meta, &func_name);
11114         if (err == -EACCES && func_name)
11115                 verbose(env, "calling kernel function %s is not allowed\n", func_name);
11116         if (err)
11117                 return err;
11118         desc_btf = meta.btf;
11119         insn_aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
11120
11121         insn_aux->is_iter_next = is_iter_next_kfunc(&meta);
11122
11123         if (is_kfunc_destructive(&meta) && !capable(CAP_SYS_BOOT)) {
11124                 verbose(env, "destructive kfunc calls require CAP_SYS_BOOT capability\n");
11125                 return -EACCES;
11126         }
11127
11128         sleepable = is_kfunc_sleepable(&meta);
11129         if (sleepable && !env->prog->aux->sleepable) {
11130                 verbose(env, "program must be sleepable to call sleepable kfunc %s\n", func_name);
11131                 return -EACCES;
11132         }
11133
11134         rcu_lock = is_kfunc_bpf_rcu_read_lock(&meta);
11135         rcu_unlock = is_kfunc_bpf_rcu_read_unlock(&meta);
11136
11137         if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
11138                 struct bpf_func_state *state;
11139                 struct bpf_reg_state *reg;
11140
11141                 if (rcu_lock) {
11142                         verbose(env, "nested rcu read lock (kernel function %s)\n", func_name);
11143                         return -EINVAL;
11144                 } else if (rcu_unlock) {
11145                         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
11146                                 if (reg->type & MEM_RCU) {
11147                                         reg->type &= ~(MEM_RCU | PTR_MAYBE_NULL);
11148                                         reg->type |= PTR_UNTRUSTED;
11149                                 }
11150                         }));
11151                         env->cur_state->active_rcu_lock = false;
11152                 } else if (sleepable) {
11153                         verbose(env, "kernel func %s is sleepable within rcu_read_lock region\n", func_name);
11154                         return -EACCES;
11155                 }
11156         } else if (rcu_lock) {
11157                 env->cur_state->active_rcu_lock = true;
11158         } else if (rcu_unlock) {
11159                 verbose(env, "unmatched rcu read unlock (kernel function %s)\n", func_name);
11160                 return -EINVAL;
11161         }
11162
11163         /* Check the arguments */
11164         err = check_kfunc_args(env, &meta, insn_idx);
11165         if (err < 0)
11166                 return err;
11167         /* In case of release function, we get register number of refcounted
11168          * PTR_TO_BTF_ID in bpf_kfunc_arg_meta, do the release now.
11169          */
11170         if (meta.release_regno) {
11171                 err = release_reference(env, regs[meta.release_regno].ref_obj_id);
11172                 if (err) {
11173                         verbose(env, "kfunc %s#%d reference has not been acquired before\n",
11174                                 func_name, meta.func_id);
11175                         return err;
11176                 }
11177         }
11178
11179         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
11180             meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl] ||
11181             meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
11182                 release_ref_obj_id = regs[BPF_REG_2].ref_obj_id;
11183                 insn_aux->insert_off = regs[BPF_REG_2].off;
11184                 insn_aux->kptr_struct_meta = btf_find_struct_meta(meta.arg_btf, meta.arg_btf_id);
11185                 err = ref_convert_owning_non_owning(env, release_ref_obj_id);
11186                 if (err) {
11187                         verbose(env, "kfunc %s#%d conversion of owning ref to non-owning failed\n",
11188                                 func_name, meta.func_id);
11189                         return err;
11190                 }
11191
11192                 err = release_reference(env, release_ref_obj_id);
11193                 if (err) {
11194                         verbose(env, "kfunc %s#%d reference has not been acquired before\n",
11195                                 func_name, meta.func_id);
11196                         return err;
11197                 }
11198         }
11199
11200         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
11201                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
11202                                         set_rbtree_add_callback_state);
11203                 if (err) {
11204                         verbose(env, "kfunc %s#%d failed callback verification\n",
11205                                 func_name, meta.func_id);
11206                         return err;
11207                 }
11208         }
11209
11210         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++)
11211                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
11212
11213         /* Check return type */
11214         t = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, meta.func_proto->type, NULL);
11215
11216         if (is_kfunc_acquire(&meta) && !btf_type_is_struct_ptr(meta.btf, t)) {
11217                 /* Only exception is bpf_obj_new_impl */
11218                 if (meta.btf != btf_vmlinux ||
11219                     (meta.func_id != special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl] &&
11220                      meta.func_id != special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl])) {
11221                         verbose(env, "acquire kernel function does not return PTR_TO_BTF_ID\n");
11222                         return -EINVAL;
11223                 }
11224         }
11225
11226         if (btf_type_is_scalar(t)) {
11227                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
11228                 mark_btf_func_reg_size(env, BPF_REG_0, t->size);
11229         } else if (btf_type_is_ptr(t)) {
11230                 ptr_type = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, t->type, &ptr_type_id);
11231
11232                 if (meta.btf == btf_vmlinux && btf_id_set_contains(&special_kfunc_set, meta.func_id)) {
11233                         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl]) {
11234                                 struct btf *ret_btf;
11235                                 u32 ret_btf_id;
11236
11237                                 if (unlikely(!bpf_global_ma_set))
11238                                         return -ENOMEM;
11239
11240                                 if (((u64)(u32)meta.arg_constant.value) != meta.arg_constant.value) {
11241                                         verbose(env, "local type ID argument must be in range [0, U32_MAX]\n");
11242                                         return -EINVAL;
11243                                 }
11244
11245                                 ret_btf = env->prog->aux->btf;
11246                                 ret_btf_id = meta.arg_constant.value;
11247
11248                                 /* This may be NULL due to user not supplying a BTF */
11249                                 if (!ret_btf) {
11250                                         verbose(env, "bpf_obj_new requires prog BTF\n");
11251                                         return -EINVAL;
11252                                 }
11253
11254                                 ret_t = btf_type_by_id(ret_btf, ret_btf_id);
11255                                 if (!ret_t || !__btf_type_is_struct(ret_t)) {
11256                                         verbose(env, "bpf_obj_new type ID argument must be of a struct\n");
11257                                         return -EINVAL;
11258                                 }
11259
11260                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11261                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC;
11262                                 regs[BPF_REG_0].btf = ret_btf;
11263                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = ret_btf_id;
11264
11265                                 insn_aux->obj_new_size = ret_t->size;
11266                                 insn_aux->kptr_struct_meta =
11267                                         btf_find_struct_meta(ret_btf, ret_btf_id);
11268                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl]) {
11269                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11270                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC;
11271                                 regs[BPF_REG_0].btf = meta.arg_btf;
11272                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.arg_btf_id;
11273
11274                                 insn_aux->kptr_struct_meta =
11275                                         btf_find_struct_meta(meta.arg_btf,
11276                                                              meta.arg_btf_id);
11277                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_front] ||
11278                                    meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_back]) {
11279                                 struct btf_field *field = meta.arg_list_head.field;
11280
11281                                 mark_reg_graph_node(regs, BPF_REG_0, &field->graph_root);
11282                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove] ||
11283                                    meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_first]) {
11284                                 struct btf_field *field = meta.arg_rbtree_root.field;
11285
11286                                 mark_reg_graph_node(regs, BPF_REG_0, &field->graph_root);
11287                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx]) {
11288                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11289                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED;
11290                                 regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
11291                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.ret_btf_id;
11292                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rdonly_cast]) {
11293                                 ret_t = btf_type_by_id(desc_btf, meta.arg_constant.value);
11294                                 if (!ret_t || !btf_type_is_struct(ret_t)) {
11295                                         verbose(env,
11296                                                 "kfunc bpf_rdonly_cast type ID argument must be of a struct\n");
11297                                         return -EINVAL;
11298                                 }
11299
11300                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11301                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED;
11302                                 regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
11303                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.arg_constant.value;
11304                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_slice] ||
11305                                    meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_slice_rdwr]) {
11306                                 enum bpf_type_flag type_flag = get_dynptr_type_flag(meta.initialized_dynptr.type);
11307
11308                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11309
11310                                 if (!meta.arg_constant.found) {
11311                                         verbose(env, "verifier internal error: bpf_dynptr_slice(_rdwr) no constant size\n");
11312                                         return -EFAULT;
11313                                 }
11314
11315                                 regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.arg_constant.value;
11316
11317                                 /* PTR_MAYBE_NULL will be added when is_kfunc_ret_null is checked */
11318                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | type_flag;
11319
11320                                 if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_slice]) {
11321                                         regs[BPF_REG_0].type |= MEM_RDONLY;
11322                                 } else {
11323                                         /* this will set env->seen_direct_write to true */
11324                                         if (!may_access_direct_pkt_data(env, NULL, BPF_WRITE)) {
11325                                                 verbose(env, "the prog does not allow writes to packet data\n");
11326                                                 return -EINVAL;
11327                                         }
11328                                 }
11329
11330                                 if (!meta.initialized_dynptr.id) {
11331                                         verbose(env, "verifier internal error: no dynptr id\n");
11332                                         return -EFAULT;
11333                                 }
11334                                 regs[BPF_REG_0].dynptr_id = meta.initialized_dynptr.id;
11335
11336                                 /* we don't need to set BPF_REG_0's ref obj id
11337                                  * because packet slices are not refcounted (see
11338                                  * dynptr_type_refcounted)
11339                                  */
11340                         } else {
11341                                 verbose(env, "kernel function %s unhandled dynamic return type\n",
11342                                         meta.func_name);
11343                                 return -EFAULT;
11344                         }
11345                 } else if (!__btf_type_is_struct(ptr_type)) {
11346                         if (!meta.r0_size) {
11347                                 __u32 sz;
11348
11349                                 if (!IS_ERR(btf_resolve_size(desc_btf, ptr_type, &sz))) {
11350                                         meta.r0_size = sz;
11351                                         meta.r0_rdonly = true;
11352                                 }
11353                         }
11354                         if (!meta.r0_size) {
11355                                 ptr_type_name = btf_name_by_offset(desc_btf,
11356                                                                    ptr_type->name_off);
11357                                 verbose(env,
11358                                         "kernel function %s returns pointer type %s %s is not supported\n",
11359                                         func_name,
11360                                         btf_type_str(ptr_type),
11361                                         ptr_type_name);
11362                                 return -EINVAL;
11363                         }
11364
11365                         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11366                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM;
11367                         regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.r0_size;
11368
11369                         if (meta.r0_rdonly)
11370                                 regs[BPF_REG_0].type |= MEM_RDONLY;
11371
11372                         /* Ensures we don't access the memory after a release_reference() */
11373                         if (meta.ref_obj_id)
11374                                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
11375                 } else {
11376                         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11377                         regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
11378                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID;
11379                         regs[BPF_REG_0].btf_id = ptr_type_id;
11380                 }
11381
11382                 if (is_kfunc_ret_null(&meta)) {
11383                         regs[BPF_REG_0].type |= PTR_MAYBE_NULL;
11384                         /* For mark_ptr_or_null_reg, see 93c230e3f5bd6 */
11385                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
11386                 }
11387                 mark_btf_func_reg_size(env, BPF_REG_0, sizeof(void *));
11388                 if (is_kfunc_acquire(&meta)) {
11389                         int id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
11390
11391                         if (id < 0)
11392                                 return id;
11393                         if (is_kfunc_ret_null(&meta))
11394                                 regs[BPF_REG_0].id = id;
11395                         regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = id;
11396                 } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_first]) {
11397                         ref_set_non_owning(env, &regs[BPF_REG_0]);
11398                 }
11399
11400                 if (reg_may_point_to_spin_lock(&regs[BPF_REG_0]) && !regs[BPF_REG_0].id)
11401                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
11402         } else if (btf_type_is_void(t)) {
11403                 if (meta.btf == btf_vmlinux && btf_id_set_contains(&special_kfunc_set, meta.func_id)) {
11404                         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_drop_impl]) {
11405                                 insn_aux->kptr_struct_meta =
11406                                         btf_find_struct_meta(meta.arg_btf,
11407                                                              meta.arg_btf_id);
11408                         }
11409                 }
11410         }
11411
11412         nargs = btf_type_vlen(meta.func_proto);
11413         args = (const struct btf_param *)(meta.func_proto + 1);
11414         for (i = 0; i < nargs; i++) {
11415                 u32 regno = i + 1;
11416
11417                 t = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, args[i].type, NULL);
11418                 if (btf_type_is_ptr(t))
11419                         mark_btf_func_reg_size(env, regno, sizeof(void *));
11420                 else
11421                         /* scalar. ensured by btf_check_kfunc_arg_match() */
11422                         mark_btf_func_reg_size(env, regno, t->size);
11423         }
11424
11425         if (is_iter_next_kfunc(&meta)) {
11426                 err = process_iter_next_call(env, insn_idx, &meta);
11427                 if (err)
11428                         return err;
11429         }
11430
11431         return 0;
11432 }
11433
11434 static bool signed_add_overflows(s64 a, s64 b)
11435 {
11436         /* Do the add in u64, where overflow is well-defined */
11437         s64 res = (s64)((u64)a + (u64)b);
11438
11439         if (b < 0)
11440                 return res > a;
11441         return res < a;
11442 }
11443
11444 static bool signed_add32_overflows(s32 a, s32 b)
11445 {
11446         /* Do the add in u32, where overflow is well-defined */
11447         s32 res = (s32)((u32)a + (u32)b);
11448
11449         if (b < 0)
11450                 return res > a;
11451         return res < a;
11452 }
11453
11454 static bool signed_sub_overflows(s64 a, s64 b)
11455 {
11456         /* Do the sub in u64, where overflow is well-defined */
11457         s64 res = (s64)((u64)a - (u64)b);
11458
11459         if (b < 0)
11460                 return res < a;
11461         return res > a;
11462 }
11463
11464 static bool signed_sub32_overflows(s32 a, s32 b)
11465 {
11466         /* Do the sub in u32, where overflow is well-defined */
11467         s32 res = (s32)((u32)a - (u32)b);
11468
11469         if (b < 0)
11470                 return res < a;
11471         return res > a;
11472 }
11473
11474 static bool check_reg_sane_offset(struct bpf_verifier_env *env,
11475                                   const struct bpf_reg_state *reg,
11476                                   enum bpf_reg_type type)
11477 {
11478         bool known = tnum_is_const(reg->var_off);
11479         s64 val = reg->var_off.value;
11480         s64 smin = reg->smin_value;
11481
11482         if (known && (val >= BPF_MAX_VAR_OFF || val <= -BPF_MAX_VAR_OFF)) {
11483                 verbose(env, "math between %s pointer and %lld is not allowed\n",
11484                         reg_type_str(env, type), val);
11485                 return false;
11486         }
11487
11488         if (reg->off >= BPF_MAX_VAR_OFF || reg->off <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
11489                 verbose(env, "%s pointer offset %d is not allowed\n",
11490                         reg_type_str(env, type), reg->off);
11491                 return false;
11492         }
11493
11494         if (smin == S64_MIN) {
11495                 verbose(env, "math between %s pointer and register with unbounded min value is not allowed\n",
11496                         reg_type_str(env, type));
11497                 return false;
11498         }
11499
11500         if (smin >= BPF_MAX_VAR_OFF || smin <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
11501                 verbose(env, "value %lld makes %s pointer be out of bounds\n",
11502                         smin, reg_type_str(env, type));
11503                 return false;
11504         }
11505
11506         return true;
11507 }
11508
11509 enum {
11510         REASON_BOUNDS   = -1,
11511         REASON_TYPE     = -2,
11512         REASON_PATHS    = -3,
11513         REASON_LIMIT    = -4,
11514         REASON_STACK    = -5,
11515 };
11516
11517 static int retrieve_ptr_limit(const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
11518                               u32 *alu_limit, bool mask_to_left)
11519 {
11520         u32 max = 0, ptr_limit = 0;
11521
11522         switch (ptr_reg->type) {
11523         case PTR_TO_STACK:
11524                 /* Offset 0 is out-of-bounds, but acceptable start for the
11525                  * left direction, see BPF_REG_FP. Also, unknown scalar
11526                  * offset where we would need to deal with min/max bounds is
11527                  * currently prohibited for unprivileged.
11528                  */
11529                 max = MAX_BPF_STACK + mask_to_left;
11530                 ptr_limit = -(ptr_reg->var_off.value + ptr_reg->off);
11531                 break;
11532         case PTR_TO_MAP_VALUE:
11533                 max = ptr_reg->map_ptr->value_size;
11534                 ptr_limit = (mask_to_left ?
11535                              ptr_reg->smin_value :
11536                              ptr_reg->umax_value) + ptr_reg->off;
11537                 break;
11538         default:
11539                 return REASON_TYPE;
11540         }
11541
11542         if (ptr_limit >= max)
11543                 return REASON_LIMIT;
11544         *alu_limit = ptr_limit;
11545         return 0;
11546 }
11547
11548 static bool can_skip_alu_sanitation(const struct bpf_verifier_env *env,
11549                                     const struct bpf_insn *insn)
11550 {
11551         return env->bypass_spec_v1 || BPF_SRC(insn->code) == BPF_K;
11552 }
11553
11554 static int update_alu_sanitation_state(struct bpf_insn_aux_data *aux,
11555                                        u32 alu_state, u32 alu_limit)
11556 {
11557         /* If we arrived here from different branches with different
11558          * state or limits to sanitize, then this won't work.
11559          */
11560         if (aux->alu_state &&
11561             (aux->alu_state != alu_state ||
11562              aux->alu_limit != alu_limit))
11563                 return REASON_PATHS;
11564
11565         /* Corresponding fixup done in do_misc_fixups(). */
11566         aux->alu_state = alu_state;
11567         aux->alu_limit = alu_limit;
11568         return 0;
11569 }
11570
11571 static int sanitize_val_alu(struct bpf_verifier_env *env,
11572                             struct bpf_insn *insn)
11573 {
11574         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
11575
11576         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
11577                 return 0;
11578
11579         return update_alu_sanitation_state(aux, BPF_ALU_NON_POINTER, 0);
11580 }
11581
11582 static bool sanitize_needed(u8 opcode)
11583 {
11584         return opcode == BPF_ADD || opcode == BPF_SUB;
11585 }
11586
11587 struct bpf_sanitize_info {
11588         struct bpf_insn_aux_data aux;
11589         bool mask_to_left;
11590 };
11591
11592 static struct bpf_verifier_state *
11593 sanitize_speculative_path(struct bpf_verifier_env *env,
11594                           const struct bpf_insn *insn,
11595                           u32 next_idx, u32 curr_idx)
11596 {
11597         struct bpf_verifier_state *branch;
11598         struct bpf_reg_state *regs;
11599
11600         branch = push_stack(env, next_idx, curr_idx, true);
11601         if (branch && insn) {
11602                 regs = branch->frame[branch->curframe]->regs;
11603                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
11604                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
11605                 } else if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
11606                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
11607                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->src_reg);
11608                 }
11609         }
11610         return branch;
11611 }
11612
11613 static int sanitize_ptr_alu(struct bpf_verifier_env *env,
11614                             struct bpf_insn *insn,
11615                             const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
11616                             const struct bpf_reg_state *off_reg,
11617                             struct bpf_reg_state *dst_reg,
11618                             struct bpf_sanitize_info *info,
11619                             const bool commit_window)
11620 {
11621         struct bpf_insn_aux_data *aux = commit_window ? cur_aux(env) : &info->aux;
11622         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
11623         bool off_is_imm = tnum_is_const(off_reg->var_off);
11624         bool off_is_neg = off_reg->smin_value < 0;
11625         bool ptr_is_dst_reg = ptr_reg == dst_reg;
11626         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
11627         u32 alu_state, alu_limit;
11628         struct bpf_reg_state tmp;
11629         bool ret;
11630         int err;
11631
11632         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
11633                 return 0;
11634
11635         /* We already marked aux for masking from non-speculative
11636          * paths, thus we got here in the first place. We only care
11637          * to explore bad access from here.
11638          */
11639         if (vstate->speculative)
11640                 goto do_sim;
11641
11642         if (!commit_window) {
11643                 if (!tnum_is_const(off_reg->var_off) &&
11644                     (off_reg->smin_value < 0) != (off_reg->smax_value < 0))
11645                         return REASON_BOUNDS;
11646
11647                 info->mask_to_left = (opcode == BPF_ADD &&  off_is_neg) ||
11648                                      (opcode == BPF_SUB && !off_is_neg);
11649         }
11650
11651         err = retrieve_ptr_limit(ptr_reg, &alu_limit, info->mask_to_left);
11652         if (err < 0)
11653                 return err;
11654
11655         if (commit_window) {
11656                 /* In commit phase we narrow the masking window based on
11657                  * the observed pointer move after the simulated operation.
11658                  */
11659                 alu_state = info->aux.alu_state;
11660                 alu_limit = abs(info->aux.alu_limit - alu_limit);
11661         } else {
11662                 alu_state  = off_is_neg ? BPF_ALU_NEG_VALUE : 0;
11663                 alu_state |= off_is_imm ? BPF_ALU_IMMEDIATE : 0;
11664                 alu_state |= ptr_is_dst_reg ?
11665                              BPF_ALU_SANITIZE_SRC : BPF_ALU_SANITIZE_DST;
11666
11667                 /* Limit pruning on unknown scalars to enable deep search for
11668                  * potential masking differences from other program paths.
11669                  */
11670                 if (!off_is_imm)
11671                         env->explore_alu_limits = true;
11672         }
11673
11674         err = update_alu_sanitation_state(aux, alu_state, alu_limit);
11675         if (err < 0)
11676                 return err;
11677 do_sim:
11678         /* If we're in commit phase, we're done here given we already
11679          * pushed the truncated dst_reg into the speculative verification
11680          * stack.
11681          *
11682          * Also, when register is a known constant, we rewrite register-based
11683          * operation to immediate-based, and thus do not need masking (and as
11684          * a consequence, do not need to simulate the zero-truncation either).
11685          */
11686         if (commit_window || off_is_imm)
11687                 return 0;
11688
11689         /* Simulate and find potential out-of-bounds access under
11690          * speculative execution from truncation as a result of
11691          * masking when off was not within expected range. If off
11692          * sits in dst, then we temporarily need to move ptr there
11693          * to simulate dst (== 0) +/-= ptr. Needed, for example,
11694          * for cases where we use K-based arithmetic in one direction
11695          * and truncated reg-based in the other in order to explore
11696          * bad access.
11697          */
11698         if (!ptr_is_dst_reg) {
11699                 tmp = *dst_reg;
11700                 copy_register_state(dst_reg, ptr_reg);
11701         }
11702         ret = sanitize_speculative_path(env, NULL, env->insn_idx + 1,
11703                                         env->insn_idx);
11704         if (!ptr_is_dst_reg && ret)
11705                 *dst_reg = tmp;
11706         return !ret ? REASON_STACK : 0;
11707 }
11708
11709 static void sanitize_mark_insn_seen(struct bpf_verifier_env *env)
11710 {
11711         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
11712
11713         /* If we simulate paths under speculation, we don't update the
11714          * insn as 'seen' such that when we verify unreachable paths in
11715          * the non-speculative domain, sanitize_dead_code() can still
11716          * rewrite/sanitize them.
11717          */
11718         if (!vstate->speculative)
11719                 env->insn_aux_data[env->insn_idx].seen = env->pass_cnt;
11720 }
11721
11722 static int sanitize_err(struct bpf_verifier_env *env,
11723                         const struct bpf_insn *insn, int reason,
11724                         const struct bpf_reg_state *off_reg,
11725                         const struct bpf_reg_state *dst_reg)
11726 {
11727         static const char *err = "pointer arithmetic with it prohibited for !root";
11728         const char *op = BPF_OP(insn->code) == BPF_ADD ? "add" : "sub";
11729         u32 dst = insn->dst_reg, src = insn->src_reg;
11730
11731         switch (reason) {
11732         case REASON_BOUNDS:
11733                 verbose(env, "R%d has unknown scalar with mixed signed bounds, %s\n",
11734                         off_reg == dst_reg ? dst : src, err);
11735                 break;
11736         case REASON_TYPE:
11737                 verbose(env, "R%d has pointer with unsupported alu operation, %s\n",
11738                         off_reg == dst_reg ? src : dst, err);
11739                 break;
11740         case REASON_PATHS:
11741                 verbose(env, "R%d tried to %s from different maps, paths or scalars, %s\n",
11742                         dst, op, err);
11743                 break;
11744         case REASON_LIMIT:
11745                 verbose(env, "R%d tried to %s beyond pointer bounds, %s\n",
11746                         dst, op, err);
11747                 break;
11748         case REASON_STACK:
11749                 verbose(env, "R%d could not be pushed for speculative verification, %s\n",
11750                         dst, err);
11751                 break;
11752         default:
11753                 verbose(env, "verifier internal error: unknown reason (%d)\n",
11754                         reason);
11755                 break;
11756         }
11757
11758         return -EACCES;
11759 }
11760
11761 /* check that stack access falls within stack limits and that 'reg' doesn't
11762  * have a variable offset.
11763  *
11764  * Variable offset is prohibited for unprivileged mode for simplicity since it
11765  * requires corresponding support in Spectre masking for stack ALU.  See also
11766  * retrieve_ptr_limit().
11767  *
11768  *
11769  * 'off' includes 'reg->off'.
11770  */
11771 static int check_stack_access_for_ptr_arithmetic(
11772                                 struct bpf_verifier_env *env,
11773                                 int regno,
11774                                 const struct bpf_reg_state *reg,
11775                                 int off)
11776 {
11777         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
11778                 char tn_buf[48];
11779
11780                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
11781                 verbose(env, "R%d variable stack access prohibited for !root, var_off=%s off=%d\n",
11782                         regno, tn_buf, off);
11783                 return -EACCES;
11784         }
11785
11786         if (off >= 0 || off < -MAX_BPF_STACK) {
11787                 verbose(env, "R%d stack pointer arithmetic goes out of range, "
11788                         "prohibited for !root; off=%d\n", regno, off);
11789                 return -EACCES;
11790         }
11791
11792         return 0;
11793 }
11794
11795 static int sanitize_check_bounds(struct bpf_verifier_env *env,
11796                                  const struct bpf_insn *insn,
11797                                  const struct bpf_reg_state *dst_reg)
11798 {
11799         u32 dst = insn->dst_reg;
11800
11801         /* For unprivileged we require that resulting offset must be in bounds
11802          * in order to be able to sanitize access later on.
11803          */
11804         if (env->bypass_spec_v1)
11805                 return 0;
11806
11807         switch (dst_reg->type) {
11808         case PTR_TO_STACK:
11809                 if (check_stack_access_for_ptr_arithmetic(env, dst, dst_reg,
11810                                         dst_reg->off + dst_reg->var_off.value))
11811                         return -EACCES;
11812                 break;
11813         case PTR_TO_MAP_VALUE:
11814                 if (check_map_access(env, dst, dst_reg->off, 1, false, ACCESS_HELPER)) {
11815                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic of map value goes out of range, "
11816                                 "prohibited for !root\n", dst);
11817                         return -EACCES;
11818                 }
11819                 break;
11820         default:
11821                 break;
11822         }
11823
11824         return 0;
11825 }
11826
11827 /* Handles arithmetic on a pointer and a scalar: computes new min/max and var_off.
11828  * Caller should also handle BPF_MOV case separately.
11829  * If we return -EACCES, caller may want to try again treating pointer as a
11830  * scalar.  So we only emit a diagnostic if !env->allow_ptr_leaks.
11831  */
11832 static int adjust_ptr_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
11833                                    struct bpf_insn *insn,
11834                                    const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
11835                                    const struct bpf_reg_state *off_reg)
11836 {
11837         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
11838         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
11839         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg;
11840         bool known = tnum_is_const(off_reg->var_off);
11841         s64 smin_val = off_reg->smin_value, smax_val = off_reg->smax_value,
11842             smin_ptr = ptr_reg->smin_value, smax_ptr = ptr_reg->smax_value;
11843         u64 umin_val = off_reg->umin_value, umax_val = off_reg->umax_value,
11844             umin_ptr = ptr_reg->umin_value, umax_ptr = ptr_reg->umax_value;
11845         struct bpf_sanitize_info info = {};
11846         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
11847         u32 dst = insn->dst_reg;
11848         int ret;
11849
11850         dst_reg = &regs[dst];
11851
11852         if ((known && (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
11853             smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
11854                 /* Taint dst register if offset had invalid bounds derived from
11855                  * e.g. dead branches.
11856                  */
11857                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
11858                 return 0;
11859         }
11860
11861         if (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64) {
11862                 /* 32-bit ALU ops on pointers produce (meaningless) scalars */
11863                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
11864                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
11865                         return 0;
11866                 }
11867
11868                 verbose(env,
11869                         "R%d 32-bit pointer arithmetic prohibited\n",
11870                         dst);
11871                 return -EACCES;
11872         }
11873
11874         if (ptr_reg->type & PTR_MAYBE_NULL) {
11875                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited, null-check it first\n",
11876                         dst, reg_type_str(env, ptr_reg->type));
11877                 return -EACCES;
11878         }
11879
11880         switch (base_type(ptr_reg->type)) {
11881         case CONST_PTR_TO_MAP:
11882                 /* smin_val represents the known value */
11883                 if (known && smin_val == 0 && opcode == BPF_ADD)
11884                         break;
11885                 fallthrough;
11886         case PTR_TO_PACKET_END:
11887         case PTR_TO_SOCKET:
11888         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
11889         case PTR_TO_TCP_SOCK:
11890         case PTR_TO_XDP_SOCK:
11891                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited\n",
11892                         dst, reg_type_str(env, ptr_reg->type));
11893                 return -EACCES;
11894         default:
11895                 break;
11896         }
11897
11898         /* In case of 'scalar += pointer', dst_reg inherits pointer type and id.
11899          * The id may be overwritten later if we create a new variable offset.
11900          */
11901         dst_reg->type = ptr_reg->type;
11902         dst_reg->id = ptr_reg->id;
11903
11904         if (!check_reg_sane_offset(env, off_reg, ptr_reg->type) ||
11905             !check_reg_sane_offset(env, ptr_reg, ptr_reg->type))
11906                 return -EINVAL;
11907
11908         /* pointer types do not carry 32-bit bounds at the moment. */
11909         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
11910
11911         if (sanitize_needed(opcode)) {
11912                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, ptr_reg, off_reg, dst_reg,
11913                                        &info, false);
11914                 if (ret < 0)
11915                         return sanitize_err(env, insn, ret, off_reg, dst_reg);
11916         }
11917
11918         switch (opcode) {
11919         case BPF_ADD:
11920                 /* We can take a fixed offset as long as it doesn't overflow
11921                  * the s32 'off' field
11922                  */
11923                 if (known && (ptr_reg->off + smin_val ==
11924                               (s64)(s32)(ptr_reg->off + smin_val))) {
11925                         /* pointer += K.  Accumulate it into fixed offset */
11926                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
11927                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
11928                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
11929                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
11930                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
11931                         dst_reg->off = ptr_reg->off + smin_val;
11932                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
11933                         break;
11934                 }
11935                 /* A new variable offset is created.  Note that off_reg->off
11936                  * == 0, since it's a scalar.
11937                  * dst_reg gets the pointer type and since some positive
11938                  * integer value was added to the pointer, give it a new 'id'
11939                  * if it's a PTR_TO_PACKET.
11940                  * this creates a new 'base' pointer, off_reg (variable) gets
11941                  * added into the variable offset, and we copy the fixed offset
11942                  * from ptr_reg.
11943                  */
11944                 if (signed_add_overflows(smin_ptr, smin_val) ||
11945                     signed_add_overflows(smax_ptr, smax_val)) {
11946                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
11947                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
11948                 } else {
11949                         dst_reg->smin_value = smin_ptr + smin_val;
11950                         dst_reg->smax_value = smax_ptr + smax_val;
11951                 }
11952                 if (umin_ptr + umin_val < umin_ptr ||
11953                     umax_ptr + umax_val < umax_ptr) {
11954                         dst_reg->umin_value = 0;
11955                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
11956                 } else {
11957                         dst_reg->umin_value = umin_ptr + umin_val;
11958                         dst_reg->umax_value = umax_ptr + umax_val;
11959                 }
11960                 dst_reg->var_off = tnum_add(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
11961                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
11962                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
11963                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
11964                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
11965                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
11966                         memset(&dst_reg->raw, 0, sizeof(dst_reg->raw));
11967                 }
11968                 break;
11969         case BPF_SUB:
11970                 if (dst_reg == off_reg) {
11971                         /* scalar -= pointer.  Creates an unknown scalar */
11972                         verbose(env, "R%d tried to subtract pointer from scalar\n",
11973                                 dst);
11974                         return -EACCES;
11975                 }
11976                 /* We don't allow subtraction from FP, because (according to
11977                  * test_verifier.c test "invalid fp arithmetic", JITs might not
11978                  * be able to deal with it.
11979                  */
11980                 if (ptr_reg->type == PTR_TO_STACK) {
11981                         verbose(env, "R%d subtraction from stack pointer prohibited\n",
11982                                 dst);
11983                         return -EACCES;
11984                 }
11985                 if (known && (ptr_reg->off - smin_val ==
11986                               (s64)(s32)(ptr_reg->off - smin_val))) {
11987                         /* pointer -= K.  Subtract it from fixed offset */
11988                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
11989                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
11990                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
11991                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
11992                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
11993                         dst_reg->id = ptr_reg->id;
11994                         dst_reg->off = ptr_reg->off - smin_val;
11995                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
11996                         break;
11997                 }
11998                 /* A new variable offset is created.  If the subtrahend is known
11999                  * nonnegative, then any reg->range we had before is still good.
12000                  */
12001                 if (signed_sub_overflows(smin_ptr, smax_val) ||
12002                     signed_sub_overflows(smax_ptr, smin_val)) {
12003                         /* Overflow possible, we know nothing */
12004                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12005                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12006                 } else {
12007                         dst_reg->smin_value = smin_ptr - smax_val;
12008                         dst_reg->smax_value = smax_ptr - smin_val;
12009                 }
12010                 if (umin_ptr < umax_val) {
12011                         /* Overflow possible, we know nothing */
12012                         dst_reg->umin_value = 0;
12013                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12014                 } else {
12015                         /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
12016                         dst_reg->umin_value = umin_ptr - umax_val;
12017                         dst_reg->umax_value = umax_ptr - umin_val;
12018                 }
12019                 dst_reg->var_off = tnum_sub(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
12020                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
12021                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
12022                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
12023                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
12024                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
12025                         if (smin_val < 0)
12026                                 memset(&dst_reg->raw, 0, sizeof(dst_reg->raw));
12027                 }
12028                 break;
12029         case BPF_AND:
12030         case BPF_OR:
12031         case BPF_XOR:
12032                 /* bitwise ops on pointers are troublesome, prohibit. */
12033                 verbose(env, "R%d bitwise operator %s on pointer prohibited\n",
12034                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
12035                 return -EACCES;
12036         default:
12037                 /* other operators (e.g. MUL,LSH) produce non-pointer results */
12038                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic with %s operator prohibited\n",
12039                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
12040                 return -EACCES;
12041         }
12042
12043         if (!check_reg_sane_offset(env, dst_reg, ptr_reg->type))
12044                 return -EINVAL;
12045         reg_bounds_sync(dst_reg);
12046         if (sanitize_check_bounds(env, insn, dst_reg) < 0)
12047                 return -EACCES;
12048         if (sanitize_needed(opcode)) {
12049                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, dst_reg, off_reg, dst_reg,
12050                                        &info, true);
12051                 if (ret < 0)
12052                         return sanitize_err(env, insn, ret, off_reg, dst_reg);
12053         }
12054
12055         return 0;
12056 }
12057
12058 static void scalar32_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12059                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12060 {
12061         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12062         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
12063         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12064         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12065
12066         if (signed_add32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smin_val) ||
12067             signed_add32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smax_val)) {
12068                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12069                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12070         } else {
12071                 dst_reg->s32_min_value += smin_val;
12072                 dst_reg->s32_max_value += smax_val;
12073         }
12074         if (dst_reg->u32_min_value + umin_val < umin_val ||
12075             dst_reg->u32_max_value + umax_val < umax_val) {
12076                 dst_reg->u32_min_value = 0;
12077                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
12078         } else {
12079                 dst_reg->u32_min_value += umin_val;
12080                 dst_reg->u32_max_value += umax_val;
12081         }
12082 }
12083
12084 static void scalar_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12085                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12086 {
12087         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12088         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
12089         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12090         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12091
12092         if (signed_add_overflows(dst_reg->smin_value, smin_val) ||
12093             signed_add_overflows(dst_reg->smax_value, smax_val)) {
12094                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12095                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12096         } else {
12097                 dst_reg->smin_value += smin_val;
12098                 dst_reg->smax_value += smax_val;
12099         }
12100         if (dst_reg->umin_value + umin_val < umin_val ||
12101             dst_reg->umax_value + umax_val < umax_val) {
12102                 dst_reg->umin_value = 0;
12103                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12104         } else {
12105                 dst_reg->umin_value += umin_val;
12106                 dst_reg->umax_value += umax_val;
12107         }
12108 }
12109
12110 static void scalar32_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12111                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12112 {
12113         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12114         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
12115         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12116         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12117
12118         if (signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smax_val) ||
12119             signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smin_val)) {
12120                 /* Overflow possible, we know nothing */
12121                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12122                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12123         } else {
12124                 dst_reg->s32_min_value -= smax_val;
12125                 dst_reg->s32_max_value -= smin_val;
12126         }
12127         if (dst_reg->u32_min_value < umax_val) {
12128                 /* Overflow possible, we know nothing */
12129                 dst_reg->u32_min_value = 0;
12130                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
12131         } else {
12132                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
12133                 dst_reg->u32_min_value -= umax_val;
12134                 dst_reg->u32_max_value -= umin_val;
12135         }
12136 }
12137
12138 static void scalar_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12139                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12140 {
12141         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12142         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
12143         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12144         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12145
12146         if (signed_sub_overflows(dst_reg->smin_value, smax_val) ||
12147             signed_sub_overflows(dst_reg->smax_value, smin_val)) {
12148                 /* Overflow possible, we know nothing */
12149                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12150                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12151         } else {
12152                 dst_reg->smin_value -= smax_val;
12153                 dst_reg->smax_value -= smin_val;
12154         }
12155         if (dst_reg->umin_value < umax_val) {
12156                 /* Overflow possible, we know nothing */
12157                 dst_reg->umin_value = 0;
12158                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12159         } else {
12160                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
12161                 dst_reg->umin_value -= umax_val;
12162                 dst_reg->umax_value -= umin_val;
12163         }
12164 }
12165
12166 static void scalar32_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12167                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12168 {
12169         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12170         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12171         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12172
12173         if (smin_val < 0 || dst_reg->s32_min_value < 0) {
12174                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
12175                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
12176                 return;
12177         }
12178         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
12179          * copy the result to signed (unless it exceeds S32_MAX).
12180          */
12181         if (umax_val > U16_MAX || dst_reg->u32_max_value > U16_MAX) {
12182                 /* Potential overflow, we know nothing */
12183                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
12184                 return;
12185         }
12186         dst_reg->u32_min_value *= umin_val;
12187         dst_reg->u32_max_value *= umax_val;
12188         if (dst_reg->u32_max_value > S32_MAX) {
12189                 /* Overflow possible, we know nothing */
12190                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12191                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12192         } else {
12193                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
12194                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
12195         }
12196 }
12197
12198 static void scalar_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12199                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12200 {
12201         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12202         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12203         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12204
12205         if (smin_val < 0 || dst_reg->smin_value < 0) {
12206                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
12207                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
12208                 return;
12209         }
12210         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
12211          * copy the result to signed (unless it exceeds S64_MAX).
12212          */
12213         if (umax_val > U32_MAX || dst_reg->umax_value > U32_MAX) {
12214                 /* Potential overflow, we know nothing */
12215                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
12216                 return;
12217         }
12218         dst_reg->umin_value *= umin_val;
12219         dst_reg->umax_value *= umax_val;
12220         if (dst_reg->umax_value > S64_MAX) {
12221                 /* Overflow possible, we know nothing */
12222                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12223                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12224         } else {
12225                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
12226                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
12227         }
12228 }
12229
12230 static void scalar32_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12231                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12232 {
12233         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
12234         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
12235         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
12236         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12237         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12238
12239         if (src_known && dst_known) {
12240                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
12241                 return;
12242         }
12243
12244         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
12245          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
12246          */
12247         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
12248         dst_reg->u32_max_value = min(dst_reg->u32_max_value, umax_val);
12249         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
12250                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
12251                  * ain't nobody got time for that.
12252                  */
12253                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12254                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12255         } else {
12256                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
12257                  * cast result into s64.
12258                  */
12259                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
12260                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
12261         }
12262 }
12263
12264 static void scalar_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12265                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12266 {
12267         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
12268         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
12269         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12270         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12271
12272         if (src_known && dst_known) {
12273                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
12274                 return;
12275         }
12276
12277         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
12278          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
12279          */
12280         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
12281         dst_reg->umax_value = min(dst_reg->umax_value, umax_val);
12282         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
12283                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
12284                  * ain't nobody got time for that.
12285                  */
12286                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12287                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12288         } else {
12289                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
12290                  * cast result into s64.
12291                  */
12292                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
12293                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
12294         }
12295         /* We may learn something more from the var_off */
12296         __update_reg_bounds(dst_reg);
12297 }
12298
12299 static void scalar32_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12300                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
12301 {
12302         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
12303         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
12304         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
12305         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12306         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12307
12308         if (src_known && dst_known) {
12309                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
12310                 return;
12311         }
12312
12313         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
12314          * maximum of the operands' minima
12315          */
12316         dst_reg->u32_min_value = max(dst_reg->u32_min_value, umin_val);
12317         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
12318         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
12319                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
12320                  * ain't nobody got time for that.
12321                  */
12322                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12323                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12324         } else {
12325                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
12326                  * cast result into s64.
12327                  */
12328                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
12329                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
12330         }
12331 }
12332
12333 static void scalar_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12334                               struct bpf_reg_state *src_reg)
12335 {
12336         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
12337         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
12338         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12339         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12340
12341         if (src_known && dst_known) {
12342                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
12343                 return;
12344         }
12345
12346         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
12347          * maximum of the operands' minima
12348          */
12349         dst_reg->umin_value = max(dst_reg->umin_value, umin_val);
12350         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
12351         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
12352                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
12353                  * ain't nobody got time for that.
12354                  */
12355                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12356                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12357         } else {
12358                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
12359                  * cast result into s64.
12360                  */
12361                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
12362                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
12363         }
12364         /* We may learn something more from the var_off */
12365         __update_reg_bounds(dst_reg);
12366 }
12367
12368 static void scalar32_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12369                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12370 {
12371         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
12372         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
12373         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
12374         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12375
12376         if (src_known && dst_known) {
12377                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
12378                 return;
12379         }
12380
12381         /* We get both minimum and maximum from the var32_off. */
12382         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
12383         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
12384
12385         if (dst_reg->s32_min_value >= 0 && smin_val >= 0) {
12386                 /* XORing two positive sign numbers gives a positive,
12387                  * so safe to cast u32 result into s32.
12388                  */
12389                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
12390                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
12391         } else {
12392                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12393                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12394         }
12395 }
12396
12397 static void scalar_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12398                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12399 {
12400         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
12401         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
12402         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12403
12404         if (src_known && dst_known) {
12405                 /* dst_reg->var_off.value has been updated earlier */
12406                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
12407                 return;
12408         }
12409
12410         /* We get both minimum and maximum from the var_off. */
12411         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
12412         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
12413
12414         if (dst_reg->smin_value >= 0 && smin_val >= 0) {
12415                 /* XORing two positive sign numbers gives a positive,
12416                  * so safe to cast u64 result into s64.
12417                  */
12418                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
12419                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
12420         } else {
12421                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12422                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12423         }
12424
12425         __update_reg_bounds(dst_reg);
12426 }
12427
12428 static void __scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12429                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
12430 {
12431         /* We lose all sign bit information (except what we can pick
12432          * up from var_off)
12433          */
12434         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12435         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12436         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
12437         if (umax_val > 31 || dst_reg->u32_max_value > 1ULL << (31 - umax_val)) {
12438                 dst_reg->u32_min_value = 0;
12439                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
12440         } else {
12441                 dst_reg->u32_min_value <<= umin_val;
12442                 dst_reg->u32_max_value <<= umax_val;
12443         }
12444 }
12445
12446 static void scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12447                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12448 {
12449         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12450         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12451         /* u32 alu operation will zext upper bits */
12452         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
12453
12454         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
12455         dst_reg->var_off = tnum_subreg(tnum_lshift(subreg, umin_val));
12456         /* Not required but being careful mark reg64 bounds as unknown so
12457          * that we are forced to pick them up from tnum and zext later and
12458          * if some path skips this step we are still safe.
12459          */
12460         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
12461         __update_reg32_bounds(dst_reg);
12462 }
12463
12464 static void __scalar64_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12465                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
12466 {
12467         /* Special case <<32 because it is a common compiler pattern to sign
12468          * extend subreg by doing <<32 s>>32. In this case if 32bit bounds are
12469          * positive we know this shift will also be positive so we can track
12470          * bounds correctly. Otherwise we lose all sign bit information except
12471          * what we can pick up from var_off. Perhaps we can generalize this
12472          * later to shifts of any length.
12473          */
12474         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_max_value >= 0)
12475                 dst_reg->smax_value = (s64)dst_reg->s32_max_value << 32;
12476         else
12477                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12478
12479         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_min_value >= 0)
12480                 dst_reg->smin_value = (s64)dst_reg->s32_min_value << 32;
12481         else
12482                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12483
12484         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
12485         if (dst_reg->umax_value > 1ULL << (63 - umax_val)) {
12486                 dst_reg->umin_value = 0;
12487                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12488         } else {
12489                 dst_reg->umin_value <<= umin_val;
12490                 dst_reg->umax_value <<= umax_val;
12491         }
12492 }
12493
12494 static void scalar_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12495                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12496 {
12497         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12498         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12499
12500         /* scalar64 calc uses 32bit unshifted bounds so must be called first */
12501         __scalar64_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
12502         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
12503
12504         dst_reg->var_off = tnum_lshift(dst_reg->var_off, umin_val);
12505         /* We may learn something more from the var_off */
12506         __update_reg_bounds(dst_reg);
12507 }
12508
12509 static void scalar32_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12510                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12511 {
12512         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
12513         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12514         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12515
12516         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
12517          * be negative, then either:
12518          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
12519          *    unknown, so we lose our signed bounds
12520          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
12521          *    signed bounds
12522          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
12523          *    about the result
12524          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
12525          * unsigned bounds capture the signed bounds.
12526          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
12527          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
12528          * var_off of the result.
12529          */
12530         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12531         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12532
12533         dst_reg->var_off = tnum_rshift(subreg, umin_val);
12534         dst_reg->u32_min_value >>= umax_val;
12535         dst_reg->u32_max_value >>= umin_val;
12536
12537         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
12538         __update_reg32_bounds(dst_reg);
12539 }
12540
12541 static void scalar_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12542                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12543 {
12544         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12545         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12546
12547         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
12548          * be negative, then either:
12549          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
12550          *    unknown, so we lose our signed bounds
12551          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
12552          *    signed bounds
12553          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
12554          *    about the result
12555          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
12556          * unsigned bounds capture the signed bounds.
12557          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
12558          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
12559          * var_off of the result.
12560          */
12561         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12562         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12563         dst_reg->var_off = tnum_rshift(dst_reg->var_off, umin_val);
12564         dst_reg->umin_value >>= umax_val;
12565         dst_reg->umax_value >>= umin_val;
12566
12567         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
12568          * on bits being shifted in. Take easy way out and mark unbounded
12569          * so we can recalculate later from tnum.
12570          */
12571         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
12572         __update_reg_bounds(dst_reg);
12573 }
12574
12575 static void scalar32_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12576                                   struct bpf_reg_state *src_reg)
12577 {
12578         u64 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12579
12580         /* Upon reaching here, src_known is true and
12581          * umax_val is equal to umin_val.
12582          */
12583         dst_reg->s32_min_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_min_value) >> umin_val);
12584         dst_reg->s32_max_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_max_value) >> umin_val);
12585
12586         dst_reg->var_off = tnum_arshift(tnum_subreg(dst_reg->var_off), umin_val, 32);
12587
12588         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
12589          * dst_reg var_off to refine the result.
12590          */
12591         dst_reg->u32_min_value = 0;
12592         dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
12593
12594         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
12595         __update_reg32_bounds(dst_reg);
12596 }
12597
12598 static void scalar_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12599                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
12600 {
12601         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12602
12603         /* Upon reaching here, src_known is true and umax_val is equal
12604          * to umin_val.
12605          */
12606         dst_reg->smin_value >>= umin_val;
12607         dst_reg->smax_value >>= umin_val;
12608
12609         dst_reg->var_off = tnum_arshift(dst_reg->var_off, umin_val, 64);
12610
12611         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
12612          * dst_reg var_off to refine the result.
12613          */
12614         dst_reg->umin_value = 0;
12615         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12616
12617         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
12618          * on bits being shifted in from upper 32-bits. Take easy way out
12619          * and mark unbounded so we can recalculate later from tnum.
12620          */
12621         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
12622         __update_reg_bounds(dst_reg);
12623 }
12624
12625 /* WARNING: This function does calculations on 64-bit values, but the actual
12626  * execution may occur on 32-bit values. Therefore, things like bitshifts
12627  * need extra checks in the 32-bit case.
12628  */
12629 static int adjust_scalar_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
12630                                       struct bpf_insn *insn,
12631                                       struct bpf_reg_state *dst_reg,
12632                                       struct bpf_reg_state src_reg)
12633 {
12634         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
12635         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
12636         bool src_known;
12637         s64 smin_val, smax_val;
12638         u64 umin_val, umax_val;
12639         s32 s32_min_val, s32_max_val;
12640         u32 u32_min_val, u32_max_val;
12641         u64 insn_bitness = (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) ? 64 : 32;
12642         bool alu32 = (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64);
12643         int ret;
12644
12645         smin_val = src_reg.smin_value;
12646         smax_val = src_reg.smax_value;
12647         umin_val = src_reg.umin_value;
12648         umax_val = src_reg.umax_value;
12649
12650         s32_min_val = src_reg.s32_min_value;
12651         s32_max_val = src_reg.s32_max_value;
12652         u32_min_val = src_reg.u32_min_value;
12653         u32_max_val = src_reg.u32_max_value;
12654
12655         if (alu32) {
12656                 src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg.var_off);
12657                 if ((src_known &&
12658                      (s32_min_val != s32_max_val || u32_min_val != u32_max_val)) ||
12659                     s32_min_val > s32_max_val || u32_min_val > u32_max_val) {
12660                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
12661                          * derived from e.g. dead branches.
12662                          */
12663                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
12664                         return 0;
12665                 }
12666         } else {
12667                 src_known = tnum_is_const(src_reg.var_off);
12668                 if ((src_known &&
12669                      (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
12670                     smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
12671                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
12672                          * derived from e.g. dead branches.
12673                          */
12674                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
12675                         return 0;
12676                 }
12677         }
12678
12679         if (!src_known &&
12680             opcode != BPF_ADD && opcode != BPF_SUB && opcode != BPF_AND) {
12681                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
12682                 return 0;
12683         }
12684
12685         if (sanitize_needed(opcode)) {
12686                 ret = sanitize_val_alu(env, insn);
12687                 if (ret < 0)
12688                         return sanitize_err(env, insn, ret, NULL, NULL);
12689         }
12690
12691         /* Calculate sign/unsigned bounds and tnum for alu32 and alu64 bit ops.
12692          * There are two classes of instructions: The first class we track both
12693          * alu32 and alu64 sign/unsigned bounds independently this provides the
12694          * greatest amount of precision when alu operations are mixed with jmp32
12695          * operations. These operations are BPF_ADD, BPF_SUB, BPF_MUL, BPF_ADD,
12696          * and BPF_OR. This is possible because these ops have fairly easy to
12697          * understand and calculate behavior in both 32-bit and 64-bit alu ops.
12698          * See alu32 verifier tests for examples. The second class of
12699          * operations, BPF_LSH, BPF_RSH, and BPF_ARSH, however are not so easy
12700          * with regards to tracking sign/unsigned bounds because the bits may
12701          * cross subreg boundaries in the alu64 case. When this happens we mark
12702          * the reg unbounded in the subreg bound space and use the resulting
12703          * tnum to calculate an approximation of the sign/unsigned bounds.
12704          */
12705         switch (opcode) {
12706         case BPF_ADD:
12707                 scalar32_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
12708                 scalar_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
12709                 dst_reg->var_off = tnum_add(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12710                 break;
12711         case BPF_SUB:
12712                 scalar32_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
12713                 scalar_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
12714                 dst_reg->var_off = tnum_sub(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12715                 break;
12716         case BPF_MUL:
12717                 dst_reg->var_off = tnum_mul(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12718                 scalar32_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
12719                 scalar_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
12720                 break;
12721         case BPF_AND:
12722                 dst_reg->var_off = tnum_and(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12723                 scalar32_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
12724                 scalar_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
12725                 break;
12726         case BPF_OR:
12727                 dst_reg->var_off = tnum_or(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12728                 scalar32_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
12729                 scalar_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
12730                 break;
12731         case BPF_XOR:
12732                 dst_reg->var_off = tnum_xor(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12733                 scalar32_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
12734                 scalar_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
12735                 break;
12736         case BPF_LSH:
12737                 if (umax_val >= insn_bitness) {
12738                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
12739                          * This includes shifts by a negative number.
12740                          */
12741                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12742                         break;
12743                 }
12744                 if (alu32)
12745                         scalar32_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
12746                 else
12747                         scalar_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
12748                 break;
12749         case BPF_RSH:
12750                 if (umax_val >= insn_bitness) {
12751                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
12752                          * This includes shifts by a negative number.
12753                          */
12754                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12755                         break;
12756                 }
12757                 if (alu32)
12758                         scalar32_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
12759                 else
12760                         scalar_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
12761                 break;
12762         case BPF_ARSH:
12763                 if (umax_val >= insn_bitness) {
12764                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
12765                          * This includes shifts by a negative number.
12766                          */
12767                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12768                         break;
12769                 }
12770                 if (alu32)
12771                         scalar32_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
12772                 else
12773                         scalar_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
12774                 break;
12775         default:
12776                 mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12777                 break;
12778         }
12779
12780         /* ALU32 ops are zero extended into 64bit register */
12781         if (alu32)
12782                 zext_32_to_64(dst_reg);
12783         reg_bounds_sync(dst_reg);
12784         return 0;
12785 }
12786
12787 /* Handles ALU ops other than BPF_END, BPF_NEG and BPF_MOV: computes new min/max
12788  * and var_off.
12789  */
12790 static int adjust_reg_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
12791                                    struct bpf_insn *insn)
12792 {
12793         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
12794         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
12795         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg, *src_reg;
12796         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, off_reg = {0};
12797         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
12798         int err;
12799
12800         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
12801         src_reg = NULL;
12802         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE)
12803                 ptr_reg = dst_reg;
12804         else
12805                 /* Make sure ID is cleared otherwise dst_reg min/max could be
12806                  * incorrectly propagated into other registers by find_equal_scalars()
12807                  */
12808                 dst_reg->id = 0;
12809         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
12810                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
12811                 if (src_reg->type != SCALAR_VALUE) {
12812                         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE) {
12813                                 /* Combining two pointers by any ALU op yields
12814                                  * an arbitrary scalar. Disallow all math except
12815                                  * pointer subtraction
12816                                  */
12817                                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
12818                                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12819                                         return 0;
12820                                 }
12821                                 verbose(env, "R%d pointer %s pointer prohibited\n",
12822                                         insn->dst_reg,
12823                                         bpf_alu_string[opcode >> 4]);
12824                                 return -EACCES;
12825                         } else {
12826                                 /* scalar += pointer
12827                                  * This is legal, but we have to reverse our
12828                                  * src/dest handling in computing the range
12829                                  */
12830                                 err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
12831                                 if (err)
12832                                         return err;
12833                                 return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
12834                                                                src_reg, dst_reg);
12835                         }
12836                 } else if (ptr_reg) {
12837                         /* pointer += scalar */
12838                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
12839                         if (err)
12840                                 return err;
12841                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
12842                                                        dst_reg, src_reg);
12843                 } else if (dst_reg->precise) {
12844                         /* if dst_reg is precise, src_reg should be precise as well */
12845                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
12846                         if (err)
12847                                 return err;
12848                 }
12849         } else {
12850                 /* Pretend the src is a reg with a known value, since we only
12851                  * need to be able to read from this state.
12852                  */
12853                 off_reg.type = SCALAR_VALUE;
12854                 __mark_reg_known(&off_reg, insn->imm);
12855                 src_reg = &off_reg;
12856                 if (ptr_reg) /* pointer += K */
12857                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
12858                                                        ptr_reg, src_reg);
12859         }
12860
12861         /* Got here implies adding two SCALAR_VALUEs */
12862         if (WARN_ON_ONCE(ptr_reg)) {
12863                 print_verifier_state(env, state, true);
12864                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected ptr_reg\n");
12865                 return -EINVAL;
12866         }
12867         if (WARN_ON(!src_reg)) {
12868                 print_verifier_state(env, state, true);
12869                 verbose(env, "verifier internal error: no src_reg\n");
12870                 return -EINVAL;
12871         }
12872         return adjust_scalar_min_max_vals(env, insn, dst_reg, *src_reg);
12873 }
12874
12875 /* check validity of 32-bit and 64-bit arithmetic operations */
12876 static int check_alu_op(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
12877 {
12878         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
12879         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
12880         int err;
12881
12882         if (opcode == BPF_END || opcode == BPF_NEG) {
12883                 if (opcode == BPF_NEG) {
12884                         if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
12885                             insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
12886                             insn->off != 0 || insn->imm != 0) {
12887                                 verbose(env, "BPF_NEG uses reserved fields\n");
12888                                 return -EINVAL;
12889                         }
12890                 } else {
12891                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
12892                             (insn->imm != 16 && insn->imm != 32 && insn->imm != 64) ||
12893                             BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
12894                                 verbose(env, "BPF_END uses reserved fields\n");
12895                                 return -EINVAL;
12896                         }
12897                 }
12898
12899                 /* check src operand */
12900                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
12901                 if (err)
12902                         return err;
12903
12904                 if (is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
12905                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic prohibited\n",
12906                                 insn->dst_reg);
12907                         return -EACCES;
12908                 }
12909
12910                 /* check dest operand */
12911                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
12912                 if (err)
12913                         return err;
12914
12915         } else if (opcode == BPF_MOV) {
12916
12917                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
12918                         if (insn->imm != 0 || insn->off != 0) {
12919                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
12920                                 return -EINVAL;
12921                         }
12922
12923                         /* check src operand */
12924                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
12925                         if (err)
12926                                 return err;
12927                 } else {
12928                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
12929                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
12930                                 return -EINVAL;
12931                         }
12932                 }
12933
12934                 /* check dest operand, mark as required later */
12935                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
12936                 if (err)
12937                         return err;
12938
12939                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
12940                         struct bpf_reg_state *src_reg = regs + insn->src_reg;
12941                         struct bpf_reg_state *dst_reg = regs + insn->dst_reg;
12942                         bool need_id = src_reg->type == SCALAR_VALUE && !src_reg->id &&
12943                                        !tnum_is_const(src_reg->var_off);
12944
12945                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
12946                                 /* case: R1 = R2
12947                                  * copy register state to dest reg
12948                                  */
12949                                 if (need_id)
12950                                         /* Assign src and dst registers the same ID
12951                                          * that will be used by find_equal_scalars()
12952                                          * to propagate min/max range.
12953                                          */
12954                                         src_reg->id = ++env->id_gen;
12955                                 copy_register_state(dst_reg, src_reg);
12956                                 dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
12957                                 dst_reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
12958                         } else {
12959                                 /* R1 = (u32) R2 */
12960                                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
12961                                         verbose(env,
12962                                                 "R%d partial copy of pointer\n",
12963                                                 insn->src_reg);
12964                                         return -EACCES;
12965                                 } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
12966                                         bool is_src_reg_u32 = src_reg->umax_value <= U32_MAX;
12967
12968                                         if (is_src_reg_u32 && need_id)
12969                                                 src_reg->id = ++env->id_gen;
12970                                         copy_register_state(dst_reg, src_reg);
12971                                         /* Make sure ID is cleared if src_reg is not in u32 range otherwise
12972                                          * dst_reg min/max could be incorrectly
12973                                          * propagated into src_reg by find_equal_scalars()
12974                                          */
12975                                         if (!is_src_reg_u32)
12976                                                 dst_reg->id = 0;
12977                                         dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
12978                                         dst_reg->subreg_def = env->insn_idx + 1;
12979                                 } else {
12980                                         mark_reg_unknown(env, regs,
12981                                                          insn->dst_reg);
12982                                 }
12983                                 zext_32_to_64(dst_reg);
12984                                 reg_bounds_sync(dst_reg);
12985                         }
12986                 } else {
12987                         /* case: R = imm
12988                          * remember the value we stored into this reg
12989                          */
12990                         /* clear any state __mark_reg_known doesn't set */
12991                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12992                         regs[insn->dst_reg].type = SCALAR_VALUE;
12993                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
12994                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
12995                                                  insn->imm);
12996                         } else {
12997                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
12998                                                  (u32)insn->imm);
12999                         }
13000                 }
13001
13002         } else if (opcode > BPF_END) {
13003                 verbose(env, "invalid BPF_ALU opcode %x\n", opcode);
13004                 return -EINVAL;
13005
13006         } else {        /* all other ALU ops: and, sub, xor, add, ... */
13007
13008                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
13009                         if (insn->imm != 0 || insn->off != 0) {
13010                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
13011                                 return -EINVAL;
13012                         }
13013                         /* check src1 operand */
13014                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
13015                         if (err)
13016                                 return err;
13017                 } else {
13018                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
13019                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
13020                                 return -EINVAL;
13021                         }
13022                 }
13023
13024                 /* check src2 operand */
13025                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
13026                 if (err)
13027                         return err;
13028
13029                 if ((opcode == BPF_MOD || opcode == BPF_DIV) &&
13030                     BPF_SRC(insn->code) == BPF_K && insn->imm == 0) {
13031                         verbose(env, "div by zero\n");
13032                         return -EINVAL;
13033                 }
13034
13035                 if ((opcode == BPF_LSH || opcode == BPF_RSH ||
13036                      opcode == BPF_ARSH) && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
13037                         int size = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 ? 64 : 32;
13038
13039                         if (insn->imm < 0 || insn->imm >= size) {
13040                                 verbose(env, "invalid shift %d\n", insn->imm);
13041                                 return -EINVAL;
13042                         }
13043                 }
13044
13045                 /* check dest operand */
13046                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
13047                 if (err)
13048                         return err;
13049
13050                 return adjust_reg_min_max_vals(env, insn);
13051         }
13052
13053         return 0;
13054 }
13055
13056 static void find_good_pkt_pointers(struct bpf_verifier_state *vstate,
13057                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
13058                                    enum bpf_reg_type type,
13059                                    bool range_right_open)
13060 {
13061         struct bpf_func_state *state;
13062         struct bpf_reg_state *reg;
13063         int new_range;
13064
13065         if (dst_reg->off < 0 ||
13066             (dst_reg->off == 0 && range_right_open))
13067                 /* This doesn't give us any range */
13068                 return;
13069
13070         if (dst_reg->umax_value > MAX_PACKET_OFF ||
13071             dst_reg->umax_value + dst_reg->off > MAX_PACKET_OFF)
13072                 /* Risk of overflow.  For instance, ptr + (1<<63) may be less
13073                  * than pkt_end, but that's because it's also less than pkt.
13074                  */
13075                 return;
13076
13077         new_range = dst_reg->off;
13078         if (range_right_open)
13079                 new_range++;
13080
13081         /* Examples for register markings:
13082          *
13083          * pkt_data in dst register:
13084          *
13085          *   r2 = r3;
13086          *   r2 += 8;
13087          *   if (r2 > pkt_end) goto <handle exception>
13088          *   <access okay>
13089          *
13090          *   r2 = r3;
13091          *   r2 += 8;
13092          *   if (r2 < pkt_end) goto <access okay>
13093          *   <handle exception>
13094          *
13095          *   Where:
13096          *     r2 == dst_reg, pkt_end == src_reg
13097          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
13098          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
13099          *
13100          * pkt_data in src register:
13101          *
13102          *   r2 = r3;
13103          *   r2 += 8;
13104          *   if (pkt_end >= r2) goto <access okay>
13105          *   <handle exception>
13106          *
13107          *   r2 = r3;
13108          *   r2 += 8;
13109          *   if (pkt_end <= r2) goto <handle exception>
13110          *   <access okay>
13111          *
13112          *   Where:
13113          *     pkt_end == dst_reg, r2 == src_reg
13114          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
13115          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
13116          *
13117          * Find register r3 and mark its range as r3=pkt(id=n,off=0,r=8)
13118          * or r3=pkt(id=n,off=0,r=8-1), so that range of bytes [r3, r3 + 8)
13119          * and [r3, r3 + 8-1) respectively is safe to access depending on
13120          * the check.
13121          */
13122
13123         /* If our ids match, then we must have the same max_value.  And we
13124          * don't care about the other reg's fixed offset, since if it's too big
13125          * the range won't allow anything.
13126          * dst_reg->off is known < MAX_PACKET_OFF, therefore it fits in a u16.
13127          */
13128         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
13129                 if (reg->type == type && reg->id == dst_reg->id)
13130                         /* keep the maximum range already checked */
13131                         reg->range = max(reg->range, new_range);
13132         }));
13133 }
13134
13135 static int is_branch32_taken(struct bpf_reg_state *reg, u32 val, u8 opcode)
13136 {
13137         struct tnum subreg = tnum_subreg(reg->var_off);
13138         s32 sval = (s32)val;
13139
13140         switch (opcode) {
13141         case BPF_JEQ:
13142                 if (tnum_is_const(subreg))
13143                         return !!tnum_equals_const(subreg, val);
13144                 else if (val < reg->u32_min_value || val > reg->u32_max_value)
13145                         return 0;
13146                 break;
13147         case BPF_JNE:
13148                 if (tnum_is_const(subreg))
13149                         return !tnum_equals_const(subreg, val);
13150                 else if (val < reg->u32_min_value || val > reg->u32_max_value)
13151                         return 1;
13152                 break;
13153         case BPF_JSET:
13154                 if ((~subreg.mask & subreg.value) & val)
13155                         return 1;
13156                 if (!((subreg.mask | subreg.value) & val))
13157                         return 0;
13158                 break;
13159         case BPF_JGT:
13160                 if (reg->u32_min_value > val)
13161                         return 1;
13162                 else if (reg->u32_max_value <= val)
13163                         return 0;
13164                 break;
13165         case BPF_JSGT:
13166                 if (reg->s32_min_value > sval)
13167                         return 1;
13168                 else if (reg->s32_max_value <= sval)
13169                         return 0;
13170                 break;
13171         case BPF_JLT:
13172                 if (reg->u32_max_value < val)
13173                         return 1;
13174                 else if (reg->u32_min_value >= val)
13175                         return 0;
13176                 break;
13177         case BPF_JSLT:
13178                 if (reg->s32_max_value < sval)
13179                         return 1;
13180                 else if (reg->s32_min_value >= sval)
13181                         return 0;
13182                 break;
13183         case BPF_JGE:
13184                 if (reg->u32_min_value >= val)
13185                         return 1;
13186                 else if (reg->u32_max_value < val)
13187                         return 0;
13188                 break;
13189         case BPF_JSGE:
13190                 if (reg->s32_min_value >= sval)
13191                         return 1;
13192                 else if (reg->s32_max_value < sval)
13193                         return 0;
13194                 break;
13195         case BPF_JLE:
13196                 if (reg->u32_max_value <= val)
13197                         return 1;
13198                 else if (reg->u32_min_value > val)
13199                         return 0;
13200                 break;
13201         case BPF_JSLE:
13202                 if (reg->s32_max_value <= sval)
13203                         return 1;
13204                 else if (reg->s32_min_value > sval)
13205                         return 0;
13206                 break;
13207         }
13208
13209         return -1;
13210 }
13211
13212
13213 static int is_branch64_taken(struct bpf_reg_state *reg, u64 val, u8 opcode)
13214 {
13215         s64 sval = (s64)val;
13216
13217         switch (opcode) {
13218         case BPF_JEQ:
13219                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
13220                         return !!tnum_equals_const(reg->var_off, val);
13221                 else if (val < reg->umin_value || val > reg->umax_value)
13222                         return 0;
13223                 break;
13224         case BPF_JNE:
13225                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
13226                         return !tnum_equals_const(reg->var_off, val);
13227                 else if (val < reg->umin_value || val > reg->umax_value)
13228                         return 1;
13229                 break;
13230         case BPF_JSET:
13231                 if ((~reg->var_off.mask & reg->var_off.value) & val)
13232                         return 1;
13233                 if (!((reg->var_off.mask | reg->var_off.value) & val))
13234                         return 0;
13235                 break;
13236         case BPF_JGT:
13237                 if (reg->umin_value > val)
13238                         return 1;
13239                 else if (reg->umax_value <= val)
13240                         return 0;
13241                 break;
13242         case BPF_JSGT:
13243                 if (reg->smin_value > sval)
13244                         return 1;
13245                 else if (reg->smax_value <= sval)
13246                         return 0;
13247                 break;
13248         case BPF_JLT:
13249                 if (reg->umax_value < val)
13250                         return 1;
13251                 else if (reg->umin_value >= val)
13252                         return 0;
13253                 break;
13254         case BPF_JSLT:
13255                 if (reg->smax_value < sval)
13256                         return 1;
13257                 else if (reg->smin_value >= sval)
13258                         return 0;
13259                 break;
13260         case BPF_JGE:
13261                 if (reg->umin_value >= val)
13262                         return 1;
13263                 else if (reg->umax_value < val)
13264                         return 0;
13265                 break;
13266         case BPF_JSGE:
13267                 if (reg->smin_value >= sval)
13268                         return 1;
13269                 else if (reg->smax_value < sval)
13270                         return 0;
13271                 break;
13272         case BPF_JLE:
13273                 if (reg->umax_value <= val)
13274                         return 1;
13275                 else if (reg->umin_value > val)
13276                         return 0;
13277                 break;
13278         case BPF_JSLE:
13279                 if (reg->smax_value <= sval)
13280                         return 1;
13281                 else if (reg->smin_value > sval)
13282                         return 0;
13283                 break;
13284         }
13285
13286         return -1;
13287 }
13288
13289 /* compute branch direction of the expression "if (reg opcode val) goto target;"
13290  * and return:
13291  *  1 - branch will be taken and "goto target" will be executed
13292  *  0 - branch will not be taken and fall-through to next insn
13293  * -1 - unknown. Example: "if (reg < 5)" is unknown when register value
13294  *      range [0,10]
13295  */
13296 static int is_branch_taken(struct bpf_reg_state *reg, u64 val, u8 opcode,
13297                            bool is_jmp32)
13298 {
13299         if (__is_pointer_value(false, reg)) {
13300                 if (!reg_not_null(reg))
13301                         return -1;
13302
13303                 /* If pointer is valid tests against zero will fail so we can
13304                  * use this to direct branch taken.
13305                  */
13306                 if (val != 0)
13307                         return -1;
13308
13309                 switch (opcode) {
13310                 case BPF_JEQ:
13311                         return 0;
13312                 case BPF_JNE:
13313                         return 1;
13314                 default:
13315                         return -1;
13316                 }
13317         }
13318
13319         if (is_jmp32)
13320                 return is_branch32_taken(reg, val, opcode);
13321         return is_branch64_taken(reg, val, opcode);
13322 }
13323
13324 static int flip_opcode(u32 opcode)
13325 {
13326         /* How can we transform "a <op> b" into "b <op> a"? */
13327         static const u8 opcode_flip[16] = {
13328                 /* these stay the same */
13329                 [BPF_JEQ  >> 4] = BPF_JEQ,
13330                 [BPF_JNE  >> 4] = BPF_JNE,
13331                 [BPF_JSET >> 4] = BPF_JSET,
13332                 /* these swap "lesser" and "greater" (L and G in the opcodes) */
13333                 [BPF_JGE  >> 4] = BPF_JLE,
13334                 [BPF_JGT  >> 4] = BPF_JLT,
13335                 [BPF_JLE  >> 4] = BPF_JGE,
13336                 [BPF_JLT  >> 4] = BPF_JGT,
13337                 [BPF_JSGE >> 4] = BPF_JSLE,
13338                 [BPF_JSGT >> 4] = BPF_JSLT,
13339                 [BPF_JSLE >> 4] = BPF_JSGE,
13340                 [BPF_JSLT >> 4] = BPF_JSGT
13341         };
13342         return opcode_flip[opcode >> 4];
13343 }
13344
13345 static int is_pkt_ptr_branch_taken(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13346                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
13347                                    u8 opcode)
13348 {
13349         struct bpf_reg_state *pkt;
13350
13351         if (src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) {
13352                 pkt = dst_reg;
13353         } else if (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) {
13354                 pkt = src_reg;
13355                 opcode = flip_opcode(opcode);
13356         } else {
13357                 return -1;
13358         }
13359
13360         if (pkt->range >= 0)
13361                 return -1;
13362
13363         switch (opcode) {
13364         case BPF_JLE:
13365                 /* pkt <= pkt_end */
13366                 fallthrough;
13367         case BPF_JGT:
13368                 /* pkt > pkt_end */
13369                 if (pkt->range == BEYOND_PKT_END)
13370                         /* pkt has at last one extra byte beyond pkt_end */
13371                         return opcode == BPF_JGT;
13372                 break;
13373         case BPF_JLT:
13374                 /* pkt < pkt_end */
13375                 fallthrough;
13376         case BPF_JGE:
13377                 /* pkt >= pkt_end */
13378                 if (pkt->range == BEYOND_PKT_END || pkt->range == AT_PKT_END)
13379                         return opcode == BPF_JGE;
13380                 break;
13381         }
13382         return -1;
13383 }
13384
13385 /* Adjusts the register min/max values in the case that the dst_reg is the
13386  * variable register that we are working on, and src_reg is a constant or we're
13387  * simply doing a BPF_K check.
13388  * In JEQ/JNE cases we also adjust the var_off values.
13389  */
13390 static void reg_set_min_max(struct bpf_reg_state *true_reg,
13391                             struct bpf_reg_state *false_reg,
13392                             u64 val, u32 val32,
13393                             u8 opcode, bool is_jmp32)
13394 {
13395         struct tnum false_32off = tnum_subreg(false_reg->var_off);
13396         struct tnum false_64off = false_reg->var_off;
13397         struct tnum true_32off = tnum_subreg(true_reg->var_off);
13398         struct tnum true_64off = true_reg->var_off;
13399         s64 sval = (s64)val;
13400         s32 sval32 = (s32)val32;
13401
13402         /* If the dst_reg is a pointer, we can't learn anything about its
13403          * variable offset from the compare (unless src_reg were a pointer into
13404          * the same object, but we don't bother with that.
13405          * Since false_reg and true_reg have the same type by construction, we
13406          * only need to check one of them for pointerness.
13407          */
13408         if (__is_pointer_value(false, false_reg))
13409                 return;
13410
13411         switch (opcode) {
13412         /* JEQ/JNE comparison doesn't change the register equivalence.
13413          *
13414          * r1 = r2;
13415          * if (r1 == 42) goto label;
13416          * ...
13417          * label: // here both r1 and r2 are known to be 42.
13418          *
13419          * Hence when marking register as known preserve it's ID.
13420          */
13421         case BPF_JEQ:
13422                 if (is_jmp32) {
13423                         __mark_reg32_known(true_reg, val32);
13424                         true_32off = tnum_subreg(true_reg->var_off);
13425                 } else {
13426                         ___mark_reg_known(true_reg, val);
13427                         true_64off = true_reg->var_off;
13428                 }
13429                 break;
13430         case BPF_JNE:
13431                 if (is_jmp32) {
13432                         __mark_reg32_known(false_reg, val32);
13433                         false_32off = tnum_subreg(false_reg->var_off);
13434                 } else {
13435                         ___mark_reg_known(false_reg, val);
13436                         false_64off = false_reg->var_off;
13437                 }
13438                 break;
13439         case BPF_JSET:
13440                 if (is_jmp32) {
13441                         false_32off = tnum_and(false_32off, tnum_const(~val32));
13442                         if (is_power_of_2(val32))
13443                                 true_32off = tnum_or(true_32off,
13444                                                      tnum_const(val32));
13445                 } else {
13446                         false_64off = tnum_and(false_64off, tnum_const(~val));
13447                         if (is_power_of_2(val))
13448                                 true_64off = tnum_or(true_64off,
13449                                                      tnum_const(val));
13450                 }
13451                 break;
13452         case BPF_JGE:
13453         case BPF_JGT:
13454         {
13455                 if (is_jmp32) {
13456                         u32 false_umax = opcode == BPF_JGT ? val32  : val32 - 1;
13457                         u32 true_umin = opcode == BPF_JGT ? val32 + 1 : val32;
13458
13459                         false_reg->u32_max_value = min(false_reg->u32_max_value,
13460                                                        false_umax);
13461                         true_reg->u32_min_value = max(true_reg->u32_min_value,
13462                                                       true_umin);
13463                 } else {
13464                         u64 false_umax = opcode == BPF_JGT ? val    : val - 1;
13465                         u64 true_umin = opcode == BPF_JGT ? val + 1 : val;
13466
13467                         false_reg->umax_value = min(false_reg->umax_value, false_umax);
13468                         true_reg->umin_value = max(true_reg->umin_value, true_umin);
13469                 }
13470                 break;
13471         }
13472         case BPF_JSGE:
13473         case BPF_JSGT:
13474         {
13475                 if (is_jmp32) {
13476                         s32 false_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval32    : sval32 - 1;
13477                         s32 true_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval32 + 1 : sval32;
13478
13479                         false_reg->s32_max_value = min(false_reg->s32_max_value, false_smax);
13480                         true_reg->s32_min_value = max(true_reg->s32_min_value, true_smin);
13481                 } else {
13482                         s64 false_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval    : sval - 1;
13483                         s64 true_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval + 1 : sval;
13484
13485                         false_reg->smax_value = min(false_reg->smax_value, false_smax);
13486                         true_reg->smin_value = max(true_reg->smin_value, true_smin);
13487                 }
13488                 break;
13489         }
13490         case BPF_JLE:
13491         case BPF_JLT:
13492         {
13493                 if (is_jmp32) {
13494                         u32 false_umin = opcode == BPF_JLT ? val32  : val32 + 1;
13495                         u32 true_umax = opcode == BPF_JLT ? val32 - 1 : val32;
13496
13497                         false_reg->u32_min_value = max(false_reg->u32_min_value,
13498                                                        false_umin);
13499                         true_reg->u32_max_value = min(true_reg->u32_max_value,
13500                                                       true_umax);
13501                 } else {
13502                         u64 false_umin = opcode == BPF_JLT ? val    : val + 1;
13503                         u64 true_umax = opcode == BPF_JLT ? val - 1 : val;
13504
13505                         false_reg->umin_value = max(false_reg->umin_value, false_umin);
13506                         true_reg->umax_value = min(true_reg->umax_value, true_umax);
13507                 }
13508                 break;
13509         }
13510         case BPF_JSLE:
13511         case BPF_JSLT:
13512         {
13513                 if (is_jmp32) {
13514                         s32 false_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval32    : sval32 + 1;
13515                         s32 true_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval32 - 1 : sval32;
13516
13517                         false_reg->s32_min_value = max(false_reg->s32_min_value, false_smin);
13518                         true_reg->s32_max_value = min(true_reg->s32_max_value, true_smax);
13519                 } else {
13520                         s64 false_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval    : sval + 1;
13521                         s64 true_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval - 1 : sval;
13522
13523                         false_reg->smin_value = max(false_reg->smin_value, false_smin);
13524                         true_reg->smax_value = min(true_reg->smax_value, true_smax);
13525                 }
13526                 break;
13527         }
13528         default:
13529                 return;
13530         }
13531
13532         if (is_jmp32) {
13533                 false_reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(false_64off),
13534                                              tnum_subreg(false_32off));
13535                 true_reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(true_64off),
13536                                             tnum_subreg(true_32off));
13537                 __reg_combine_32_into_64(false_reg);
13538                 __reg_combine_32_into_64(true_reg);
13539         } else {
13540                 false_reg->var_off = false_64off;
13541                 true_reg->var_off = true_64off;
13542                 __reg_combine_64_into_32(false_reg);
13543                 __reg_combine_64_into_32(true_reg);
13544         }
13545 }
13546
13547 /* Same as above, but for the case that dst_reg holds a constant and src_reg is
13548  * the variable reg.
13549  */
13550 static void reg_set_min_max_inv(struct bpf_reg_state *true_reg,
13551                                 struct bpf_reg_state *false_reg,
13552                                 u64 val, u32 val32,
13553                                 u8 opcode, bool is_jmp32)
13554 {
13555         opcode = flip_opcode(opcode);
13556         /* This uses zero as "not present in table"; luckily the zero opcode,
13557          * BPF_JA, can't get here.
13558          */
13559         if (opcode)
13560                 reg_set_min_max(true_reg, false_reg, val, val32, opcode, is_jmp32);
13561 }
13562
13563 /* Regs are known to be equal, so intersect their min/max/var_off */
13564 static void __reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *src_reg,
13565                                   struct bpf_reg_state *dst_reg)
13566 {
13567         src_reg->umin_value = dst_reg->umin_value = max(src_reg->umin_value,
13568                                                         dst_reg->umin_value);
13569         src_reg->umax_value = dst_reg->umax_value = min(src_reg->umax_value,
13570                                                         dst_reg->umax_value);
13571         src_reg->smin_value = dst_reg->smin_value = max(src_reg->smin_value,
13572                                                         dst_reg->smin_value);
13573         src_reg->smax_value = dst_reg->smax_value = min(src_reg->smax_value,
13574                                                         dst_reg->smax_value);
13575         src_reg->var_off = dst_reg->var_off = tnum_intersect(src_reg->var_off,
13576                                                              dst_reg->var_off);
13577         reg_bounds_sync(src_reg);
13578         reg_bounds_sync(dst_reg);
13579 }
13580
13581 static void reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *true_src,
13582                                 struct bpf_reg_state *true_dst,
13583                                 struct bpf_reg_state *false_src,
13584                                 struct bpf_reg_state *false_dst,
13585                                 u8 opcode)
13586 {
13587         switch (opcode) {
13588         case BPF_JEQ:
13589                 __reg_combine_min_max(true_src, true_dst);
13590                 break;
13591         case BPF_JNE:
13592                 __reg_combine_min_max(false_src, false_dst);
13593                 break;
13594         }
13595 }
13596
13597 static void mark_ptr_or_null_reg(struct bpf_func_state *state,
13598                                  struct bpf_reg_state *reg, u32 id,
13599                                  bool is_null)
13600 {
13601         if (type_may_be_null(reg->type) && reg->id == id &&
13602             (is_rcu_reg(reg) || !WARN_ON_ONCE(!reg->id))) {
13603                 /* Old offset (both fixed and variable parts) should have been
13604                  * known-zero, because we don't allow pointer arithmetic on
13605                  * pointers that might be NULL. If we see this happening, don't
13606                  * convert the register.
13607                  *
13608                  * But in some cases, some helpers that return local kptrs
13609                  * advance offset for the returned pointer. In those cases, it
13610                  * is fine to expect to see reg->off.
13611                  */
13612                 if (WARN_ON_ONCE(reg->smin_value || reg->smax_value || !tnum_equals_const(reg->var_off, 0)))
13613                         return;
13614                 if (!(type_is_ptr_alloc_obj(reg->type) || type_is_non_owning_ref(reg->type)) &&
13615                     WARN_ON_ONCE(reg->off))
13616                         return;
13617
13618                 if (is_null) {
13619                         reg->type = SCALAR_VALUE;
13620                         /* We don't need id and ref_obj_id from this point
13621                          * onwards anymore, thus we should better reset it,
13622                          * so that state pruning has chances to take effect.
13623                          */
13624                         reg->id = 0;
13625                         reg->ref_obj_id = 0;
13626
13627                         return;
13628                 }
13629
13630                 mark_ptr_not_null_reg(reg);
13631
13632                 if (!reg_may_point_to_spin_lock(reg)) {
13633                         /* For not-NULL ptr, reg->ref_obj_id will be reset
13634                          * in release_reference().
13635                          *
13636                          * reg->id is still used by spin_lock ptr. Other
13637                          * than spin_lock ptr type, reg->id can be reset.
13638                          */
13639                         reg->id = 0;
13640                 }
13641         }
13642 }
13643
13644 /* The logic is similar to find_good_pkt_pointers(), both could eventually
13645  * be folded together at some point.
13646  */
13647 static void mark_ptr_or_null_regs(struct bpf_verifier_state *vstate, u32 regno,
13648                                   bool is_null)
13649 {
13650         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
13651         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *reg;
13652         u32 ref_obj_id = regs[regno].ref_obj_id;
13653         u32 id = regs[regno].id;
13654
13655         if (ref_obj_id && ref_obj_id == id && is_null)
13656                 /* regs[regno] is in the " == NULL" branch.
13657                  * No one could have freed the reference state before
13658                  * doing the NULL check.
13659                  */
13660                 WARN_ON_ONCE(release_reference_state(state, id));
13661
13662         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
13663                 mark_ptr_or_null_reg(state, reg, id, is_null);
13664         }));
13665 }
13666
13667 static bool try_match_pkt_pointers(const struct bpf_insn *insn,
13668                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
13669                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
13670                                    struct bpf_verifier_state *this_branch,
13671                                    struct bpf_verifier_state *other_branch)
13672 {
13673         if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_X)
13674                 return false;
13675
13676         /* Pointers are always 64-bit. */
13677         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32)
13678                 return false;
13679
13680         switch (BPF_OP(insn->code)) {
13681         case BPF_JGT:
13682                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
13683                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
13684                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
13685                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
13686                         /* pkt_data' > pkt_end, pkt_meta' > pkt_data */
13687                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
13688                                                dst_reg->type, false);
13689                         mark_pkt_end(other_branch, insn->dst_reg, true);
13690                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
13691                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
13692                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
13693                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
13694                         /* pkt_end > pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
13695                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
13696                                                src_reg->type, true);
13697                         mark_pkt_end(this_branch, insn->src_reg, false);
13698                 } else {
13699                         return false;
13700                 }
13701                 break;
13702         case BPF_JLT:
13703                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
13704                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
13705                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
13706                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
13707                         /* pkt_data' < pkt_end, pkt_meta' < pkt_data */
13708                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
13709                                                dst_reg->type, true);
13710                         mark_pkt_end(this_branch, insn->dst_reg, false);
13711                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
13712                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
13713                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
13714                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
13715                         /* pkt_end < pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
13716                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
13717                                                src_reg->type, false);
13718                         mark_pkt_end(other_branch, insn->src_reg, true);
13719                 } else {
13720                         return false;
13721                 }
13722                 break;
13723         case BPF_JGE:
13724                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
13725                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
13726                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
13727                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
13728                         /* pkt_data' >= pkt_end, pkt_meta' >= pkt_data */
13729                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
13730                                                dst_reg->type, true);
13731                         mark_pkt_end(other_branch, insn->dst_reg, false);
13732                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
13733                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
13734                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
13735                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
13736                         /* pkt_end >= pkt_data', pkt_data >= pkt_meta' */
13737                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
13738                                                src_reg->type, false);
13739                         mark_pkt_end(this_branch, insn->src_reg, true);
13740                 } else {
13741                         return false;
13742                 }
13743                 break;
13744         case BPF_JLE:
13745                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
13746                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
13747                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
13748                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
13749                         /* pkt_data' <= pkt_end, pkt_meta' <= pkt_data */
13750                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
13751                                                dst_reg->type, false);
13752                         mark_pkt_end(this_branch, insn->dst_reg, true);
13753                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
13754                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
13755                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
13756                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
13757                         /* pkt_end <= pkt_data', pkt_data <= pkt_meta' */
13758                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
13759                                                src_reg->type, true);
13760                         mark_pkt_end(other_branch, insn->src_reg, false);
13761                 } else {
13762                         return false;
13763                 }
13764                 break;
13765         default:
13766                 return false;
13767         }
13768
13769         return true;
13770 }
13771
13772 static void find_equal_scalars(struct bpf_verifier_state *vstate,
13773                                struct bpf_reg_state *known_reg)
13774 {
13775         struct bpf_func_state *state;
13776         struct bpf_reg_state *reg;
13777
13778         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
13779                 if (reg->type == SCALAR_VALUE && reg->id == known_reg->id)
13780                         copy_register_state(reg, known_reg);
13781         }));
13782 }
13783
13784 static int check_cond_jmp_op(struct bpf_verifier_env *env,
13785                              struct bpf_insn *insn, int *insn_idx)
13786 {
13787         struct bpf_verifier_state *this_branch = env->cur_state;
13788         struct bpf_verifier_state *other_branch;
13789         struct bpf_reg_state *regs = this_branch->frame[this_branch->curframe]->regs;
13790         struct bpf_reg_state *dst_reg, *other_branch_regs, *src_reg = NULL;
13791         struct bpf_reg_state *eq_branch_regs;
13792         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
13793         bool is_jmp32;
13794         int pred = -1;
13795         int err;
13796
13797         /* Only conditional jumps are expected to reach here. */
13798         if (opcode == BPF_JA || opcode > BPF_JSLE) {
13799                 verbose(env, "invalid BPF_JMP/JMP32 opcode %x\n", opcode);
13800                 return -EINVAL;
13801         }
13802
13803         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
13804                 if (insn->imm != 0) {
13805                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
13806                         return -EINVAL;
13807                 }
13808
13809                 /* check src1 operand */
13810                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
13811                 if (err)
13812                         return err;
13813
13814                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
13815                         verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
13816                                 insn->src_reg);
13817                         return -EACCES;
13818                 }
13819                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
13820         } else {
13821                 if (insn->src_reg != BPF_REG_0) {
13822                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
13823                         return -EINVAL;
13824                 }
13825         }
13826
13827         /* check src2 operand */
13828         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
13829         if (err)
13830                 return err;
13831
13832         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
13833         is_jmp32 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32;
13834
13835         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
13836                 pred = is_branch_taken(dst_reg, insn->imm, opcode, is_jmp32);
13837         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE &&
13838                    is_jmp32 && tnum_is_const(tnum_subreg(src_reg->var_off))) {
13839                 pred = is_branch_taken(dst_reg,
13840                                        tnum_subreg(src_reg->var_off).value,
13841                                        opcode,
13842                                        is_jmp32);
13843         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE &&
13844                    !is_jmp32 && tnum_is_const(src_reg->var_off)) {
13845                 pred = is_branch_taken(dst_reg,
13846                                        src_reg->var_off.value,
13847                                        opcode,
13848                                        is_jmp32);
13849         } else if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE &&
13850                    is_jmp32 && tnum_is_const(tnum_subreg(dst_reg->var_off))) {
13851                 pred = is_branch_taken(src_reg,
13852                                        tnum_subreg(dst_reg->var_off).value,
13853                                        flip_opcode(opcode),
13854                                        is_jmp32);
13855         } else if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE &&
13856                    !is_jmp32 && tnum_is_const(dst_reg->var_off)) {
13857                 pred = is_branch_taken(src_reg,
13858                                        dst_reg->var_off.value,
13859                                        flip_opcode(opcode),
13860                                        is_jmp32);
13861         } else if (reg_is_pkt_pointer_any(dst_reg) &&
13862                    reg_is_pkt_pointer_any(src_reg) &&
13863                    !is_jmp32) {
13864                 pred = is_pkt_ptr_branch_taken(dst_reg, src_reg, opcode);
13865         }
13866
13867         if (pred >= 0) {
13868                 /* If we get here with a dst_reg pointer type it is because
13869                  * above is_branch_taken() special cased the 0 comparison.
13870                  */
13871                 if (!__is_pointer_value(false, dst_reg))
13872                         err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
13873                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X && !err &&
13874                     !__is_pointer_value(false, src_reg))
13875                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
13876                 if (err)
13877                         return err;
13878         }
13879
13880         if (pred == 1) {
13881                 /* Only follow the goto, ignore fall-through. If needed, push
13882                  * the fall-through branch for simulation under speculative
13883                  * execution.
13884                  */
13885                 if (!env->bypass_spec_v1 &&
13886                     !sanitize_speculative_path(env, insn, *insn_idx + 1,
13887                                                *insn_idx))
13888                         return -EFAULT;
13889                 *insn_idx += insn->off;
13890                 return 0;
13891         } else if (pred == 0) {
13892                 /* Only follow the fall-through branch, since that's where the
13893                  * program will go. If needed, push the goto branch for
13894                  * simulation under speculative execution.
13895                  */
13896                 if (!env->bypass_spec_v1 &&
13897                     !sanitize_speculative_path(env, insn,
13898                                                *insn_idx + insn->off + 1,
13899                                                *insn_idx))
13900                         return -EFAULT;
13901                 return 0;
13902         }
13903
13904         other_branch = push_stack(env, *insn_idx + insn->off + 1, *insn_idx,
13905                                   false);
13906         if (!other_branch)
13907                 return -EFAULT;
13908         other_branch_regs = other_branch->frame[other_branch->curframe]->regs;
13909
13910         /* detect if we are comparing against a constant value so we can adjust
13911          * our min/max values for our dst register.
13912          * this is only legit if both are scalars (or pointers to the same
13913          * object, I suppose, see the PTR_MAYBE_NULL related if block below),
13914          * because otherwise the different base pointers mean the offsets aren't
13915          * comparable.
13916          */
13917         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
13918                 struct bpf_reg_state *src_reg = &regs[insn->src_reg];
13919
13920                 if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE &&
13921                     src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
13922                         if (tnum_is_const(src_reg->var_off) ||
13923                             (is_jmp32 &&
13924                              tnum_is_const(tnum_subreg(src_reg->var_off))))
13925                                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
13926                                                 dst_reg,
13927                                                 src_reg->var_off.value,
13928                                                 tnum_subreg(src_reg->var_off).value,
13929                                                 opcode, is_jmp32);
13930                         else if (tnum_is_const(dst_reg->var_off) ||
13931                                  (is_jmp32 &&
13932                                   tnum_is_const(tnum_subreg(dst_reg->var_off))))
13933                                 reg_set_min_max_inv(&other_branch_regs[insn->src_reg],
13934                                                     src_reg,
13935                                                     dst_reg->var_off.value,
13936                                                     tnum_subreg(dst_reg->var_off).value,
13937                                                     opcode, is_jmp32);
13938                         else if (!is_jmp32 &&
13939                                  (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE))
13940                                 /* Comparing for equality, we can combine knowledge */
13941                                 reg_combine_min_max(&other_branch_regs[insn->src_reg],
13942                                                     &other_branch_regs[insn->dst_reg],
13943                                                     src_reg, dst_reg, opcode);
13944                         if (src_reg->id &&
13945                             !WARN_ON_ONCE(src_reg->id != other_branch_regs[insn->src_reg].id)) {
13946                                 find_equal_scalars(this_branch, src_reg);
13947                                 find_equal_scalars(other_branch, &other_branch_regs[insn->src_reg]);
13948                         }
13949
13950                 }
13951         } else if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE) {
13952                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
13953                                         dst_reg, insn->imm, (u32)insn->imm,
13954                                         opcode, is_jmp32);
13955         }
13956
13957         if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE && dst_reg->id &&
13958             !WARN_ON_ONCE(dst_reg->id != other_branch_regs[insn->dst_reg].id)) {
13959                 find_equal_scalars(this_branch, dst_reg);
13960                 find_equal_scalars(other_branch, &other_branch_regs[insn->dst_reg]);
13961         }
13962
13963         /* if one pointer register is compared to another pointer
13964          * register check if PTR_MAYBE_NULL could be lifted.
13965          * E.g. register A - maybe null
13966          *      register B - not null
13967          * for JNE A, B, ... - A is not null in the false branch;
13968          * for JEQ A, B, ... - A is not null in the true branch.
13969          *
13970          * Since PTR_TO_BTF_ID points to a kernel struct that does
13971          * not need to be null checked by the BPF program, i.e.,
13972          * could be null even without PTR_MAYBE_NULL marking, so
13973          * only propagate nullness when neither reg is that type.
13974          */
13975         if (!is_jmp32 && BPF_SRC(insn->code) == BPF_X &&
13976             __is_pointer_value(false, src_reg) && __is_pointer_value(false, dst_reg) &&
13977             type_may_be_null(src_reg->type) != type_may_be_null(dst_reg->type) &&
13978             base_type(src_reg->type) != PTR_TO_BTF_ID &&
13979             base_type(dst_reg->type) != PTR_TO_BTF_ID) {
13980                 eq_branch_regs = NULL;
13981                 switch (opcode) {
13982                 case BPF_JEQ:
13983                         eq_branch_regs = other_branch_regs;
13984                         break;
13985                 case BPF_JNE:
13986                         eq_branch_regs = regs;
13987                         break;
13988                 default:
13989                         /* do nothing */
13990                         break;
13991                 }
13992                 if (eq_branch_regs) {
13993                         if (type_may_be_null(src_reg->type))
13994                                 mark_ptr_not_null_reg(&eq_branch_regs[insn->src_reg]);
13995                         else
13996                                 mark_ptr_not_null_reg(&eq_branch_regs[insn->dst_reg]);
13997                 }
13998         }
13999
14000         /* detect if R == 0 where R is returned from bpf_map_lookup_elem().
14001          * NOTE: these optimizations below are related with pointer comparison
14002          *       which will never be JMP32.
14003          */
14004         if (!is_jmp32 && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K &&
14005             insn->imm == 0 && (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE) &&
14006             type_may_be_null(dst_reg->type)) {
14007                 /* Mark all identical registers in each branch as either
14008                  * safe or unknown depending R == 0 or R != 0 conditional.
14009                  */
14010                 mark_ptr_or_null_regs(this_branch, insn->dst_reg,
14011                                       opcode == BPF_JNE);
14012                 mark_ptr_or_null_regs(other_branch, insn->dst_reg,
14013                                       opcode == BPF_JEQ);
14014         } else if (!try_match_pkt_pointers(insn, dst_reg, &regs[insn->src_reg],
14015                                            this_branch, other_branch) &&
14016                    is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
14017                 verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
14018                         insn->dst_reg);
14019                 return -EACCES;
14020         }
14021         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
14022                 print_insn_state(env, this_branch->frame[this_branch->curframe]);
14023         return 0;
14024 }
14025
14026 /* verify BPF_LD_IMM64 instruction */
14027 static int check_ld_imm(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
14028 {
14029         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
14030         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
14031         struct bpf_reg_state *dst_reg;
14032         struct bpf_map *map;
14033         int err;
14034
14035         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
14036                 verbose(env, "invalid BPF_LD_IMM insn\n");
14037                 return -EINVAL;
14038         }
14039         if (insn->off != 0) {
14040                 verbose(env, "BPF_LD_IMM64 uses reserved fields\n");
14041                 return -EINVAL;
14042         }
14043
14044         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
14045         if (err)
14046                 return err;
14047
14048         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
14049         if (insn->src_reg == 0) {
14050                 u64 imm = ((u64)(insn + 1)->imm << 32) | (u32)insn->imm;
14051
14052                 dst_reg->type = SCALAR_VALUE;
14053                 __mark_reg_known(&regs[insn->dst_reg], imm);
14054                 return 0;
14055         }
14056
14057         /* All special src_reg cases are listed below. From this point onwards
14058          * we either succeed and assign a corresponding dst_reg->type after
14059          * zeroing the offset, or fail and reject the program.
14060          */
14061         mark_reg_known_zero(env, regs, insn->dst_reg);
14062
14063         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
14064                 dst_reg->type = aux->btf_var.reg_type;
14065                 switch (base_type(dst_reg->type)) {
14066                 case PTR_TO_MEM:
14067                         dst_reg->mem_size = aux->btf_var.mem_size;
14068                         break;
14069                 case PTR_TO_BTF_ID:
14070                         dst_reg->btf = aux->btf_var.btf;
14071                         dst_reg->btf_id = aux->btf_var.btf_id;
14072                         break;
14073                 default:
14074                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
14075                         return -EFAULT;
14076                 }
14077                 return 0;
14078         }
14079
14080         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC) {
14081                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
14082                 u32 subprogno = find_subprog(env,
14083                                              env->insn_idx + insn->imm + 1);
14084
14085                 if (!aux->func_info) {
14086                         verbose(env, "missing btf func_info\n");
14087                         return -EINVAL;
14088                 }
14089                 if (aux->func_info_aux[subprogno].linkage != BTF_FUNC_STATIC) {
14090                         verbose(env, "callback function not static\n");
14091                         return -EINVAL;
14092                 }
14093
14094                 dst_reg->type = PTR_TO_FUNC;
14095                 dst_reg->subprogno = subprogno;
14096                 return 0;
14097         }
14098
14099         map = env->used_maps[aux->map_index];
14100         dst_reg->map_ptr = map;
14101
14102         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_VALUE ||
14103             insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE) {
14104                 dst_reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
14105                 dst_reg->off = aux->map_off;
14106                 WARN_ON_ONCE(map->max_entries != 1);
14107                 /* We want reg->id to be same (0) as map_value is not distinct */
14108         } else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD ||
14109                    insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX) {
14110                 dst_reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
14111         } else {
14112                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
14113                 return -EINVAL;
14114         }
14115
14116         return 0;
14117 }
14118
14119 static bool may_access_skb(enum bpf_prog_type type)
14120 {
14121         switch (type) {
14122         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
14123         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
14124         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
14125                 return true;
14126         default:
14127                 return false;
14128         }
14129 }
14130
14131 /* verify safety of LD_ABS|LD_IND instructions:
14132  * - they can only appear in the programs where ctx == skb
14133  * - since they are wrappers of function calls, they scratch R1-R5 registers,
14134  *   preserve R6-R9, and store return value into R0
14135  *
14136  * Implicit input:
14137  *   ctx == skb == R6 == CTX
14138  *
14139  * Explicit input:
14140  *   SRC == any register
14141  *   IMM == 32-bit immediate
14142  *
14143  * Output:
14144  *   R0 - 8/16/32-bit skb data converted to cpu endianness
14145  */
14146 static int check_ld_abs(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
14147 {
14148         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
14149         static const int ctx_reg = BPF_REG_6;
14150         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
14151         int i, err;
14152
14153         if (!may_access_skb(resolve_prog_type(env->prog))) {
14154                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] instructions not allowed for this program type\n");
14155                 return -EINVAL;
14156         }
14157
14158         if (!env->ops->gen_ld_abs) {
14159                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
14160                 return -EINVAL;
14161         }
14162
14163         if (insn->dst_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
14164             BPF_SIZE(insn->code) == BPF_DW ||
14165             (mode == BPF_ABS && insn->src_reg != BPF_REG_0)) {
14166                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] uses reserved fields\n");
14167                 return -EINVAL;
14168         }
14169
14170         /* check whether implicit source operand (register R6) is readable */
14171         err = check_reg_arg(env, ctx_reg, SRC_OP);
14172         if (err)
14173                 return err;
14174
14175         /* Disallow usage of BPF_LD_[ABS|IND] with reference tracking, as
14176          * gen_ld_abs() may terminate the program at runtime, leading to
14177          * reference leak.
14178          */
14179         err = check_reference_leak(env);
14180         if (err) {
14181                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be mixed with socket references\n");
14182                 return err;
14183         }
14184
14185         if (env->cur_state->active_lock.ptr) {
14186                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be used inside bpf_spin_lock-ed region\n");
14187                 return -EINVAL;
14188         }
14189
14190         if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
14191                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be used inside bpf_rcu_read_lock-ed region\n");
14192                 return -EINVAL;
14193         }
14194
14195         if (regs[ctx_reg].type != PTR_TO_CTX) {
14196                 verbose(env,
14197                         "at the time of BPF_LD_ABS|IND R6 != pointer to skb\n");
14198                 return -EINVAL;
14199         }
14200
14201         if (mode == BPF_IND) {
14202                 /* check explicit source operand */
14203                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
14204                 if (err)
14205                         return err;
14206         }
14207
14208         err = check_ptr_off_reg(env, &regs[ctx_reg], ctx_reg);
14209         if (err < 0)
14210                 return err;
14211
14212         /* reset caller saved regs to unreadable */
14213         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
14214                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
14215                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
14216         }
14217
14218         /* mark destination R0 register as readable, since it contains
14219          * the value fetched from the packet.
14220          * Already marked as written above.
14221          */
14222         mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
14223         /* ld_abs load up to 32-bit skb data. */
14224         regs[BPF_REG_0].subreg_def = env->insn_idx + 1;
14225         return 0;
14226 }
14227
14228 static int check_return_code(struct bpf_verifier_env *env)
14229 {
14230         struct tnum enforce_attach_type_range = tnum_unknown;
14231         const struct bpf_prog *prog = env->prog;
14232         struct bpf_reg_state *reg;
14233         struct tnum range = tnum_range(0, 1);
14234         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
14235         int err;
14236         struct bpf_func_state *frame = env->cur_state->frame[0];
14237         const bool is_subprog = frame->subprogno;
14238
14239         /* LSM and struct_ops func-ptr's return type could be "void" */
14240         if (!is_subprog) {
14241                 switch (prog_type) {
14242                 case BPF_PROG_TYPE_LSM:
14243                         if (prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP)
14244                                 /* See below, can be 0 or 0-1 depending on hook. */
14245                                 break;
14246                         fallthrough;
14247                 case BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS:
14248                         if (!prog->aux->attach_func_proto->type)
14249                                 return 0;
14250                         break;
14251                 default:
14252                         break;
14253                 }
14254         }
14255
14256         /* eBPF calling convention is such that R0 is used
14257          * to return the value from eBPF program.
14258          * Make sure that it's readable at this time
14259          * of bpf_exit, which means that program wrote
14260          * something into it earlier
14261          */
14262         err = check_reg_arg(env, BPF_REG_0, SRC_OP);
14263         if (err)
14264                 return err;
14265
14266         if (is_pointer_value(env, BPF_REG_0)) {
14267                 verbose(env, "R0 leaks addr as return value\n");
14268                 return -EACCES;
14269         }
14270
14271         reg = cur_regs(env) + BPF_REG_0;
14272
14273         if (frame->in_async_callback_fn) {
14274                 /* enforce return zero from async callbacks like timer */
14275                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
14276                         verbose(env, "In async callback the register R0 is not a known value (%s)\n",
14277                                 reg_type_str(env, reg->type));
14278                         return -EINVAL;
14279                 }
14280
14281                 if (!tnum_in(tnum_const(0), reg->var_off)) {
14282                         verbose_invalid_scalar(env, reg, &range, "async callback", "R0");
14283                         return -EINVAL;
14284                 }
14285                 return 0;
14286         }
14287
14288         if (is_subprog) {
14289                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
14290                         verbose(env, "At subprogram exit the register R0 is not a scalar value (%s)\n",
14291                                 reg_type_str(env, reg->type));
14292                         return -EINVAL;
14293                 }
14294                 return 0;
14295         }
14296
14297         switch (prog_type) {
14298         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK_ADDR:
14299                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP4_RECVMSG ||
14300                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP6_RECVMSG ||
14301                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETPEERNAME ||
14302                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETPEERNAME ||
14303                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETSOCKNAME ||
14304                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETSOCKNAME)
14305                         range = tnum_range(1, 1);
14306                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_BIND ||
14307                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_BIND)
14308                         range = tnum_range(0, 3);
14309                 break;
14310         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
14311                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET_EGRESS) {
14312                         range = tnum_range(0, 3);
14313                         enforce_attach_type_range = tnum_range(2, 3);
14314                 }
14315                 break;
14316         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK:
14317         case BPF_PROG_TYPE_SOCK_OPS:
14318         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_DEVICE:
14319         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SYSCTL:
14320         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
14321                 break;
14322         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
14323                 if (!env->prog->aux->attach_btf_id)
14324                         return 0;
14325                 range = tnum_const(0);
14326                 break;
14327         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
14328                 switch (env->prog->expected_attach_type) {
14329                 case BPF_TRACE_FENTRY:
14330                 case BPF_TRACE_FEXIT:
14331                         range = tnum_const(0);
14332                         break;
14333                 case BPF_TRACE_RAW_TP:
14334                 case BPF_MODIFY_RETURN:
14335                         return 0;
14336                 case BPF_TRACE_ITER:
14337                         break;
14338                 default:
14339                         return -ENOTSUPP;
14340                 }
14341                 break;
14342         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
14343                 range = tnum_range(SK_DROP, SK_PASS);
14344                 break;
14345
14346         case BPF_PROG_TYPE_LSM:
14347                 if (env->prog->expected_attach_type != BPF_LSM_CGROUP) {
14348                         /* Regular BPF_PROG_TYPE_LSM programs can return
14349                          * any value.
14350                          */
14351                         return 0;
14352                 }
14353                 if (!env->prog->aux->attach_func_proto->type) {
14354                         /* Make sure programs that attach to void
14355                          * hooks don't try to modify return value.
14356                          */
14357                         range = tnum_range(1, 1);
14358                 }
14359                 break;
14360
14361         case BPF_PROG_TYPE_NETFILTER:
14362                 range = tnum_range(NF_DROP, NF_ACCEPT);
14363                 break;
14364         case BPF_PROG_TYPE_EXT:
14365                 /* freplace program can return anything as its return value
14366                  * depends on the to-be-replaced kernel func or bpf program.
14367                  */
14368         default:
14369                 return 0;
14370         }
14371
14372         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
14373                 verbose(env, "At program exit the register R0 is not a known value (%s)\n",
14374                         reg_type_str(env, reg->type));
14375                 return -EINVAL;
14376         }
14377
14378         if (!tnum_in(range, reg->var_off)) {
14379                 verbose_invalid_scalar(env, reg, &range, "program exit", "R0");
14380                 if (prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP &&
14381                     prog_type == BPF_PROG_TYPE_LSM &&
14382                     !prog->aux->attach_func_proto->type)
14383                         verbose(env, "Note, BPF_LSM_CGROUP that attach to void LSM hooks can't modify return value!\n");
14384                 return -EINVAL;
14385         }
14386
14387         if (!tnum_is_unknown(enforce_attach_type_range) &&
14388             tnum_in(enforce_attach_type_range, reg->var_off))
14389                 env->prog->enforce_expected_attach_type = 1;
14390         return 0;
14391 }
14392
14393 /* non-recursive DFS pseudo code
14394  * 1  procedure DFS-iterative(G,v):
14395  * 2      label v as discovered
14396  * 3      let S be a stack
14397  * 4      S.push(v)
14398  * 5      while S is not empty
14399  * 6            t <- S.peek()
14400  * 7            if t is what we're looking for:
14401  * 8                return t
14402  * 9            for all edges e in G.adjacentEdges(t) do
14403  * 10               if edge e is already labelled
14404  * 11                   continue with the next edge
14405  * 12               w <- G.adjacentVertex(t,e)
14406  * 13               if vertex w is not discovered and not explored
14407  * 14                   label e as tree-edge
14408  * 15                   label w as discovered
14409  * 16                   S.push(w)
14410  * 17                   continue at 5
14411  * 18               else if vertex w is discovered
14412  * 19                   label e as back-edge
14413  * 20               else
14414  * 21                   // vertex w is explored
14415  * 22                   label e as forward- or cross-edge
14416  * 23           label t as explored
14417  * 24           S.pop()
14418  *
14419  * convention:
14420  * 0x10 - discovered
14421  * 0x11 - discovered and fall-through edge labelled
14422  * 0x12 - discovered and fall-through and branch edges labelled
14423  * 0x20 - explored
14424  */
14425
14426 enum {
14427         DISCOVERED = 0x10,
14428         EXPLORED = 0x20,
14429         FALLTHROUGH = 1,
14430         BRANCH = 2,
14431 };
14432
14433 static u32 state_htab_size(struct bpf_verifier_env *env)
14434 {
14435         return env->prog->len;
14436 }
14437
14438 static struct bpf_verifier_state_list **explored_state(
14439                                         struct bpf_verifier_env *env,
14440                                         int idx)
14441 {
14442         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
14443         struct bpf_func_state *state = cur->frame[cur->curframe];
14444
14445         return &env->explored_states[(idx ^ state->callsite) % state_htab_size(env)];
14446 }
14447
14448 static void mark_prune_point(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
14449 {
14450         env->insn_aux_data[idx].prune_point = true;
14451 }
14452
14453 static bool is_prune_point(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
14454 {
14455         return env->insn_aux_data[insn_idx].prune_point;
14456 }
14457
14458 static void mark_force_checkpoint(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
14459 {
14460         env->insn_aux_data[idx].force_checkpoint = true;
14461 }
14462
14463 static bool is_force_checkpoint(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
14464 {
14465         return env->insn_aux_data[insn_idx].force_checkpoint;
14466 }
14467
14468
14469 enum {
14470         DONE_EXPLORING = 0,
14471         KEEP_EXPLORING = 1,
14472 };
14473
14474 /* t, w, e - match pseudo-code above:
14475  * t - index of current instruction
14476  * w - next instruction
14477  * e - edge
14478  */
14479 static int push_insn(int t, int w, int e, struct bpf_verifier_env *env,
14480                      bool loop_ok)
14481 {
14482         int *insn_stack = env->cfg.insn_stack;
14483         int *insn_state = env->cfg.insn_state;
14484
14485         if (e == FALLTHROUGH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | FALLTHROUGH))
14486                 return DONE_EXPLORING;
14487
14488         if (e == BRANCH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | BRANCH))
14489                 return DONE_EXPLORING;
14490
14491         if (w < 0 || w >= env->prog->len) {
14492                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
14493                 verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", t, w);
14494                 return -EINVAL;
14495         }
14496
14497         if (e == BRANCH) {
14498                 /* mark branch target for state pruning */
14499                 mark_prune_point(env, w);
14500                 mark_jmp_point(env, w);
14501         }
14502
14503         if (insn_state[w] == 0) {
14504                 /* tree-edge */
14505                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
14506                 insn_state[w] = DISCOVERED;
14507                 if (env->cfg.cur_stack >= env->prog->len)
14508                         return -E2BIG;
14509                 insn_stack[env->cfg.cur_stack++] = w;
14510                 return KEEP_EXPLORING;
14511         } else if ((insn_state[w] & 0xF0) == DISCOVERED) {
14512                 if (loop_ok && env->bpf_capable)
14513                         return DONE_EXPLORING;
14514                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
14515                 verbose_linfo(env, w, "%d: ", w);
14516                 verbose(env, "back-edge from insn %d to %d\n", t, w);
14517                 return -EINVAL;
14518         } else if (insn_state[w] == EXPLORED) {
14519                 /* forward- or cross-edge */
14520                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
14521         } else {
14522                 verbose(env, "insn state internal bug\n");
14523                 return -EFAULT;
14524         }
14525         return DONE_EXPLORING;
14526 }
14527
14528 static int visit_func_call_insn(int t, struct bpf_insn *insns,
14529                                 struct bpf_verifier_env *env,
14530                                 bool visit_callee)
14531 {
14532         int ret;
14533
14534         ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, false);
14535         if (ret)
14536                 return ret;
14537
14538         mark_prune_point(env, t + 1);
14539         /* when we exit from subprog, we need to record non-linear history */
14540         mark_jmp_point(env, t + 1);
14541
14542         if (visit_callee) {
14543                 mark_prune_point(env, t);
14544                 ret = push_insn(t, t + insns[t].imm + 1, BRANCH, env,
14545                                 /* It's ok to allow recursion from CFG point of
14546                                  * view. __check_func_call() will do the actual
14547                                  * check.
14548                                  */
14549                                 bpf_pseudo_func(insns + t));
14550         }
14551         return ret;
14552 }
14553
14554 /* Visits the instruction at index t and returns one of the following:
14555  *  < 0 - an error occurred
14556  *  DONE_EXPLORING - the instruction was fully explored
14557  *  KEEP_EXPLORING - there is still work to be done before it is fully explored
14558  */
14559 static int visit_insn(int t, struct bpf_verifier_env *env)
14560 {
14561         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi, *insn = &insns[t];
14562         int ret;
14563
14564         if (bpf_pseudo_func(insn))
14565                 return visit_func_call_insn(t, insns, env, true);
14566
14567         /* All non-branch instructions have a single fall-through edge. */
14568         if (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_JMP &&
14569             BPF_CLASS(insn->code) != BPF_JMP32)
14570                 return push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, false);
14571
14572         switch (BPF_OP(insn->code)) {
14573         case BPF_EXIT:
14574                 return DONE_EXPLORING;
14575
14576         case BPF_CALL:
14577                 if (insn->src_reg == 0 && insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback)
14578                         /* Mark this call insn as a prune point to trigger
14579                          * is_state_visited() check before call itself is
14580                          * processed by __check_func_call(). Otherwise new
14581                          * async state will be pushed for further exploration.
14582                          */
14583                         mark_prune_point(env, t);
14584                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) {
14585                         struct bpf_kfunc_call_arg_meta meta;
14586
14587                         ret = fetch_kfunc_meta(env, insn, &meta, NULL);
14588                         if (ret == 0 && is_iter_next_kfunc(&meta)) {
14589                                 mark_prune_point(env, t);
14590                                 /* Checking and saving state checkpoints at iter_next() call
14591                                  * is crucial for fast convergence of open-coded iterator loop
14592                                  * logic, so we need to force it. If we don't do that,
14593                                  * is_state_visited() might skip saving a checkpoint, causing
14594                                  * unnecessarily long sequence of not checkpointed
14595                                  * instructions and jumps, leading to exhaustion of jump
14596                                  * history buffer, and potentially other undesired outcomes.
14597                                  * It is expected that with correct open-coded iterators
14598                                  * convergence will happen quickly, so we don't run a risk of
14599                                  * exhausting memory.
14600                                  */
14601                                 mark_force_checkpoint(env, t);
14602                         }
14603                 }
14604                 return visit_func_call_insn(t, insns, env, insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL);
14605
14606         case BPF_JA:
14607                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K)
14608                         return -EINVAL;
14609
14610                 /* unconditional jump with single edge */
14611                 ret = push_insn(t, t + insn->off + 1, FALLTHROUGH, env,
14612                                 true);
14613                 if (ret)
14614                         return ret;
14615
14616                 mark_prune_point(env, t + insn->off + 1);
14617                 mark_jmp_point(env, t + insn->off + 1);
14618
14619                 return ret;
14620
14621         default:
14622                 /* conditional jump with two edges */
14623                 mark_prune_point(env, t);
14624
14625                 ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, true);
14626                 if (ret)
14627                         return ret;
14628
14629                 return push_insn(t, t + insn->off + 1, BRANCH, env, true);
14630         }
14631 }
14632
14633 /* non-recursive depth-first-search to detect loops in BPF program
14634  * loop == back-edge in directed graph
14635  */
14636 static int check_cfg(struct bpf_verifier_env *env)
14637 {
14638         int insn_cnt = env->prog->len;
14639         int *insn_stack, *insn_state;
14640         int ret = 0;
14641         int i;
14642
14643         insn_state = env->cfg.insn_state = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
14644         if (!insn_state)
14645                 return -ENOMEM;
14646
14647         insn_stack = env->cfg.insn_stack = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
14648         if (!insn_stack) {
14649                 kvfree(insn_state);
14650                 return -ENOMEM;
14651         }
14652
14653         insn_state[0] = DISCOVERED; /* mark 1st insn as discovered */
14654         insn_stack[0] = 0; /* 0 is the first instruction */
14655         env->cfg.cur_stack = 1;
14656
14657         while (env->cfg.cur_stack > 0) {
14658                 int t = insn_stack[env->cfg.cur_stack - 1];
14659
14660                 ret = visit_insn(t, env);
14661                 switch (ret) {
14662                 case DONE_EXPLORING:
14663                         insn_state[t] = EXPLORED;
14664                         env->cfg.cur_stack--;
14665                         break;
14666                 case KEEP_EXPLORING:
14667                         break;
14668                 default:
14669                         if (ret > 0) {
14670                                 verbose(env, "visit_insn internal bug\n");
14671                                 ret = -EFAULT;
14672                         }
14673                         goto err_free;
14674                 }
14675         }
14676
14677         if (env->cfg.cur_stack < 0) {
14678                 verbose(env, "pop stack internal bug\n");
14679                 ret = -EFAULT;
14680                 goto err_free;
14681         }
14682
14683         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
14684                 if (insn_state[i] != EXPLORED) {
14685                         verbose(env, "unreachable insn %d\n", i);
14686                         ret = -EINVAL;
14687                         goto err_free;
14688                 }
14689         }
14690         ret = 0; /* cfg looks good */
14691
14692 err_free:
14693         kvfree(insn_state);
14694         kvfree(insn_stack);
14695         env->cfg.insn_state = env->cfg.insn_stack = NULL;
14696         return ret;
14697 }
14698
14699 static int check_abnormal_return(struct bpf_verifier_env *env)
14700 {
14701         int i;
14702
14703         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
14704                 if (env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
14705                         verbose(env, "LD_ABS is not allowed in subprogs without BTF\n");
14706                         return -EINVAL;
14707                 }
14708                 if (env->subprog_info[i].has_tail_call) {
14709                         verbose(env, "tail_call is not allowed in subprogs without BTF\n");
14710                         return -EINVAL;
14711                 }
14712         }
14713         return 0;
14714 }
14715
14716 /* The minimum supported BTF func info size */
14717 #define MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE   8
14718 #define MAX_FUNCINFO_REC_SIZE   252
14719
14720 static int check_btf_func(struct bpf_verifier_env *env,
14721                           const union bpf_attr *attr,
14722                           bpfptr_t uattr)
14723 {
14724         const struct btf_type *type, *func_proto, *ret_type;
14725         u32 i, nfuncs, urec_size, min_size;
14726         u32 krec_size = sizeof(struct bpf_func_info);
14727         struct bpf_func_info *krecord;
14728         struct bpf_func_info_aux *info_aux = NULL;
14729         struct bpf_prog *prog;
14730         const struct btf *btf;
14731         bpfptr_t urecord;
14732         u32 prev_offset = 0;
14733         bool scalar_return;
14734         int ret = -ENOMEM;
14735
14736         nfuncs = attr->func_info_cnt;
14737         if (!nfuncs) {
14738                 if (check_abnormal_return(env))
14739                         return -EINVAL;
14740                 return 0;
14741         }
14742
14743         if (nfuncs != env->subprog_cnt) {
14744                 verbose(env, "number of funcs in func_info doesn't match number of subprogs\n");
14745                 return -EINVAL;
14746         }
14747
14748         urec_size = attr->func_info_rec_size;
14749         if (urec_size < MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE ||
14750             urec_size > MAX_FUNCINFO_REC_SIZE ||
14751             urec_size % sizeof(u32)) {
14752                 verbose(env, "invalid func info rec size %u\n", urec_size);
14753                 return -EINVAL;
14754         }
14755
14756         prog = env->prog;
14757         btf = prog->aux->btf;
14758
14759         urecord = make_bpfptr(attr->func_info, uattr.is_kernel);
14760         min_size = min_t(u32, krec_size, urec_size);
14761
14762         krecord = kvcalloc(nfuncs, krec_size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
14763         if (!krecord)
14764                 return -ENOMEM;
14765         info_aux = kcalloc(nfuncs, sizeof(*info_aux), GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
14766         if (!info_aux)
14767                 goto err_free;
14768
14769         for (i = 0; i < nfuncs; i++) {
14770                 ret = bpf_check_uarg_tail_zero(urecord, krec_size, urec_size);
14771                 if (ret) {
14772                         if (ret == -E2BIG) {
14773                                 verbose(env, "nonzero tailing record in func info");
14774                                 /* set the size kernel expects so loader can zero
14775                                  * out the rest of the record.
14776                                  */
14777                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
14778                                                           offsetof(union bpf_attr, func_info_rec_size),
14779                                                           &min_size, sizeof(min_size)))
14780                                         ret = -EFAULT;
14781                         }
14782                         goto err_free;
14783                 }
14784
14785                 if (copy_from_bpfptr(&krecord[i], urecord, min_size)) {
14786                         ret = -EFAULT;
14787                         goto err_free;
14788                 }
14789
14790                 /* check insn_off */
14791                 ret = -EINVAL;
14792                 if (i == 0) {
14793                         if (krecord[i].insn_off) {
14794                                 verbose(env,
14795                                         "nonzero insn_off %u for the first func info record",
14796                                         krecord[i].insn_off);
14797                                 goto err_free;
14798                         }
14799                 } else if (krecord[i].insn_off <= prev_offset) {
14800                         verbose(env,
14801                                 "same or smaller insn offset (%u) than previous func info record (%u)",
14802                                 krecord[i].insn_off, prev_offset);
14803                         goto err_free;
14804                 }
14805
14806                 if (env->subprog_info[i].start != krecord[i].insn_off) {
14807                         verbose(env, "func_info BTF section doesn't match subprog layout in BPF program\n");
14808                         goto err_free;
14809                 }
14810
14811                 /* check type_id */
14812                 type = btf_type_by_id(btf, krecord[i].type_id);
14813                 if (!type || !btf_type_is_func(type)) {
14814                         verbose(env, "invalid type id %d in func info",
14815                                 krecord[i].type_id);
14816                         goto err_free;
14817                 }
14818                 info_aux[i].linkage = BTF_INFO_VLEN(type->info);
14819
14820                 func_proto = btf_type_by_id(btf, type->type);
14821                 if (unlikely(!func_proto || !btf_type_is_func_proto(func_proto)))
14822                         /* btf_func_check() already verified it during BTF load */
14823                         goto err_free;
14824                 ret_type = btf_type_skip_modifiers(btf, func_proto->type, NULL);
14825                 scalar_return =
14826                         btf_type_is_small_int(ret_type) || btf_is_any_enum(ret_type);
14827                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
14828                         verbose(env, "LD_ABS is only allowed in functions that return 'int'.\n");
14829                         goto err_free;
14830                 }
14831                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_tail_call) {
14832                         verbose(env, "tail_call is only allowed in functions that return 'int'.\n");
14833                         goto err_free;
14834                 }
14835
14836                 prev_offset = krecord[i].insn_off;
14837                 bpfptr_add(&urecord, urec_size);
14838         }
14839
14840         prog->aux->func_info = krecord;
14841         prog->aux->func_info_cnt = nfuncs;
14842         prog->aux->func_info_aux = info_aux;
14843         return 0;
14844
14845 err_free:
14846         kvfree(krecord);
14847         kfree(info_aux);
14848         return ret;
14849 }
14850
14851 static void adjust_btf_func(struct bpf_verifier_env *env)
14852 {
14853         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
14854         int i;
14855
14856         if (!aux->func_info)
14857                 return;
14858
14859         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
14860                 aux->func_info[i].insn_off = env->subprog_info[i].start;
14861 }
14862
14863 #define MIN_BPF_LINEINFO_SIZE   offsetofend(struct bpf_line_info, line_col)
14864 #define MAX_LINEINFO_REC_SIZE   MAX_FUNCINFO_REC_SIZE
14865
14866 static int check_btf_line(struct bpf_verifier_env *env,
14867                           const union bpf_attr *attr,
14868                           bpfptr_t uattr)
14869 {
14870         u32 i, s, nr_linfo, ncopy, expected_size, rec_size, prev_offset = 0;
14871         struct bpf_subprog_info *sub;
14872         struct bpf_line_info *linfo;
14873         struct bpf_prog *prog;
14874         const struct btf *btf;
14875         bpfptr_t ulinfo;
14876         int err;
14877
14878         nr_linfo = attr->line_info_cnt;
14879         if (!nr_linfo)
14880                 return 0;
14881         if (nr_linfo > INT_MAX / sizeof(struct bpf_line_info))
14882                 return -EINVAL;
14883
14884         rec_size = attr->line_info_rec_size;
14885         if (rec_size < MIN_BPF_LINEINFO_SIZE ||
14886             rec_size > MAX_LINEINFO_REC_SIZE ||
14887             rec_size & (sizeof(u32) - 1))
14888                 return -EINVAL;
14889
14890         /* Need to zero it in case the userspace may
14891          * pass in a smaller bpf_line_info object.
14892          */
14893         linfo = kvcalloc(nr_linfo, sizeof(struct bpf_line_info),
14894                          GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
14895         if (!linfo)
14896                 return -ENOMEM;
14897
14898         prog = env->prog;
14899         btf = prog->aux->btf;
14900
14901         s = 0;
14902         sub = env->subprog_info;
14903         ulinfo = make_bpfptr(attr->line_info, uattr.is_kernel);
14904         expected_size = sizeof(struct bpf_line_info);
14905         ncopy = min_t(u32, expected_size, rec_size);
14906         for (i = 0; i < nr_linfo; i++) {
14907                 err = bpf_check_uarg_tail_zero(ulinfo, expected_size, rec_size);
14908                 if (err) {
14909                         if (err == -E2BIG) {
14910                                 verbose(env, "nonzero tailing record in line_info");
14911                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
14912                                                           offsetof(union bpf_attr, line_info_rec_size),
14913                                                           &expected_size, sizeof(expected_size)))
14914                                         err = -EFAULT;
14915                         }
14916                         goto err_free;
14917                 }
14918
14919                 if (copy_from_bpfptr(&linfo[i], ulinfo, ncopy)) {
14920                         err = -EFAULT;
14921                         goto err_free;
14922                 }
14923
14924                 /*
14925                  * Check insn_off to ensure
14926                  * 1) strictly increasing AND
14927                  * 2) bounded by prog->len
14928                  *
14929                  * The linfo[0].insn_off == 0 check logically falls into
14930                  * the later "missing bpf_line_info for func..." case
14931                  * because the first linfo[0].insn_off must be the
14932                  * first sub also and the first sub must have
14933                  * subprog_info[0].start == 0.
14934                  */
14935                 if ((i && linfo[i].insn_off <= prev_offset) ||
14936                     linfo[i].insn_off >= prog->len) {
14937                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].insn_off:%u (prev_offset:%u prog->len:%u)\n",
14938                                 i, linfo[i].insn_off, prev_offset,
14939                                 prog->len);
14940                         err = -EINVAL;
14941                         goto err_free;
14942                 }
14943
14944                 if (!prog->insnsi[linfo[i].insn_off].code) {
14945                         verbose(env,
14946                                 "Invalid insn code at line_info[%u].insn_off\n",
14947                                 i);
14948                         err = -EINVAL;
14949                         goto err_free;
14950                 }
14951
14952                 if (!btf_name_by_offset(btf, linfo[i].line_off) ||
14953                     !btf_name_by_offset(btf, linfo[i].file_name_off)) {
14954                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].line_off or .file_name_off\n", i);
14955                         err = -EINVAL;
14956                         goto err_free;
14957                 }
14958
14959                 if (s != env->subprog_cnt) {
14960                         if (linfo[i].insn_off == sub[s].start) {
14961                                 sub[s].linfo_idx = i;
14962                                 s++;
14963                         } else if (sub[s].start < linfo[i].insn_off) {
14964                                 verbose(env, "missing bpf_line_info for func#%u\n", s);
14965                                 err = -EINVAL;
14966                                 goto err_free;
14967                         }
14968                 }
14969
14970                 prev_offset = linfo[i].insn_off;
14971                 bpfptr_add(&ulinfo, rec_size);
14972         }
14973
14974         if (s != env->subprog_cnt) {
14975                 verbose(env, "missing bpf_line_info for %u funcs starting from func#%u\n",
14976                         env->subprog_cnt - s, s);
14977                 err = -EINVAL;
14978                 goto err_free;
14979         }
14980
14981         prog->aux->linfo = linfo;
14982         prog->aux->nr_linfo = nr_linfo;
14983
14984         return 0;
14985
14986 err_free:
14987         kvfree(linfo);
14988         return err;
14989 }
14990
14991 #define MIN_CORE_RELO_SIZE      sizeof(struct bpf_core_relo)
14992 #define MAX_CORE_RELO_SIZE      MAX_FUNCINFO_REC_SIZE
14993
14994 static int check_core_relo(struct bpf_verifier_env *env,
14995                            const union bpf_attr *attr,
14996                            bpfptr_t uattr)
14997 {
14998         u32 i, nr_core_relo, ncopy, expected_size, rec_size;
14999         struct bpf_core_relo core_relo = {};
15000         struct bpf_prog *prog = env->prog;
15001         const struct btf *btf = prog->aux->btf;
15002         struct bpf_core_ctx ctx = {
15003                 .log = &env->log,
15004                 .btf = btf,
15005         };
15006         bpfptr_t u_core_relo;
15007         int err;
15008
15009         nr_core_relo = attr->core_relo_cnt;
15010         if (!nr_core_relo)
15011                 return 0;
15012         if (nr_core_relo > INT_MAX / sizeof(struct bpf_core_relo))
15013                 return -EINVAL;
15014
15015         rec_size = attr->core_relo_rec_size;
15016         if (rec_size < MIN_CORE_RELO_SIZE ||
15017             rec_size > MAX_CORE_RELO_SIZE ||
15018             rec_size % sizeof(u32))
15019                 return -EINVAL;
15020
15021         u_core_relo = make_bpfptr(attr->core_relos, uattr.is_kernel);
15022         expected_size = sizeof(struct bpf_core_relo);
15023         ncopy = min_t(u32, expected_size, rec_size);
15024
15025         /* Unlike func_info and line_info, copy and apply each CO-RE
15026          * relocation record one at a time.
15027          */
15028         for (i = 0; i < nr_core_relo; i++) {
15029                 /* future proofing when sizeof(bpf_core_relo) changes */
15030                 err = bpf_check_uarg_tail_zero(u_core_relo, expected_size, rec_size);
15031                 if (err) {
15032                         if (err == -E2BIG) {
15033                                 verbose(env, "nonzero tailing record in core_relo");
15034                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
15035                                                           offsetof(union bpf_attr, core_relo_rec_size),
15036                                                           &expected_size, sizeof(expected_size)))
15037                                         err = -EFAULT;
15038                         }
15039                         break;
15040                 }
15041
15042                 if (copy_from_bpfptr(&core_relo, u_core_relo, ncopy)) {
15043                         err = -EFAULT;
15044                         break;
15045                 }
15046
15047                 if (core_relo.insn_off % 8 || core_relo.insn_off / 8 >= prog->len) {
15048                         verbose(env, "Invalid core_relo[%u].insn_off:%u prog->len:%u\n",
15049                                 i, core_relo.insn_off, prog->len);
15050                         err = -EINVAL;
15051                         break;
15052                 }
15053
15054                 err = bpf_core_apply(&ctx, &core_relo, i,
15055                                      &prog->insnsi[core_relo.insn_off / 8]);
15056                 if (err)
15057                         break;
15058                 bpfptr_add(&u_core_relo, rec_size);
15059         }
15060         return err;
15061 }
15062
15063 static int check_btf_info(struct bpf_verifier_env *env,
15064                           const union bpf_attr *attr,
15065                           bpfptr_t uattr)
15066 {
15067         struct btf *btf;
15068         int err;
15069
15070         if (!attr->func_info_cnt && !attr->line_info_cnt) {
15071                 if (check_abnormal_return(env))
15072                         return -EINVAL;
15073                 return 0;
15074         }
15075
15076         btf = btf_get_by_fd(attr->prog_btf_fd);
15077         if (IS_ERR(btf))
15078                 return PTR_ERR(btf);
15079         if (btf_is_kernel(btf)) {
15080                 btf_put(btf);
15081                 return -EACCES;
15082         }
15083         env->prog->aux->btf = btf;
15084
15085         err = check_btf_func(env, attr, uattr);
15086         if (err)
15087                 return err;
15088
15089         err = check_btf_line(env, attr, uattr);
15090         if (err)
15091                 return err;
15092
15093         err = check_core_relo(env, attr, uattr);
15094         if (err)
15095                 return err;
15096
15097         return 0;
15098 }
15099
15100 /* check %cur's range satisfies %old's */
15101 static bool range_within(struct bpf_reg_state *old,
15102                          struct bpf_reg_state *cur)
15103 {
15104         return old->umin_value <= cur->umin_value &&
15105                old->umax_value >= cur->umax_value &&
15106                old->smin_value <= cur->smin_value &&
15107                old->smax_value >= cur->smax_value &&
15108                old->u32_min_value <= cur->u32_min_value &&
15109                old->u32_max_value >= cur->u32_max_value &&
15110                old->s32_min_value <= cur->s32_min_value &&
15111                old->s32_max_value >= cur->s32_max_value;
15112 }
15113
15114 /* If in the old state two registers had the same id, then they need to have
15115  * the same id in the new state as well.  But that id could be different from
15116  * the old state, so we need to track the mapping from old to new ids.
15117  * Once we have seen that, say, a reg with old id 5 had new id 9, any subsequent
15118  * regs with old id 5 must also have new id 9 for the new state to be safe.  But
15119  * regs with a different old id could still have new id 9, we don't care about
15120  * that.
15121  * So we look through our idmap to see if this old id has been seen before.  If
15122  * so, we require the new id to match; otherwise, we add the id pair to the map.
15123  */
15124 static bool check_ids(u32 old_id, u32 cur_id, struct bpf_idmap *idmap)
15125 {
15126         struct bpf_id_pair *map = idmap->map;
15127         unsigned int i;
15128
15129         /* either both IDs should be set or both should be zero */
15130         if (!!old_id != !!cur_id)
15131                 return false;
15132
15133         if (old_id == 0) /* cur_id == 0 as well */
15134                 return true;
15135
15136         for (i = 0; i < BPF_ID_MAP_SIZE; i++) {
15137                 if (!map[i].old) {
15138                         /* Reached an empty slot; haven't seen this id before */
15139                         map[i].old = old_id;
15140                         map[i].cur = cur_id;
15141                         return true;
15142                 }
15143                 if (map[i].old == old_id)
15144                         return map[i].cur == cur_id;
15145                 if (map[i].cur == cur_id)
15146                         return false;
15147         }
15148         /* We ran out of idmap slots, which should be impossible */
15149         WARN_ON_ONCE(1);
15150         return false;
15151 }
15152
15153 /* Similar to check_ids(), but allocate a unique temporary ID
15154  * for 'old_id' or 'cur_id' of zero.
15155  * This makes pairs like '0 vs unique ID', 'unique ID vs 0' valid.
15156  */
15157 static bool check_scalar_ids(u32 old_id, u32 cur_id, struct bpf_idmap *idmap)
15158 {
15159         old_id = old_id ? old_id : ++idmap->tmp_id_gen;
15160         cur_id = cur_id ? cur_id : ++idmap->tmp_id_gen;
15161
15162         return check_ids(old_id, cur_id, idmap);
15163 }
15164
15165 static void clean_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
15166                              struct bpf_func_state *st)
15167 {
15168         enum bpf_reg_liveness live;
15169         int i, j;
15170
15171         for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
15172                 live = st->regs[i].live;
15173                 /* liveness must not touch this register anymore */
15174                 st->regs[i].live |= REG_LIVE_DONE;
15175                 if (!(live & REG_LIVE_READ))
15176                         /* since the register is unused, clear its state
15177                          * to make further comparison simpler
15178                          */
15179                         __mark_reg_not_init(env, &st->regs[i]);
15180         }
15181
15182         for (i = 0; i < st->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
15183                 live = st->stack[i].spilled_ptr.live;
15184                 /* liveness must not touch this stack slot anymore */
15185                 st->stack[i].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_DONE;
15186                 if (!(live & REG_LIVE_READ)) {
15187                         __mark_reg_not_init(env, &st->stack[i].spilled_ptr);
15188                         for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
15189                                 st->stack[i].slot_type[j] = STACK_INVALID;
15190                 }
15191         }
15192 }
15193
15194 static void clean_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
15195                                  struct bpf_verifier_state *st)
15196 {
15197         int i;
15198
15199         if (st->frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE)
15200                 /* all regs in this state in all frames were already marked */
15201                 return;
15202
15203         for (i = 0; i <= st->curframe; i++)
15204                 clean_func_state(env, st->frame[i]);
15205 }
15206
15207 /* the parentage chains form a tree.
15208  * the verifier states are added to state lists at given insn and
15209  * pushed into state stack for future exploration.
15210  * when the verifier reaches bpf_exit insn some of the verifer states
15211  * stored in the state lists have their final liveness state already,
15212  * but a lot of states will get revised from liveness point of view when
15213  * the verifier explores other branches.
15214  * Example:
15215  * 1: r0 = 1
15216  * 2: if r1 == 100 goto pc+1
15217  * 3: r0 = 2
15218  * 4: exit
15219  * when the verifier reaches exit insn the register r0 in the state list of
15220  * insn 2 will be seen as !REG_LIVE_READ. Then the verifier pops the other_branch
15221  * of insn 2 and goes exploring further. At the insn 4 it will walk the
15222  * parentage chain from insn 4 into insn 2 and will mark r0 as REG_LIVE_READ.
15223  *
15224  * Since the verifier pushes the branch states as it sees them while exploring
15225  * the program the condition of walking the branch instruction for the second
15226  * time means that all states below this branch were already explored and
15227  * their final liveness marks are already propagated.
15228  * Hence when the verifier completes the search of state list in is_state_visited()
15229  * we can call this clean_live_states() function to mark all liveness states
15230  * as REG_LIVE_DONE to indicate that 'parent' pointers of 'struct bpf_reg_state'
15231  * will not be used.
15232  * This function also clears the registers and stack for states that !READ
15233  * to simplify state merging.
15234  *
15235  * Important note here that walking the same branch instruction in the callee
15236  * doesn't meant that the states are DONE. The verifier has to compare
15237  * the callsites
15238  */
15239 static void clean_live_states(struct bpf_verifier_env *env, int insn,
15240                               struct bpf_verifier_state *cur)
15241 {
15242         struct bpf_verifier_state_list *sl;
15243         int i;
15244
15245         sl = *explored_state(env, insn);
15246         while (sl) {
15247                 if (sl->state.branches)
15248                         goto next;
15249                 if (sl->state.insn_idx != insn ||
15250                     sl->state.curframe != cur->curframe)
15251                         goto next;
15252                 for (i = 0; i <= cur->curframe; i++)
15253                         if (sl->state.frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
15254                                 goto next;
15255                 clean_verifier_state(env, &sl->state);
15256 next:
15257                 sl = sl->next;
15258         }
15259 }
15260
15261 static bool regs_exact(const struct bpf_reg_state *rold,
15262                        const struct bpf_reg_state *rcur,
15263                        struct bpf_idmap *idmap)
15264 {
15265         return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)) == 0 &&
15266                check_ids(rold->id, rcur->id, idmap) &&
15267                check_ids(rold->ref_obj_id, rcur->ref_obj_id, idmap);
15268 }
15269
15270 /* Returns true if (rold safe implies rcur safe) */
15271 static bool regsafe(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *rold,
15272                     struct bpf_reg_state *rcur, struct bpf_idmap *idmap)
15273 {
15274         if (!(rold->live & REG_LIVE_READ))
15275                 /* explored state didn't use this */
15276                 return true;
15277         if (rold->type == NOT_INIT)
15278                 /* explored state can't have used this */
15279                 return true;
15280         if (rcur->type == NOT_INIT)
15281                 return false;
15282
15283         /* Enforce that register types have to match exactly, including their
15284          * modifiers (like PTR_MAYBE_NULL, MEM_RDONLY, etc), as a general
15285          * rule.
15286          *
15287          * One can make a point that using a pointer register as unbounded
15288          * SCALAR would be technically acceptable, but this could lead to
15289          * pointer leaks because scalars are allowed to leak while pointers
15290          * are not. We could make this safe in special cases if root is
15291          * calling us, but it's probably not worth the hassle.
15292          *
15293          * Also, register types that are *not* MAYBE_NULL could technically be
15294          * safe to use as their MAYBE_NULL variants (e.g., PTR_TO_MAP_VALUE
15295          * is safe to be used as PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL, provided both point
15296          * to the same map).
15297          * However, if the old MAYBE_NULL register then got NULL checked,
15298          * doing so could have affected others with the same id, and we can't
15299          * check for that because we lost the id when we converted to
15300          * a non-MAYBE_NULL variant.
15301          * So, as a general rule we don't allow mixing MAYBE_NULL and
15302          * non-MAYBE_NULL registers as well.
15303          */
15304         if (rold->type != rcur->type)
15305                 return false;
15306
15307         switch (base_type(rold->type)) {
15308         case SCALAR_VALUE:
15309                 if (env->explore_alu_limits) {
15310                         /* explore_alu_limits disables tnum_in() and range_within()
15311                          * logic and requires everything to be strict
15312                          */
15313                         return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)) == 0 &&
15314                                check_scalar_ids(rold->id, rcur->id, idmap);
15315                 }
15316                 if (!rold->precise)
15317                         return true;
15318                 /* Why check_ids() for scalar registers?
15319                  *
15320                  * Consider the following BPF code:
15321                  *   1: r6 = ... unbound scalar, ID=a ...
15322                  *   2: r7 = ... unbound scalar, ID=b ...
15323                  *   3: if (r6 > r7) goto +1
15324                  *   4: r6 = r7
15325                  *   5: if (r6 > X) goto ...
15326                  *   6: ... memory operation using r7 ...
15327                  *
15328                  * First verification path is [1-6]:
15329                  * - at (4) same bpf_reg_state::id (b) would be assigned to r6 and r7;
15330                  * - at (5) r6 would be marked <= X, find_equal_scalars() would also mark
15331                  *   r7 <= X, because r6 and r7 share same id.
15332                  * Next verification path is [1-4, 6].
15333                  *
15334                  * Instruction (6) would be reached in two states:
15335                  *   I.  r6{.id=b}, r7{.id=b} via path 1-6;
15336                  *   II. r6{.id=a}, r7{.id=b} via path 1-4, 6.
15337                  *
15338                  * Use check_ids() to distinguish these states.
15339                  * ---
15340                  * Also verify that new value satisfies old value range knowledge.
15341                  */
15342                 return range_within(rold, rcur) &&
15343                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off) &&
15344                        check_scalar_ids(rold->id, rcur->id, idmap);
15345         case PTR_TO_MAP_KEY:
15346         case PTR_TO_MAP_VALUE:
15347         case PTR_TO_MEM:
15348         case PTR_TO_BUF:
15349         case PTR_TO_TP_BUFFER:
15350                 /* If the new min/max/var_off satisfy the old ones and
15351                  * everything else matches, we are OK.
15352                  */
15353                 return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, var_off)) == 0 &&
15354                        range_within(rold, rcur) &&
15355                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off) &&
15356                        check_ids(rold->id, rcur->id, idmap) &&
15357                        check_ids(rold->ref_obj_id, rcur->ref_obj_id, idmap);
15358         case PTR_TO_PACKET_META:
15359         case PTR_TO_PACKET:
15360                 /* We must have at least as much range as the old ptr
15361                  * did, so that any accesses which were safe before are
15362                  * still safe.  This is true even if old range < old off,
15363                  * since someone could have accessed through (ptr - k), or
15364                  * even done ptr -= k in a register, to get a safe access.
15365                  */
15366                 if (rold->range > rcur->range)
15367                         return false;
15368                 /* If the offsets don't match, we can't trust our alignment;
15369                  * nor can we be sure that we won't fall out of range.
15370                  */
15371                 if (rold->off != rcur->off)
15372                         return false;
15373                 /* id relations must be preserved */
15374                 if (!check_ids(rold->id, rcur->id, idmap))
15375                         return false;
15376                 /* new val must satisfy old val knowledge */
15377                 return range_within(rold, rcur) &&
15378                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
15379         case PTR_TO_STACK:
15380                 /* two stack pointers are equal only if they're pointing to
15381                  * the same stack frame, since fp-8 in foo != fp-8 in bar
15382                  */
15383                 return regs_exact(rold, rcur, idmap) && rold->frameno == rcur->frameno;
15384         default:
15385                 return regs_exact(rold, rcur, idmap);
15386         }
15387 }
15388
15389 static bool stacksafe(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *old,
15390                       struct bpf_func_state *cur, struct bpf_idmap *idmap)
15391 {
15392         int i, spi;
15393
15394         /* walk slots of the explored stack and ignore any additional
15395          * slots in the current stack, since explored(safe) state
15396          * didn't use them
15397          */
15398         for (i = 0; i < old->allocated_stack; i++) {
15399                 struct bpf_reg_state *old_reg, *cur_reg;
15400
15401                 spi = i / BPF_REG_SIZE;
15402
15403                 if (!(old->stack[spi].spilled_ptr.live & REG_LIVE_READ)) {
15404                         i += BPF_REG_SIZE - 1;
15405                         /* explored state didn't use this */
15406                         continue;
15407                 }
15408
15409                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_INVALID)
15410                         continue;
15411
15412                 if (env->allow_uninit_stack &&
15413                     old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC)
15414                         continue;
15415
15416                 /* explored stack has more populated slots than current stack
15417                  * and these slots were used
15418                  */
15419                 if (i >= cur->allocated_stack)
15420                         return false;
15421
15422                 /* if old state was safe with misc data in the stack
15423                  * it will be safe with zero-initialized stack.
15424                  * The opposite is not true
15425                  */
15426                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC &&
15427                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_ZERO)
15428                         continue;
15429                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] !=
15430                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE])
15431                         /* Ex: old explored (safe) state has STACK_SPILL in
15432                          * this stack slot, but current has STACK_MISC ->
15433                          * this verifier states are not equivalent,
15434                          * return false to continue verification of this path
15435                          */
15436                         return false;
15437                 if (i % BPF_REG_SIZE != BPF_REG_SIZE - 1)
15438                         continue;
15439                 /* Both old and cur are having same slot_type */
15440                 switch (old->stack[spi].slot_type[BPF_REG_SIZE - 1]) {
15441                 case STACK_SPILL:
15442                         /* when explored and current stack slot are both storing
15443                          * spilled registers, check that stored pointers types
15444                          * are the same as well.
15445                          * Ex: explored safe path could have stored
15446                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -8}
15447                          * but current path has stored:
15448                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -16}
15449                          * such verifier states are not equivalent.
15450                          * return false to continue verification of this path
15451                          */
15452                         if (!regsafe(env, &old->stack[spi].spilled_ptr,
15453                                      &cur->stack[spi].spilled_ptr, idmap))
15454                                 return false;
15455                         break;
15456                 case STACK_DYNPTR:
15457                         old_reg = &old->stack[spi].spilled_ptr;
15458                         cur_reg = &cur->stack[spi].spilled_ptr;
15459                         if (old_reg->dynptr.type != cur_reg->dynptr.type ||
15460                             old_reg->dynptr.first_slot != cur_reg->dynptr.first_slot ||
15461                             !check_ids(old_reg->ref_obj_id, cur_reg->ref_obj_id, idmap))
15462                                 return false;
15463                         break;
15464                 case STACK_ITER:
15465                         old_reg = &old->stack[spi].spilled_ptr;
15466                         cur_reg = &cur->stack[spi].spilled_ptr;
15467                         /* iter.depth is not compared between states as it
15468                          * doesn't matter for correctness and would otherwise
15469                          * prevent convergence; we maintain it only to prevent
15470                          * infinite loop check triggering, see
15471                          * iter_active_depths_differ()
15472                          */
15473                         if (old_reg->iter.btf != cur_reg->iter.btf ||
15474                             old_reg->iter.btf_id != cur_reg->iter.btf_id ||
15475                             old_reg->iter.state != cur_reg->iter.state ||
15476                             /* ignore {old_reg,cur_reg}->iter.depth, see above */
15477                             !check_ids(old_reg->ref_obj_id, cur_reg->ref_obj_id, idmap))
15478                                 return false;
15479                         break;
15480                 case STACK_MISC:
15481                 case STACK_ZERO:
15482                 case STACK_INVALID:
15483                         continue;
15484                 /* Ensure that new unhandled slot types return false by default */
15485                 default:
15486                         return false;
15487                 }
15488         }
15489         return true;
15490 }
15491
15492 static bool refsafe(struct bpf_func_state *old, struct bpf_func_state *cur,
15493                     struct bpf_idmap *idmap)
15494 {
15495         int i;
15496
15497         if (old->acquired_refs != cur->acquired_refs)
15498                 return false;
15499
15500         for (i = 0; i < old->acquired_refs; i++) {
15501                 if (!check_ids(old->refs[i].id, cur->refs[i].id, idmap))
15502                         return false;
15503         }
15504
15505         return true;
15506 }
15507
15508 /* compare two verifier states
15509  *
15510  * all states stored in state_list are known to be valid, since
15511  * verifier reached 'bpf_exit' instruction through them
15512  *
15513  * this function is called when verifier exploring different branches of
15514  * execution popped from the state stack. If it sees an old state that has
15515  * more strict register state and more strict stack state then this execution
15516  * branch doesn't need to be explored further, since verifier already
15517  * concluded that more strict state leads to valid finish.
15518  *
15519  * Therefore two states are equivalent if register state is more conservative
15520  * and explored stack state is more conservative than the current one.
15521  * Example:
15522  *       explored                   current
15523  * (slot1=INV slot2=MISC) == (slot1=MISC slot2=MISC)
15524  * (slot1=MISC slot2=MISC) != (slot1=INV slot2=MISC)
15525  *
15526  * In other words if current stack state (one being explored) has more
15527  * valid slots than old one that already passed validation, it means
15528  * the verifier can stop exploring and conclude that current state is valid too
15529  *
15530  * Similarly with registers. If explored state has register type as invalid
15531  * whereas register type in current state is meaningful, it means that
15532  * the current state will reach 'bpf_exit' instruction safely
15533  */
15534 static bool func_states_equal(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *old,
15535                               struct bpf_func_state *cur)
15536 {
15537         int i;
15538
15539         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
15540                 if (!regsafe(env, &old->regs[i], &cur->regs[i],
15541                              &env->idmap_scratch))
15542                         return false;
15543
15544         if (!stacksafe(env, old, cur, &env->idmap_scratch))
15545                 return false;
15546
15547         if (!refsafe(old, cur, &env->idmap_scratch))
15548                 return false;
15549
15550         return true;
15551 }
15552
15553 static bool states_equal(struct bpf_verifier_env *env,
15554                          struct bpf_verifier_state *old,
15555                          struct bpf_verifier_state *cur)
15556 {
15557         int i;
15558
15559         if (old->curframe != cur->curframe)
15560                 return false;
15561
15562         env->idmap_scratch.tmp_id_gen = env->id_gen;
15563         memset(&env->idmap_scratch.map, 0, sizeof(env->idmap_scratch.map));
15564
15565         /* Verification state from speculative execution simulation
15566          * must never prune a non-speculative execution one.
15567          */
15568         if (old->speculative && !cur->speculative)
15569                 return false;
15570
15571         if (old->active_lock.ptr != cur->active_lock.ptr)
15572                 return false;
15573
15574         /* Old and cur active_lock's have to be either both present
15575          * or both absent.
15576          */
15577         if (!!old->active_lock.id != !!cur->active_lock.id)
15578                 return false;
15579
15580         if (old->active_lock.id &&
15581             !check_ids(old->active_lock.id, cur->active_lock.id, &env->idmap_scratch))
15582                 return false;
15583
15584         if (old->active_rcu_lock != cur->active_rcu_lock)
15585                 return false;
15586
15587         /* for states to be equal callsites have to be the same
15588          * and all frame states need to be equivalent
15589          */
15590         for (i = 0; i <= old->curframe; i++) {
15591                 if (old->frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
15592                         return false;
15593                 if (!func_states_equal(env, old->frame[i], cur->frame[i]))
15594                         return false;
15595         }
15596         return true;
15597 }
15598
15599 /* Return 0 if no propagation happened. Return negative error code if error
15600  * happened. Otherwise, return the propagated bit.
15601  */
15602 static int propagate_liveness_reg(struct bpf_verifier_env *env,
15603                                   struct bpf_reg_state *reg,
15604                                   struct bpf_reg_state *parent_reg)
15605 {
15606         u8 parent_flag = parent_reg->live & REG_LIVE_READ;
15607         u8 flag = reg->live & REG_LIVE_READ;
15608         int err;
15609
15610         /* When comes here, read flags of PARENT_REG or REG could be any of
15611          * REG_LIVE_READ64, REG_LIVE_READ32, REG_LIVE_NONE. There is no need
15612          * of propagation if PARENT_REG has strongest REG_LIVE_READ64.
15613          */
15614         if (parent_flag == REG_LIVE_READ64 ||
15615             /* Or if there is no read flag from REG. */
15616             !flag ||
15617             /* Or if the read flag from REG is the same as PARENT_REG. */
15618             parent_flag == flag)
15619                 return 0;
15620
15621         err = mark_reg_read(env, reg, parent_reg, flag);
15622         if (err)
15623                 return err;
15624
15625         return flag;
15626 }
15627
15628 /* A write screens off any subsequent reads; but write marks come from the
15629  * straight-line code between a state and its parent.  When we arrive at an
15630  * equivalent state (jump target or such) we didn't arrive by the straight-line
15631  * code, so read marks in the state must propagate to the parent regardless
15632  * of the state's write marks. That's what 'parent == state->parent' comparison
15633  * in mark_reg_read() is for.
15634  */
15635 static int propagate_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
15636                               const struct bpf_verifier_state *vstate,
15637                               struct bpf_verifier_state *vparent)
15638 {
15639         struct bpf_reg_state *state_reg, *parent_reg;
15640         struct bpf_func_state *state, *parent;
15641         int i, frame, err = 0;
15642
15643         if (vparent->curframe != vstate->curframe) {
15644                 WARN(1, "propagate_live: parent frame %d current frame %d\n",
15645                      vparent->curframe, vstate->curframe);
15646                 return -EFAULT;
15647         }
15648         /* Propagate read liveness of registers... */
15649         BUILD_BUG_ON(BPF_REG_FP + 1 != MAX_BPF_REG);
15650         for (frame = 0; frame <= vstate->curframe; frame++) {
15651                 parent = vparent->frame[frame];
15652                 state = vstate->frame[frame];
15653                 parent_reg = parent->regs;
15654                 state_reg = state->regs;
15655                 /* We don't need to worry about FP liveness, it's read-only */
15656                 for (i = frame < vstate->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
15657                         err = propagate_liveness_reg(env, &state_reg[i],
15658                                                      &parent_reg[i]);
15659                         if (err < 0)
15660                                 return err;
15661                         if (err == REG_LIVE_READ64)
15662                                 mark_insn_zext(env, &parent_reg[i]);
15663                 }
15664
15665                 /* Propagate stack slots. */
15666                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE &&
15667                             i < parent->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
15668                         parent_reg = &parent->stack[i].spilled_ptr;
15669                         state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
15670                         err = propagate_liveness_reg(env, state_reg,
15671                                                      parent_reg);
15672                         if (err < 0)
15673                                 return err;
15674                 }
15675         }
15676         return 0;
15677 }
15678
15679 /* find precise scalars in the previous equivalent state and
15680  * propagate them into the current state
15681  */
15682 static int propagate_precision(struct bpf_verifier_env *env,
15683                                const struct bpf_verifier_state *old)
15684 {
15685         struct bpf_reg_state *state_reg;
15686         struct bpf_func_state *state;
15687         int i, err = 0, fr;
15688         bool first;
15689
15690         for (fr = old->curframe; fr >= 0; fr--) {
15691                 state = old->frame[fr];
15692                 state_reg = state->regs;
15693                 first = true;
15694                 for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++, state_reg++) {
15695                         if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
15696                             !state_reg->precise ||
15697                             !(state_reg->live & REG_LIVE_READ))
15698                                 continue;
15699                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
15700                                 if (first)
15701                                         verbose(env, "frame %d: propagating r%d", fr, i);
15702                                 else
15703                                         verbose(env, ",r%d", i);
15704                         }
15705                         bt_set_frame_reg(&env->bt, fr, i);
15706                         first = false;
15707                 }
15708
15709                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
15710                         if (!is_spilled_reg(&state->stack[i]))
15711                                 continue;
15712                         state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
15713                         if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
15714                             !state_reg->precise ||
15715                             !(state_reg->live & REG_LIVE_READ))
15716                                 continue;
15717                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
15718                                 if (first)
15719                                         verbose(env, "frame %d: propagating fp%d",
15720                                                 fr, (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
15721                                 else
15722                                         verbose(env, ",fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
15723                         }
15724                         bt_set_frame_slot(&env->bt, fr, i);
15725                         first = false;
15726                 }
15727                 if (!first)
15728                         verbose(env, "\n");
15729         }
15730
15731         err = mark_chain_precision_batch(env);
15732         if (err < 0)
15733                 return err;
15734
15735         return 0;
15736 }
15737
15738 static bool states_maybe_looping(struct bpf_verifier_state *old,
15739                                  struct bpf_verifier_state *cur)
15740 {
15741         struct bpf_func_state *fold, *fcur;
15742         int i, fr = cur->curframe;
15743
15744         if (old->curframe != fr)
15745                 return false;
15746
15747         fold = old->frame[fr];
15748         fcur = cur->frame[fr];
15749         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
15750                 if (memcmp(&fold->regs[i], &fcur->regs[i],
15751                            offsetof(struct bpf_reg_state, parent)))
15752                         return false;
15753         return true;
15754 }
15755
15756 static bool is_iter_next_insn(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
15757 {
15758         return env->insn_aux_data[insn_idx].is_iter_next;
15759 }
15760
15761 /* is_state_visited() handles iter_next() (see process_iter_next_call() for
15762  * terminology) calls specially: as opposed to bounded BPF loops, it *expects*
15763  * states to match, which otherwise would look like an infinite loop. So while
15764  * iter_next() calls are taken care of, we still need to be careful and
15765  * prevent erroneous and too eager declaration of "ininite loop", when
15766  * iterators are involved.
15767  *
15768  * Here's a situation in pseudo-BPF assembly form:
15769  *
15770  *   0: again:                          ; set up iter_next() call args
15771  *   1:   r1 = &it                      ; <CHECKPOINT HERE>
15772  *   2:   call bpf_iter_num_next        ; this is iter_next() call
15773  *   3:   if r0 == 0 goto done
15774  *   4:   ... something useful here ...
15775  *   5:   goto again                    ; another iteration
15776  *   6: done:
15777  *   7:   r1 = &it
15778  *   8:   call bpf_iter_num_destroy     ; clean up iter state
15779  *   9:   exit
15780  *
15781  * This is a typical loop. Let's assume that we have a prune point at 1:,
15782  * before we get to `call bpf_iter_num_next` (e.g., because of that `goto
15783  * again`, assuming other heuristics don't get in a way).
15784  *
15785  * When we first time come to 1:, let's say we have some state X. We proceed
15786  * to 2:, fork states, enqueue ACTIVE, validate NULL case successfully, exit.
15787  * Now we come back to validate that forked ACTIVE state. We proceed through
15788  * 3-5, come to goto, jump to 1:. Let's assume our state didn't change, so we
15789  * are converging. But the problem is that we don't know that yet, as this
15790  * convergence has to happen at iter_next() call site only. So if nothing is
15791  * done, at 1: verifier will use bounded loop logic and declare infinite
15792  * looping (and would be *technically* correct, if not for iterator's
15793  * "eventual sticky NULL" contract, see process_iter_next_call()). But we
15794  * don't want that. So what we do in process_iter_next_call() when we go on
15795  * another ACTIVE iteration, we bump slot->iter.depth, to mark that it's
15796  * a different iteration. So when we suspect an infinite loop, we additionally
15797  * check if any of the *ACTIVE* iterator states depths differ. If yes, we
15798  * pretend we are not looping and wait for next iter_next() call.
15799  *
15800  * This only applies to ACTIVE state. In DRAINED state we don't expect to
15801  * loop, because that would actually mean infinite loop, as DRAINED state is
15802  * "sticky", and so we'll keep returning into the same instruction with the
15803  * same state (at least in one of possible code paths).
15804  *
15805  * This approach allows to keep infinite loop heuristic even in the face of
15806  * active iterator. E.g., C snippet below is and will be detected as
15807  * inifintely looping:
15808  *
15809  *   struct bpf_iter_num it;
15810  *   int *p, x;
15811  *
15812  *   bpf_iter_num_new(&it, 0, 10);
15813  *   while ((p = bpf_iter_num_next(&t))) {
15814  *       x = p;
15815  *       while (x--) {} // <<-- infinite loop here
15816  *   }
15817  *
15818  */
15819 static bool iter_active_depths_differ(struct bpf_verifier_state *old, struct bpf_verifier_state *cur)
15820 {
15821         struct bpf_reg_state *slot, *cur_slot;
15822         struct bpf_func_state *state;
15823         int i, fr;
15824
15825         for (fr = old->curframe; fr >= 0; fr--) {
15826                 state = old->frame[fr];
15827                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
15828                         if (state->stack[i].slot_type[0] != STACK_ITER)
15829                                 continue;
15830
15831                         slot = &state->stack[i].spilled_ptr;
15832                         if (slot->iter.state != BPF_ITER_STATE_ACTIVE)
15833                                 continue;
15834
15835                         cur_slot = &cur->frame[fr]->stack[i].spilled_ptr;
15836                         if (cur_slot->iter.depth != slot->iter.depth)
15837                                 return true;
15838                 }
15839         }
15840         return false;
15841 }
15842
15843 static int is_state_visited(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
15844 {
15845         struct bpf_verifier_state_list *new_sl;
15846         struct bpf_verifier_state_list *sl, **pprev;
15847         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state, *new;
15848         int i, j, err, states_cnt = 0;
15849         bool force_new_state = env->test_state_freq || is_force_checkpoint(env, insn_idx);
15850         bool add_new_state = force_new_state;
15851
15852         /* bpf progs typically have pruning point every 4 instructions
15853          * http://vger.kernel.org/bpfconf2019.html#session-1
15854          * Do not add new state for future pruning if the verifier hasn't seen
15855          * at least 2 jumps and at least 8 instructions.
15856          * This heuristics helps decrease 'total_states' and 'peak_states' metric.
15857          * In tests that amounts to up to 50% reduction into total verifier
15858          * memory consumption and 20% verifier time speedup.
15859          */
15860         if (env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed >= 2 &&
15861             env->insn_processed - env->prev_insn_processed >= 8)
15862                 add_new_state = true;
15863
15864         pprev = explored_state(env, insn_idx);
15865         sl = *pprev;
15866
15867         clean_live_states(env, insn_idx, cur);
15868
15869         while (sl) {
15870                 states_cnt++;
15871                 if (sl->state.insn_idx != insn_idx)
15872                         goto next;
15873
15874                 if (sl->state.branches) {
15875                         struct bpf_func_state *frame = sl->state.frame[sl->state.curframe];
15876
15877                         if (frame->in_async_callback_fn &&
15878                             frame->async_entry_cnt != cur->frame[cur->curframe]->async_entry_cnt) {
15879                                 /* Different async_entry_cnt means that the verifier is
15880                                  * processing another entry into async callback.
15881                                  * Seeing the same state is not an indication of infinite
15882                                  * loop or infinite recursion.
15883                                  * But finding the same state doesn't mean that it's safe
15884                                  * to stop processing the current state. The previous state
15885                                  * hasn't yet reached bpf_exit, since state.branches > 0.
15886                                  * Checking in_async_callback_fn alone is not enough either.
15887                                  * Since the verifier still needs to catch infinite loops
15888                                  * inside async callbacks.
15889                                  */
15890                                 goto skip_inf_loop_check;
15891                         }
15892                         /* BPF open-coded iterators loop detection is special.
15893                          * states_maybe_looping() logic is too simplistic in detecting
15894                          * states that *might* be equivalent, because it doesn't know
15895                          * about ID remapping, so don't even perform it.
15896                          * See process_iter_next_call() and iter_active_depths_differ()
15897                          * for overview of the logic. When current and one of parent
15898                          * states are detected as equivalent, it's a good thing: we prove
15899                          * convergence and can stop simulating further iterations.
15900                          * It's safe to assume that iterator loop will finish, taking into
15901                          * account iter_next() contract of eventually returning
15902                          * sticky NULL result.
15903                          */
15904                         if (is_iter_next_insn(env, insn_idx)) {
15905                                 if (states_equal(env, &sl->state, cur)) {
15906                                         struct bpf_func_state *cur_frame;
15907                                         struct bpf_reg_state *iter_state, *iter_reg;
15908                                         int spi;
15909
15910                                         cur_frame = cur->frame[cur->curframe];
15911                                         /* btf_check_iter_kfuncs() enforces that
15912                                          * iter state pointer is always the first arg
15913                                          */
15914                                         iter_reg = &cur_frame->regs[BPF_REG_1];
15915                                         /* current state is valid due to states_equal(),
15916                                          * so we can assume valid iter and reg state,
15917                                          * no need for extra (re-)validations
15918                                          */
15919                                         spi = __get_spi(iter_reg->off + iter_reg->var_off.value);
15920                                         iter_state = &func(env, iter_reg)->stack[spi].spilled_ptr;
15921                                         if (iter_state->iter.state == BPF_ITER_STATE_ACTIVE)
15922                                                 goto hit;
15923                                 }
15924                                 goto skip_inf_loop_check;
15925                         }
15926                         /* attempt to detect infinite loop to avoid unnecessary doomed work */
15927                         if (states_maybe_looping(&sl->state, cur) &&
15928                             states_equal(env, &sl->state, cur) &&
15929                             !iter_active_depths_differ(&sl->state, cur)) {
15930                                 verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
15931                                 verbose(env, "infinite loop detected at insn %d\n", insn_idx);
15932                                 return -EINVAL;
15933                         }
15934                         /* if the verifier is processing a loop, avoid adding new state
15935                          * too often, since different loop iterations have distinct
15936                          * states and may not help future pruning.
15937                          * This threshold shouldn't be too low to make sure that
15938                          * a loop with large bound will be rejected quickly.
15939                          * The most abusive loop will be:
15940                          * r1 += 1
15941                          * if r1 < 1000000 goto pc-2
15942                          * 1M insn_procssed limit / 100 == 10k peak states.
15943                          * This threshold shouldn't be too high either, since states
15944                          * at the end of the loop are likely to be useful in pruning.
15945                          */
15946 skip_inf_loop_check:
15947                         if (!force_new_state &&
15948                             env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed < 20 &&
15949                             env->insn_processed - env->prev_insn_processed < 100)
15950                                 add_new_state = false;
15951                         goto miss;
15952                 }
15953                 if (states_equal(env, &sl->state, cur)) {
15954 hit:
15955                         sl->hit_cnt++;
15956                         /* reached equivalent register/stack state,
15957                          * prune the search.
15958                          * Registers read by the continuation are read by us.
15959                          * If we have any write marks in env->cur_state, they
15960                          * will prevent corresponding reads in the continuation
15961                          * from reaching our parent (an explored_state).  Our
15962                          * own state will get the read marks recorded, but
15963                          * they'll be immediately forgotten as we're pruning
15964                          * this state and will pop a new one.
15965                          */
15966                         err = propagate_liveness(env, &sl->state, cur);
15967
15968                         /* if previous state reached the exit with precision and
15969                          * current state is equivalent to it (except precsion marks)
15970                          * the precision needs to be propagated back in
15971                          * the current state.
15972                          */
15973                         err = err ? : push_jmp_history(env, cur);
15974                         err = err ? : propagate_precision(env, &sl->state);
15975                         if (err)
15976                                 return err;
15977                         return 1;
15978                 }
15979 miss:
15980                 /* when new state is not going to be added do not increase miss count.
15981                  * Otherwise several loop iterations will remove the state
15982                  * recorded earlier. The goal of these heuristics is to have
15983                  * states from some iterations of the loop (some in the beginning
15984                  * and some at the end) to help pruning.
15985                  */
15986                 if (add_new_state)
15987                         sl->miss_cnt++;
15988                 /* heuristic to determine whether this state is beneficial
15989                  * to keep checking from state equivalence point of view.
15990                  * Higher numbers increase max_states_per_insn and verification time,
15991                  * but do not meaningfully decrease insn_processed.
15992                  */
15993                 if (sl->miss_cnt > sl->hit_cnt * 3 + 3) {
15994                         /* the state is unlikely to be useful. Remove it to
15995                          * speed up verification
15996                          */
15997                         *pprev = sl->next;
15998                         if (sl->state.frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE) {
15999                                 u32 br = sl->state.branches;
16000
16001                                 WARN_ONCE(br,
16002                                           "BUG live_done but branches_to_explore %d\n",
16003                                           br);
16004                                 free_verifier_state(&sl->state, false);
16005                                 kfree(sl);
16006                                 env->peak_states--;
16007                         } else {
16008                                 /* cannot free this state, since parentage chain may
16009                                  * walk it later. Add it for free_list instead to
16010                                  * be freed at the end of verification
16011                                  */
16012                                 sl->next = env->free_list;
16013                                 env->free_list = sl;
16014                         }
16015                         sl = *pprev;
16016                         continue;
16017                 }
16018 next:
16019                 pprev = &sl->next;
16020                 sl = *pprev;
16021         }
16022
16023         if (env->max_states_per_insn < states_cnt)
16024                 env->max_states_per_insn = states_cnt;
16025
16026         if (!env->bpf_capable && states_cnt > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES)
16027                 return 0;
16028
16029         if (!add_new_state)
16030                 return 0;
16031
16032         /* There were no equivalent states, remember the current one.
16033          * Technically the current state is not proven to be safe yet,
16034          * but it will either reach outer most bpf_exit (which means it's safe)
16035          * or it will be rejected. When there are no loops the verifier won't be
16036          * seeing this tuple (frame[0].callsite, frame[1].callsite, .. insn_idx)
16037          * again on the way to bpf_exit.
16038          * When looping the sl->state.branches will be > 0 and this state
16039          * will not be considered for equivalence until branches == 0.
16040          */
16041         new_sl = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state_list), GFP_KERNEL);
16042         if (!new_sl)
16043                 return -ENOMEM;
16044         env->total_states++;
16045         env->peak_states++;
16046         env->prev_jmps_processed = env->jmps_processed;
16047         env->prev_insn_processed = env->insn_processed;
16048
16049         /* forget precise markings we inherited, see __mark_chain_precision */
16050         if (env->bpf_capable)
16051                 mark_all_scalars_imprecise(env, cur);
16052
16053         /* add new state to the head of linked list */
16054         new = &new_sl->state;
16055         err = copy_verifier_state(new, cur);
16056         if (err) {
16057                 free_verifier_state(new, false);
16058                 kfree(new_sl);
16059                 return err;
16060         }
16061         new->insn_idx = insn_idx;
16062         WARN_ONCE(new->branches != 1,
16063                   "BUG is_state_visited:branches_to_explore=%d insn %d\n", new->branches, insn_idx);
16064
16065         cur->parent = new;
16066         cur->first_insn_idx = insn_idx;
16067         clear_jmp_history(cur);
16068         new_sl->next = *explored_state(env, insn_idx);
16069         *explored_state(env, insn_idx) = new_sl;
16070         /* connect new state to parentage chain. Current frame needs all
16071          * registers connected. Only r6 - r9 of the callers are alive (pushed
16072          * to the stack implicitly by JITs) so in callers' frames connect just
16073          * r6 - r9 as an optimization. Callers will have r1 - r5 connected to
16074          * the state of the call instruction (with WRITTEN set), and r0 comes
16075          * from callee with its full parentage chain, anyway.
16076          */
16077         /* clear write marks in current state: the writes we did are not writes
16078          * our child did, so they don't screen off its reads from us.
16079          * (There are no read marks in current state, because reads always mark
16080          * their parent and current state never has children yet.  Only
16081          * explored_states can get read marks.)
16082          */
16083         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
16084                 for (i = j < cur->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++)
16085                         cur->frame[j]->regs[i].parent = &new->frame[j]->regs[i];
16086                 for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++)
16087                         cur->frame[j]->regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
16088         }
16089
16090         /* all stack frames are accessible from callee, clear them all */
16091         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
16092                 struct bpf_func_state *frame = cur->frame[j];
16093                 struct bpf_func_state *newframe = new->frame[j];
16094
16095                 for (i = 0; i < frame->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
16096                         frame->stack[i].spilled_ptr.live = REG_LIVE_NONE;
16097                         frame->stack[i].spilled_ptr.parent =
16098                                                 &newframe->stack[i].spilled_ptr;
16099                 }
16100         }
16101         return 0;
16102 }
16103
16104 /* Return true if it's OK to have the same insn return a different type. */
16105 static bool reg_type_mismatch_ok(enum bpf_reg_type type)
16106 {
16107         switch (base_type(type)) {
16108         case PTR_TO_CTX:
16109         case PTR_TO_SOCKET:
16110         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
16111         case PTR_TO_TCP_SOCK:
16112         case PTR_TO_XDP_SOCK:
16113         case PTR_TO_BTF_ID:
16114                 return false;
16115         default:
16116                 return true;
16117         }
16118 }
16119
16120 /* If an instruction was previously used with particular pointer types, then we
16121  * need to be careful to avoid cases such as the below, where it may be ok
16122  * for one branch accessing the pointer, but not ok for the other branch:
16123  *
16124  * R1 = sock_ptr
16125  * goto X;
16126  * ...
16127  * R1 = some_other_valid_ptr;
16128  * goto X;
16129  * ...
16130  * R2 = *(u32 *)(R1 + 0);
16131  */
16132 static bool reg_type_mismatch(enum bpf_reg_type src, enum bpf_reg_type prev)
16133 {
16134         return src != prev && (!reg_type_mismatch_ok(src) ||
16135                                !reg_type_mismatch_ok(prev));
16136 }
16137
16138 static int save_aux_ptr_type(struct bpf_verifier_env *env, enum bpf_reg_type type,
16139                              bool allow_trust_missmatch)
16140 {
16141         enum bpf_reg_type *prev_type = &env->insn_aux_data[env->insn_idx].ptr_type;
16142
16143         if (*prev_type == NOT_INIT) {
16144                 /* Saw a valid insn
16145                  * dst_reg = *(u32 *)(src_reg + off)
16146                  * save type to validate intersecting paths
16147                  */
16148                 *prev_type = type;
16149         } else if (reg_type_mismatch(type, *prev_type)) {
16150                 /* Abuser program is trying to use the same insn
16151                  * dst_reg = *(u32*) (src_reg + off)
16152                  * with different pointer types:
16153                  * src_reg == ctx in one branch and
16154                  * src_reg == stack|map in some other branch.
16155                  * Reject it.
16156                  */
16157                 if (allow_trust_missmatch &&
16158                     base_type(type) == PTR_TO_BTF_ID &&
16159                     base_type(*prev_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
16160                         /*
16161                          * Have to support a use case when one path through
16162                          * the program yields TRUSTED pointer while another
16163                          * is UNTRUSTED. Fallback to UNTRUSTED to generate
16164                          * BPF_PROBE_MEM.
16165                          */
16166                         *prev_type = PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED;
16167                 } else {
16168                         verbose(env, "same insn cannot be used with different pointers\n");
16169                         return -EINVAL;
16170                 }
16171         }
16172
16173         return 0;
16174 }
16175
16176 static int do_check(struct bpf_verifier_env *env)
16177 {
16178         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
16179         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
16180         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
16181         struct bpf_reg_state *regs;
16182         int insn_cnt = env->prog->len;
16183         bool do_print_state = false;
16184         int prev_insn_idx = -1;
16185
16186         for (;;) {
16187                 struct bpf_insn *insn;
16188                 u8 class;
16189                 int err;
16190
16191                 env->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
16192                 if (env->insn_idx >= insn_cnt) {
16193                         verbose(env, "invalid insn idx %d insn_cnt %d\n",
16194                                 env->insn_idx, insn_cnt);
16195                         return -EFAULT;
16196                 }
16197
16198                 insn = &insns[env->insn_idx];
16199                 class = BPF_CLASS(insn->code);
16200
16201                 if (++env->insn_processed > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS) {
16202                         verbose(env,
16203                                 "BPF program is too large. Processed %d insn\n",
16204                                 env->insn_processed);
16205                         return -E2BIG;
16206                 }
16207
16208                 state->last_insn_idx = env->prev_insn_idx;
16209
16210                 if (is_prune_point(env, env->insn_idx)) {
16211                         err = is_state_visited(env, env->insn_idx);
16212                         if (err < 0)
16213                                 return err;
16214                         if (err == 1) {
16215                                 /* found equivalent state, can prune the search */
16216                                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
16217                                         if (do_print_state)
16218                                                 verbose(env, "\nfrom %d to %d%s: safe\n",
16219                                                         env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
16220                                                         env->cur_state->speculative ?
16221                                                         " (speculative execution)" : "");
16222                                         else
16223                                                 verbose(env, "%d: safe\n", env->insn_idx);
16224                                 }
16225                                 goto process_bpf_exit;
16226                         }
16227                 }
16228
16229                 if (is_jmp_point(env, env->insn_idx)) {
16230                         err = push_jmp_history(env, state);
16231                         if (err)
16232                                 return err;
16233                 }
16234
16235                 if (signal_pending(current))
16236                         return -EAGAIN;
16237
16238                 if (need_resched())
16239                         cond_resched();
16240
16241                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2 && do_print_state) {
16242                         verbose(env, "\nfrom %d to %d%s:",
16243                                 env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
16244                                 env->cur_state->speculative ?
16245                                 " (speculative execution)" : "");
16246                         print_verifier_state(env, state->frame[state->curframe], true);
16247                         do_print_state = false;
16248                 }
16249
16250                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
16251                         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
16252                                 .cb_call        = disasm_kfunc_name,
16253                                 .cb_print       = verbose,
16254                                 .private_data   = env,
16255                         };
16256
16257                         if (verifier_state_scratched(env))
16258                                 print_insn_state(env, state->frame[state->curframe]);
16259
16260                         verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
16261                         env->prev_log_pos = env->log.end_pos;
16262                         verbose(env, "%d: ", env->insn_idx);
16263                         print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
16264                         env->prev_insn_print_pos = env->log.end_pos - env->prev_log_pos;
16265                         env->prev_log_pos = env->log.end_pos;
16266                 }
16267
16268                 if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
16269                         err = bpf_prog_offload_verify_insn(env, env->insn_idx,
16270                                                            env->prev_insn_idx);
16271                         if (err)
16272                                 return err;
16273                 }
16274
16275                 regs = cur_regs(env);
16276                 sanitize_mark_insn_seen(env);
16277                 prev_insn_idx = env->insn_idx;
16278
16279                 if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
16280                         err = check_alu_op(env, insn);
16281                         if (err)
16282                                 return err;
16283
16284                 } else if (class == BPF_LDX) {
16285                         enum bpf_reg_type src_reg_type;
16286
16287                         /* check for reserved fields is already done */
16288
16289                         /* check src operand */
16290                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
16291                         if (err)
16292                                 return err;
16293
16294                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
16295                         if (err)
16296                                 return err;
16297
16298                         src_reg_type = regs[insn->src_reg].type;
16299
16300                         /* check that memory (src_reg + off) is readable,
16301                          * the state of dst_reg will be updated by this func
16302                          */
16303                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->src_reg,
16304                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
16305                                                BPF_READ, insn->dst_reg, false);
16306                         if (err)
16307                                 return err;
16308
16309                         err = save_aux_ptr_type(env, src_reg_type, true);
16310                         if (err)
16311                                 return err;
16312                 } else if (class == BPF_STX) {
16313                         enum bpf_reg_type dst_reg_type;
16314
16315                         if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC) {
16316                                 err = check_atomic(env, env->insn_idx, insn);
16317                                 if (err)
16318                                         return err;
16319                                 env->insn_idx++;
16320                                 continue;
16321                         }
16322
16323                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM || insn->imm != 0) {
16324                                 verbose(env, "BPF_STX uses reserved fields\n");
16325                                 return -EINVAL;
16326                         }
16327
16328                         /* check src1 operand */
16329                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
16330                         if (err)
16331                                 return err;
16332                         /* check src2 operand */
16333                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
16334                         if (err)
16335                                 return err;
16336
16337                         dst_reg_type = regs[insn->dst_reg].type;
16338
16339                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
16340                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
16341                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
16342                                                BPF_WRITE, insn->src_reg, false);
16343                         if (err)
16344                                 return err;
16345
16346                         err = save_aux_ptr_type(env, dst_reg_type, false);
16347                         if (err)
16348                                 return err;
16349                 } else if (class == BPF_ST) {
16350                         enum bpf_reg_type dst_reg_type;
16351
16352                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM ||
16353                             insn->src_reg != BPF_REG_0) {
16354                                 verbose(env, "BPF_ST uses reserved fields\n");
16355                                 return -EINVAL;
16356                         }
16357                         /* check src operand */
16358                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
16359                         if (err)
16360                                 return err;
16361
16362                         dst_reg_type = regs[insn->dst_reg].type;
16363
16364                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
16365                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
16366                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
16367                                                BPF_WRITE, -1, false);
16368                         if (err)
16369                                 return err;
16370
16371                         err = save_aux_ptr_type(env, dst_reg_type, false);
16372                         if (err)
16373                                 return err;
16374                 } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
16375                         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
16376
16377                         env->jmps_processed++;
16378                         if (opcode == BPF_CALL) {
16379                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
16380                                     (insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL
16381                                      && insn->off != 0) ||
16382                                     (insn->src_reg != BPF_REG_0 &&
16383                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL &&
16384                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) ||
16385                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
16386                                     class == BPF_JMP32) {
16387                                         verbose(env, "BPF_CALL uses reserved fields\n");
16388                                         return -EINVAL;
16389                                 }
16390
16391                                 if (env->cur_state->active_lock.ptr) {
16392                                         if ((insn->src_reg == BPF_REG_0 && insn->imm != BPF_FUNC_spin_unlock) ||
16393                                             (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL) ||
16394                                             (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL &&
16395                                              (insn->off != 0 || !is_bpf_graph_api_kfunc(insn->imm)))) {
16396                                                 verbose(env, "function calls are not allowed while holding a lock\n");
16397                                                 return -EINVAL;
16398                                         }
16399                                 }
16400                                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
16401                                         err = check_func_call(env, insn, &env->insn_idx);
16402                                 else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL)
16403                                         err = check_kfunc_call(env, insn, &env->insn_idx);
16404                                 else
16405                                         err = check_helper_call(env, insn, &env->insn_idx);
16406                                 if (err)
16407                                         return err;
16408
16409                                 mark_reg_scratched(env, BPF_REG_0);
16410                         } else if (opcode == BPF_JA) {
16411                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
16412                                     insn->imm != 0 ||
16413                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
16414                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
16415                                     class == BPF_JMP32) {
16416                                         verbose(env, "BPF_JA uses reserved fields\n");
16417                                         return -EINVAL;
16418                                 }
16419
16420                                 env->insn_idx += insn->off + 1;
16421                                 continue;
16422
16423                         } else if (opcode == BPF_EXIT) {
16424                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
16425                                     insn->imm != 0 ||
16426                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
16427                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
16428                                     class == BPF_JMP32) {
16429                                         verbose(env, "BPF_EXIT uses reserved fields\n");
16430                                         return -EINVAL;
16431                                 }
16432
16433                                 if (env->cur_state->active_lock.ptr &&
16434                                     !in_rbtree_lock_required_cb(env)) {
16435                                         verbose(env, "bpf_spin_unlock is missing\n");
16436                                         return -EINVAL;
16437                                 }
16438
16439                                 if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
16440                                         verbose(env, "bpf_rcu_read_unlock is missing\n");
16441                                         return -EINVAL;
16442                                 }
16443
16444                                 /* We must do check_reference_leak here before
16445                                  * prepare_func_exit to handle the case when
16446                                  * state->curframe > 0, it may be a callback
16447                                  * function, for which reference_state must
16448                                  * match caller reference state when it exits.
16449                                  */
16450                                 err = check_reference_leak(env);
16451                                 if (err)
16452                                         return err;
16453
16454                                 if (state->curframe) {
16455                                         /* exit from nested function */
16456                                         err = prepare_func_exit(env, &env->insn_idx);
16457                                         if (err)
16458                                                 return err;
16459                                         do_print_state = true;
16460                                         continue;
16461                                 }
16462
16463                                 err = check_return_code(env);
16464                                 if (err)
16465                                         return err;
16466 process_bpf_exit:
16467                                 mark_verifier_state_scratched(env);
16468                                 update_branch_counts(env, env->cur_state);
16469                                 err = pop_stack(env, &prev_insn_idx,
16470                                                 &env->insn_idx, pop_log);
16471                                 if (err < 0) {
16472                                         if (err != -ENOENT)
16473                                                 return err;
16474                                         break;
16475                                 } else {
16476                                         do_print_state = true;
16477                                         continue;
16478                                 }
16479                         } else {
16480                                 err = check_cond_jmp_op(env, insn, &env->insn_idx);
16481                                 if (err)
16482                                         return err;
16483                         }
16484                 } else if (class == BPF_LD) {
16485                         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
16486
16487                         if (mode == BPF_ABS || mode == BPF_IND) {
16488                                 err = check_ld_abs(env, insn);
16489                                 if (err)
16490                                         return err;
16491
16492                         } else if (mode == BPF_IMM) {
16493                                 err = check_ld_imm(env, insn);
16494                                 if (err)
16495                                         return err;
16496
16497                                 env->insn_idx++;
16498                                 sanitize_mark_insn_seen(env);
16499                         } else {
16500                                 verbose(env, "invalid BPF_LD mode\n");
16501                                 return -EINVAL;
16502                         }
16503                 } else {
16504                         verbose(env, "unknown insn class %d\n", class);
16505                         return -EINVAL;
16506                 }
16507
16508                 env->insn_idx++;
16509         }
16510
16511         return 0;
16512 }
16513
16514 static int find_btf_percpu_datasec(struct btf *btf)
16515 {
16516         const struct btf_type *t;
16517         const char *tname;
16518         int i, n;
16519
16520         /*
16521          * Both vmlinux and module each have their own ".data..percpu"
16522          * DATASECs in BTF. So for module's case, we need to skip vmlinux BTF
16523          * types to look at only module's own BTF types.
16524          */
16525         n = btf_nr_types(btf);
16526         if (btf_is_module(btf))
16527                 i = btf_nr_types(btf_vmlinux);
16528         else
16529                 i = 1;
16530
16531         for(; i < n; i++) {
16532                 t = btf_type_by_id(btf, i);
16533                 if (BTF_INFO_KIND(t->info) != BTF_KIND_DATASEC)
16534                         continue;
16535
16536                 tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
16537                 if (!strcmp(tname, ".data..percpu"))
16538                         return i;
16539         }
16540
16541         return -ENOENT;
16542 }
16543
16544 /* replace pseudo btf_id with kernel symbol address */
16545 static int check_pseudo_btf_id(struct bpf_verifier_env *env,
16546                                struct bpf_insn *insn,
16547                                struct bpf_insn_aux_data *aux)
16548 {
16549         const struct btf_var_secinfo *vsi;
16550         const struct btf_type *datasec;
16551         struct btf_mod_pair *btf_mod;
16552         const struct btf_type *t;
16553         const char *sym_name;
16554         bool percpu = false;
16555         u32 type, id = insn->imm;
16556         struct btf *btf;
16557         s32 datasec_id;
16558         u64 addr;
16559         int i, btf_fd, err;
16560
16561         btf_fd = insn[1].imm;
16562         if (btf_fd) {
16563                 btf = btf_get_by_fd(btf_fd);
16564                 if (IS_ERR(btf)) {
16565                         verbose(env, "invalid module BTF object FD specified.\n");
16566                         return -EINVAL;
16567                 }
16568         } else {
16569                 if (!btf_vmlinux) {
16570                         verbose(env, "kernel is missing BTF, make sure CONFIG_DEBUG_INFO_BTF=y is specified in Kconfig.\n");
16571                         return -EINVAL;
16572                 }
16573                 btf = btf_vmlinux;
16574                 btf_get(btf);
16575         }
16576
16577         t = btf_type_by_id(btf, id);
16578         if (!t) {
16579                 verbose(env, "ldimm64 insn specifies invalid btf_id %d.\n", id);
16580                 err = -ENOENT;
16581                 goto err_put;
16582         }
16583
16584         if (!btf_type_is_var(t) && !btf_type_is_func(t)) {
16585                 verbose(env, "pseudo btf_id %d in ldimm64 isn't KIND_VAR or KIND_FUNC\n", id);
16586                 err = -EINVAL;
16587                 goto err_put;
16588         }
16589
16590         sym_name = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
16591         addr = kallsyms_lookup_name(sym_name);
16592         if (!addr) {
16593                 verbose(env, "ldimm64 failed to find the address for kernel symbol '%s'.\n",
16594                         sym_name);
16595                 err = -ENOENT;
16596                 goto err_put;
16597         }
16598         insn[0].imm = (u32)addr;
16599         insn[1].imm = addr >> 32;
16600
16601         if (btf_type_is_func(t)) {
16602                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY;
16603                 aux->btf_var.mem_size = 0;
16604                 goto check_btf;
16605         }
16606
16607         datasec_id = find_btf_percpu_datasec(btf);
16608         if (datasec_id > 0) {
16609                 datasec = btf_type_by_id(btf, datasec_id);
16610                 for_each_vsi(i, datasec, vsi) {
16611                         if (vsi->type == id) {
16612                                 percpu = true;
16613                                 break;
16614                         }
16615                 }
16616         }
16617
16618         type = t->type;
16619         t = btf_type_skip_modifiers(btf, type, NULL);
16620         if (percpu) {
16621                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU;
16622                 aux->btf_var.btf = btf;
16623                 aux->btf_var.btf_id = type;
16624         } else if (!btf_type_is_struct(t)) {
16625                 const struct btf_type *ret;
16626                 const char *tname;
16627                 u32 tsize;
16628
16629                 /* resolve the type size of ksym. */
16630                 ret = btf_resolve_size(btf, t, &tsize);
16631                 if (IS_ERR(ret)) {
16632                         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
16633                         verbose(env, "ldimm64 unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
16634                                 tname, PTR_ERR(ret));
16635                         err = -EINVAL;
16636                         goto err_put;
16637                 }
16638                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY;
16639                 aux->btf_var.mem_size = tsize;
16640         } else {
16641                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_BTF_ID;
16642                 aux->btf_var.btf = btf;
16643                 aux->btf_var.btf_id = type;
16644         }
16645 check_btf:
16646         /* check whether we recorded this BTF (and maybe module) already */
16647         for (i = 0; i < env->used_btf_cnt; i++) {
16648                 if (env->used_btfs[i].btf == btf) {
16649                         btf_put(btf);
16650                         return 0;
16651                 }
16652         }
16653
16654         if (env->used_btf_cnt >= MAX_USED_BTFS) {
16655                 err = -E2BIG;
16656                 goto err_put;
16657         }
16658
16659         btf_mod = &env->used_btfs[env->used_btf_cnt];
16660         btf_mod->btf = btf;
16661         btf_mod->module = NULL;
16662
16663         /* if we reference variables from kernel module, bump its refcount */
16664         if (btf_is_module(btf)) {
16665                 btf_mod->module = btf_try_get_module(btf);
16666                 if (!btf_mod->module) {
16667                         err = -ENXIO;
16668                         goto err_put;
16669                 }
16670         }
16671
16672         env->used_btf_cnt++;
16673
16674         return 0;
16675 err_put:
16676         btf_put(btf);
16677         return err;
16678 }
16679
16680 static bool is_tracing_prog_type(enum bpf_prog_type type)
16681 {
16682         switch (type) {
16683         case BPF_PROG_TYPE_KPROBE:
16684         case BPF_PROG_TYPE_TRACEPOINT:
16685         case BPF_PROG_TYPE_PERF_EVENT:
16686         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
16687         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT_WRITABLE:
16688                 return true;
16689         default:
16690                 return false;
16691         }
16692 }
16693
16694 static int check_map_prog_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
16695                                         struct bpf_map *map,
16696                                         struct bpf_prog *prog)
16697
16698 {
16699         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(prog);
16700
16701         if (btf_record_has_field(map->record, BPF_LIST_HEAD) ||
16702             btf_record_has_field(map->record, BPF_RB_ROOT)) {
16703                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
16704                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_{list_head,rb_root} yet\n");
16705                         return -EINVAL;
16706                 }
16707         }
16708
16709         if (btf_record_has_field(map->record, BPF_SPIN_LOCK)) {
16710                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER) {
16711                         verbose(env, "socket filter progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
16712                         return -EINVAL;
16713                 }
16714
16715                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
16716                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
16717                         return -EINVAL;
16718                 }
16719
16720                 if (prog->aux->sleepable) {
16721                         verbose(env, "sleepable progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
16722                         return -EINVAL;
16723                 }
16724         }
16725
16726         if (btf_record_has_field(map->record, BPF_TIMER)) {
16727                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
16728                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_timer yet\n");
16729                         return -EINVAL;
16730                 }
16731         }
16732
16733         if ((bpf_prog_is_offloaded(prog->aux) || bpf_map_is_offloaded(map)) &&
16734             !bpf_offload_prog_map_match(prog, map)) {
16735                 verbose(env, "offload device mismatch between prog and map\n");
16736                 return -EINVAL;
16737         }
16738
16739         if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_STRUCT_OPS) {
16740                 verbose(env, "bpf_struct_ops map cannot be used in prog\n");
16741                 return -EINVAL;
16742         }
16743
16744         if (prog->aux->sleepable)
16745                 switch (map->map_type) {
16746                 case BPF_MAP_TYPE_HASH:
16747                 case BPF_MAP_TYPE_LRU_HASH:
16748                 case BPF_MAP_TYPE_ARRAY:
16749                 case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH:
16750                 case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY:
16751                 case BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH:
16752                 case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
16753                 case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
16754                 case BPF_MAP_TYPE_RINGBUF:
16755                 case BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF:
16756                 case BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE:
16757                 case BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE:
16758                 case BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE:
16759                 case BPF_MAP_TYPE_CGRP_STORAGE:
16760                         break;
16761                 default:
16762                         verbose(env,
16763                                 "Sleepable programs can only use array, hash, ringbuf and local storage maps\n");
16764                         return -EINVAL;
16765                 }
16766
16767         return 0;
16768 }
16769
16770 static bool bpf_map_is_cgroup_storage(struct bpf_map *map)
16771 {
16772         return (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE ||
16773                 map->map_type == BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE);
16774 }
16775
16776 /* find and rewrite pseudo imm in ld_imm64 instructions:
16777  *
16778  * 1. if it accesses map FD, replace it with actual map pointer.
16779  * 2. if it accesses btf_id of a VAR, replace it with pointer to the var.
16780  *
16781  * NOTE: btf_vmlinux is required for converting pseudo btf_id.
16782  */
16783 static int resolve_pseudo_ldimm64(struct bpf_verifier_env *env)
16784 {
16785         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
16786         int insn_cnt = env->prog->len;
16787         int i, j, err;
16788
16789         err = bpf_prog_calc_tag(env->prog);
16790         if (err)
16791                 return err;
16792
16793         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
16794                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
16795                     (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM || insn->imm != 0)) {
16796                         verbose(env, "BPF_LDX uses reserved fields\n");
16797                         return -EINVAL;
16798                 }
16799
16800                 if (insn[0].code == (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW)) {
16801                         struct bpf_insn_aux_data *aux;
16802                         struct bpf_map *map;
16803                         struct fd f;
16804                         u64 addr;
16805                         u32 fd;
16806
16807                         if (i == insn_cnt - 1 || insn[1].code != 0 ||
16808                             insn[1].dst_reg != 0 || insn[1].src_reg != 0 ||
16809                             insn[1].off != 0) {
16810                                 verbose(env, "invalid bpf_ld_imm64 insn\n");
16811                                 return -EINVAL;
16812                         }
16813
16814                         if (insn[0].src_reg == 0)
16815                                 /* valid generic load 64-bit imm */
16816                                 goto next_insn;
16817
16818                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
16819                                 aux = &env->insn_aux_data[i];
16820                                 err = check_pseudo_btf_id(env, insn, aux);
16821                                 if (err)
16822                                         return err;
16823                                 goto next_insn;
16824                         }
16825
16826                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC) {
16827                                 aux = &env->insn_aux_data[i];
16828                                 aux->ptr_type = PTR_TO_FUNC;
16829                                 goto next_insn;
16830                         }
16831
16832                         /* In final convert_pseudo_ld_imm64() step, this is
16833                          * converted into regular 64-bit imm load insn.
16834                          */
16835                         switch (insn[0].src_reg) {
16836                         case BPF_PSEUDO_MAP_VALUE:
16837                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE:
16838                                 break;
16839                         case BPF_PSEUDO_MAP_FD:
16840                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX:
16841                                 if (insn[1].imm == 0)
16842                                         break;
16843                                 fallthrough;
16844                         default:
16845                                 verbose(env, "unrecognized bpf_ld_imm64 insn\n");
16846                                 return -EINVAL;
16847                         }
16848
16849                         switch (insn[0].src_reg) {
16850                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE:
16851                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX:
16852                                 if (bpfptr_is_null(env->fd_array)) {
16853                                         verbose(env, "fd_idx without fd_array is invalid\n");
16854                                         return -EPROTO;
16855                                 }
16856                                 if (copy_from_bpfptr_offset(&fd, env->fd_array,
16857                                                             insn[0].imm * sizeof(fd),
16858                                                             sizeof(fd)))
16859                                         return -EFAULT;
16860                                 break;
16861                         default:
16862                                 fd = insn[0].imm;
16863                                 break;
16864                         }
16865
16866                         f = fdget(fd);
16867                         map = __bpf_map_get(f);
16868                         if (IS_ERR(map)) {
16869                                 verbose(env, "fd %d is not pointing to valid bpf_map\n",
16870                                         insn[0].imm);
16871                                 return PTR_ERR(map);
16872                         }
16873
16874                         err = check_map_prog_compatibility(env, map, env->prog);
16875                         if (err) {
16876                                 fdput(f);
16877                                 return err;
16878                         }
16879
16880                         aux = &env->insn_aux_data[i];
16881                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD ||
16882                             insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX) {
16883                                 addr = (unsigned long)map;
16884                         } else {
16885                                 u32 off = insn[1].imm;
16886
16887                                 if (off >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
16888                                         verbose(env, "direct value offset of %u is not allowed\n", off);
16889                                         fdput(f);
16890                                         return -EINVAL;
16891                                 }
16892
16893                                 if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
16894                                         verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
16895                                         fdput(f);
16896                                         return -EINVAL;
16897                                 }
16898
16899                                 err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
16900                                 if (err) {
16901                                         verbose(env, "invalid access to map value pointer, value_size=%u off=%u\n",
16902                                                 map->value_size, off);
16903                                         fdput(f);
16904                                         return err;
16905                                 }
16906
16907                                 aux->map_off = off;
16908                                 addr += off;
16909                         }
16910
16911                         insn[0].imm = (u32)addr;
16912                         insn[1].imm = addr >> 32;
16913
16914                         /* check whether we recorded this map already */
16915                         for (j = 0; j < env->used_map_cnt; j++) {
16916                                 if (env->used_maps[j] == map) {
16917                                         aux->map_index = j;
16918                                         fdput(f);
16919                                         goto next_insn;
16920                                 }
16921                         }
16922
16923                         if (env->used_map_cnt >= MAX_USED_MAPS) {
16924                                 fdput(f);
16925                                 return -E2BIG;
16926                         }
16927
16928                         /* hold the map. If the program is rejected by verifier,
16929                          * the map will be released by release_maps() or it
16930                          * will be used by the valid program until it's unloaded
16931                          * and all maps are released in free_used_maps()
16932                          */
16933                         bpf_map_inc(map);
16934
16935                         aux->map_index = env->used_map_cnt;
16936                         env->used_maps[env->used_map_cnt++] = map;
16937
16938                         if (bpf_map_is_cgroup_storage(map) &&
16939                             bpf_cgroup_storage_assign(env->prog->aux, map)) {
16940                                 verbose(env, "only one cgroup storage of each type is allowed\n");
16941                                 fdput(f);
16942                                 return -EBUSY;
16943                         }
16944
16945                         fdput(f);
16946 next_insn:
16947                         insn++;
16948                         i++;
16949                         continue;
16950                 }
16951
16952                 /* Basic sanity check before we invest more work here. */
16953                 if (!bpf_opcode_in_insntable(insn->code)) {
16954                         verbose(env, "unknown opcode %02x\n", insn->code);
16955                         return -EINVAL;
16956                 }
16957         }
16958
16959         /* now all pseudo BPF_LD_IMM64 instructions load valid
16960          * 'struct bpf_map *' into a register instead of user map_fd.
16961          * These pointers will be used later by verifier to validate map access.
16962          */
16963         return 0;
16964 }
16965
16966 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
16967 static void release_maps(struct bpf_verifier_env *env)
16968 {
16969         __bpf_free_used_maps(env->prog->aux, env->used_maps,
16970                              env->used_map_cnt);
16971 }
16972
16973 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
16974 static void release_btfs(struct bpf_verifier_env *env)
16975 {
16976         __bpf_free_used_btfs(env->prog->aux, env->used_btfs,
16977                              env->used_btf_cnt);
16978 }
16979
16980 /* convert pseudo BPF_LD_IMM64 into generic BPF_LD_IMM64 */
16981 static void convert_pseudo_ld_imm64(struct bpf_verifier_env *env)
16982 {
16983         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
16984         int insn_cnt = env->prog->len;
16985         int i;
16986
16987         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
16988                 if (insn->code != (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW))
16989                         continue;
16990                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC)
16991                         continue;
16992                 insn->src_reg = 0;
16993         }
16994 }
16995
16996 /* single env->prog->insni[off] instruction was replaced with the range
16997  * insni[off, off + cnt).  Adjust corresponding insn_aux_data by copying
16998  * [0, off) and [off, end) to new locations, so the patched range stays zero
16999  */
17000 static void adjust_insn_aux_data(struct bpf_verifier_env *env,
17001                                  struct bpf_insn_aux_data *new_data,
17002                                  struct bpf_prog *new_prog, u32 off, u32 cnt)
17003 {
17004         struct bpf_insn_aux_data *old_data = env->insn_aux_data;
17005         struct bpf_insn *insn = new_prog->insnsi;
17006         u32 old_seen = old_data[off].seen;
17007         u32 prog_len;
17008         int i;
17009
17010         /* aux info at OFF always needs adjustment, no matter fast path
17011          * (cnt == 1) is taken or not. There is no guarantee INSN at OFF is the
17012          * original insn at old prog.
17013          */
17014         old_data[off].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + off + cnt - 1);
17015
17016         if (cnt == 1)
17017                 return;
17018         prog_len = new_prog->len;
17019
17020         memcpy(new_data, old_data, sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * off);
17021         memcpy(new_data + off + cnt - 1, old_data + off,
17022                sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * (prog_len - off - cnt + 1));
17023         for (i = off; i < off + cnt - 1; i++) {
17024                 /* Expand insni[off]'s seen count to the patched range. */
17025                 new_data[i].seen = old_seen;
17026                 new_data[i].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + i);
17027         }
17028         env->insn_aux_data = new_data;
17029         vfree(old_data);
17030 }
17031
17032 static void adjust_subprog_starts(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 len)
17033 {
17034         int i;
17035
17036         if (len == 1)
17037                 return;
17038         /* NOTE: fake 'exit' subprog should be updated as well. */
17039         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++) {
17040                 if (env->subprog_info[i].start <= off)
17041                         continue;
17042                 env->subprog_info[i].start += len - 1;
17043         }
17044 }
17045
17046 static void adjust_poke_descs(struct bpf_prog *prog, u32 off, u32 len)
17047 {
17048         struct bpf_jit_poke_descriptor *tab = prog->aux->poke_tab;
17049         int i, sz = prog->aux->size_poke_tab;
17050         struct bpf_jit_poke_descriptor *desc;
17051
17052         for (i = 0; i < sz; i++) {
17053                 desc = &tab[i];
17054                 if (desc->insn_idx <= off)
17055                         continue;
17056                 desc->insn_idx += len - 1;
17057         }
17058 }
17059
17060 static struct bpf_prog *bpf_patch_insn_data(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
17061                                             const struct bpf_insn *patch, u32 len)
17062 {
17063         struct bpf_prog *new_prog;
17064         struct bpf_insn_aux_data *new_data = NULL;
17065
17066         if (len > 1) {
17067                 new_data = vzalloc(array_size(env->prog->len + len - 1,
17068                                               sizeof(struct bpf_insn_aux_data)));
17069                 if (!new_data)
17070                         return NULL;
17071         }
17072
17073         new_prog = bpf_patch_insn_single(env->prog, off, patch, len);
17074         if (IS_ERR(new_prog)) {
17075                 if (PTR_ERR(new_prog) == -ERANGE)
17076                         verbose(env,
17077                                 "insn %d cannot be patched due to 16-bit range\n",
17078                                 env->insn_aux_data[off].orig_idx);
17079                 vfree(new_data);
17080                 return NULL;
17081         }
17082         adjust_insn_aux_data(env, new_data, new_prog, off, len);
17083         adjust_subprog_starts(env, off, len);
17084         adjust_poke_descs(new_prog, off, len);
17085         return new_prog;
17086 }
17087
17088 static int adjust_subprog_starts_after_remove(struct bpf_verifier_env *env,
17089                                               u32 off, u32 cnt)
17090 {
17091         int i, j;
17092
17093         /* find first prog starting at or after off (first to remove) */
17094         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
17095                 if (env->subprog_info[i].start >= off)
17096                         break;
17097         /* find first prog starting at or after off + cnt (first to stay) */
17098         for (j = i; j < env->subprog_cnt; j++)
17099                 if (env->subprog_info[j].start >= off + cnt)
17100                         break;
17101         /* if j doesn't start exactly at off + cnt, we are just removing
17102          * the front of previous prog
17103          */
17104         if (env->subprog_info[j].start != off + cnt)
17105                 j--;
17106
17107         if (j > i) {
17108                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
17109                 int move;
17110
17111                 /* move fake 'exit' subprog as well */
17112                 move = env->subprog_cnt + 1 - j;
17113
17114                 memmove(env->subprog_info + i,
17115                         env->subprog_info + j,
17116                         sizeof(*env->subprog_info) * move);
17117                 env->subprog_cnt -= j - i;
17118
17119                 /* remove func_info */
17120                 if (aux->func_info) {
17121                         move = aux->func_info_cnt - j;
17122
17123                         memmove(aux->func_info + i,
17124                                 aux->func_info + j,
17125                                 sizeof(*aux->func_info) * move);
17126                         aux->func_info_cnt -= j - i;
17127                         /* func_info->insn_off is set after all code rewrites,
17128                          * in adjust_btf_func() - no need to adjust
17129                          */
17130                 }
17131         } else {
17132                 /* convert i from "first prog to remove" to "first to adjust" */
17133                 if (env->subprog_info[i].start == off)
17134                         i++;
17135         }
17136
17137         /* update fake 'exit' subprog as well */
17138         for (; i <= env->subprog_cnt; i++)
17139                 env->subprog_info[i].start -= cnt;
17140
17141         return 0;
17142 }
17143
17144 static int bpf_adj_linfo_after_remove(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
17145                                       u32 cnt)
17146 {
17147         struct bpf_prog *prog = env->prog;
17148         u32 i, l_off, l_cnt, nr_linfo;
17149         struct bpf_line_info *linfo;
17150
17151         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
17152         if (!nr_linfo)
17153                 return 0;
17154
17155         linfo = prog->aux->linfo;
17156
17157         /* find first line info to remove, count lines to be removed */
17158         for (i = 0; i < nr_linfo; i++)
17159                 if (linfo[i].insn_off >= off)
17160                         break;
17161
17162         l_off = i;
17163         l_cnt = 0;
17164         for (; i < nr_linfo; i++)
17165                 if (linfo[i].insn_off < off + cnt)
17166                         l_cnt++;
17167                 else
17168                         break;
17169
17170         /* First live insn doesn't match first live linfo, it needs to "inherit"
17171          * last removed linfo.  prog is already modified, so prog->len == off
17172          * means no live instructions after (tail of the program was removed).
17173          */
17174         if (prog->len != off && l_cnt &&
17175             (i == nr_linfo || linfo[i].insn_off != off + cnt)) {
17176                 l_cnt--;
17177                 linfo[--i].insn_off = off + cnt;
17178         }
17179
17180         /* remove the line info which refer to the removed instructions */
17181         if (l_cnt) {
17182                 memmove(linfo + l_off, linfo + i,
17183                         sizeof(*linfo) * (nr_linfo - i));
17184
17185                 prog->aux->nr_linfo -= l_cnt;
17186                 nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
17187         }
17188
17189         /* pull all linfo[i].insn_off >= off + cnt in by cnt */
17190         for (i = l_off; i < nr_linfo; i++)
17191                 linfo[i].insn_off -= cnt;
17192
17193         /* fix up all subprogs (incl. 'exit') which start >= off */
17194         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++)
17195                 if (env->subprog_info[i].linfo_idx > l_off) {
17196                         /* program may have started in the removed region but
17197                          * may not be fully removed
17198                          */
17199                         if (env->subprog_info[i].linfo_idx >= l_off + l_cnt)
17200                                 env->subprog_info[i].linfo_idx -= l_cnt;
17201                         else
17202                                 env->subprog_info[i].linfo_idx = l_off;
17203                 }
17204
17205         return 0;
17206 }
17207
17208 static int verifier_remove_insns(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 cnt)
17209 {
17210         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
17211         unsigned int orig_prog_len = env->prog->len;
17212         int err;
17213
17214         if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
17215                 bpf_prog_offload_remove_insns(env, off, cnt);
17216
17217         err = bpf_remove_insns(env->prog, off, cnt);
17218         if (err)
17219                 return err;
17220
17221         err = adjust_subprog_starts_after_remove(env, off, cnt);
17222         if (err)
17223                 return err;
17224
17225         err = bpf_adj_linfo_after_remove(env, off, cnt);
17226         if (err)
17227                 return err;
17228
17229         memmove(aux_data + off, aux_data + off + cnt,
17230                 sizeof(*aux_data) * (orig_prog_len - off - cnt));
17231
17232         return 0;
17233 }
17234
17235 /* The verifier does more data flow analysis than llvm and will not
17236  * explore branches that are dead at run time. Malicious programs can
17237  * have dead code too. Therefore replace all dead at-run-time code
17238  * with 'ja -1'.
17239  *
17240  * Just nops are not optimal, e.g. if they would sit at the end of the
17241  * program and through another bug we would manage to jump there, then
17242  * we'd execute beyond program memory otherwise. Returning exception
17243  * code also wouldn't work since we can have subprogs where the dead
17244  * code could be located.
17245  */
17246 static void sanitize_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
17247 {
17248         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
17249         struct bpf_insn trap = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, -1);
17250         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
17251         const int insn_cnt = env->prog->len;
17252         int i;
17253
17254         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
17255                 if (aux_data[i].seen)
17256                         continue;
17257                 memcpy(insn + i, &trap, sizeof(trap));
17258                 aux_data[i].zext_dst = false;
17259         }
17260 }
17261
17262 static bool insn_is_cond_jump(u8 code)
17263 {
17264         u8 op;
17265
17266         if (BPF_CLASS(code) == BPF_JMP32)
17267                 return true;
17268
17269         if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP)
17270                 return false;
17271
17272         op = BPF_OP(code);
17273         return op != BPF_JA && op != BPF_EXIT && op != BPF_CALL;
17274 }
17275
17276 static void opt_hard_wire_dead_code_branches(struct bpf_verifier_env *env)
17277 {
17278         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
17279         struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
17280         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
17281         const int insn_cnt = env->prog->len;
17282         int i;
17283
17284         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
17285                 if (!insn_is_cond_jump(insn->code))
17286                         continue;
17287
17288                 if (!aux_data[i + 1].seen)
17289                         ja.off = insn->off;
17290                 else if (!aux_data[i + 1 + insn->off].seen)
17291                         ja.off = 0;
17292                 else
17293                         continue;
17294
17295                 if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
17296                         bpf_prog_offload_replace_insn(env, i, &ja);
17297
17298                 memcpy(insn, &ja, sizeof(ja));
17299         }
17300 }
17301
17302 static int opt_remove_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
17303 {
17304         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
17305         int insn_cnt = env->prog->len;
17306         int i, err;
17307
17308         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
17309                 int j;
17310
17311                 j = 0;
17312                 while (i + j < insn_cnt && !aux_data[i + j].seen)
17313                         j++;
17314                 if (!j)
17315                         continue;
17316
17317                 err = verifier_remove_insns(env, i, j);
17318                 if (err)
17319                         return err;
17320                 insn_cnt = env->prog->len;
17321         }
17322
17323         return 0;
17324 }
17325
17326 static int opt_remove_nops(struct bpf_verifier_env *env)
17327 {
17328         const struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
17329         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
17330         int insn_cnt = env->prog->len;
17331         int i, err;
17332
17333         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
17334                 if (memcmp(&insn[i], &ja, sizeof(ja)))
17335                         continue;
17336
17337                 err = verifier_remove_insns(env, i, 1);
17338                 if (err)
17339                         return err;
17340                 insn_cnt--;
17341                 i--;
17342         }
17343
17344         return 0;
17345 }
17346
17347 static int opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(struct bpf_verifier_env *env,
17348                                          const union bpf_attr *attr)
17349 {
17350         struct bpf_insn *patch, zext_patch[2], rnd_hi32_patch[4];
17351         struct bpf_insn_aux_data *aux = env->insn_aux_data;
17352         int i, patch_len, delta = 0, len = env->prog->len;
17353         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
17354         struct bpf_prog *new_prog;
17355         bool rnd_hi32;
17356
17357         rnd_hi32 = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_RND_HI32;
17358         zext_patch[1] = BPF_ZEXT_REG(0);
17359         rnd_hi32_patch[1] = BPF_ALU64_IMM(BPF_MOV, BPF_REG_AX, 0);
17360         rnd_hi32_patch[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_AX, 32);
17361         rnd_hi32_patch[3] = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, 0, BPF_REG_AX);
17362         for (i = 0; i < len; i++) {
17363                 int adj_idx = i + delta;
17364                 struct bpf_insn insn;
17365                 int load_reg;
17366
17367                 insn = insns[adj_idx];
17368                 load_reg = insn_def_regno(&insn);
17369                 if (!aux[adj_idx].zext_dst) {
17370                         u8 code, class;
17371                         u32 imm_rnd;
17372
17373                         if (!rnd_hi32)
17374                                 continue;
17375
17376                         code = insn.code;
17377                         class = BPF_CLASS(code);
17378                         if (load_reg == -1)
17379                                 continue;
17380
17381                         /* NOTE: arg "reg" (the fourth one) is only used for
17382                          *       BPF_STX + SRC_OP, so it is safe to pass NULL
17383                          *       here.
17384                          */
17385                         if (is_reg64(env, &insn, load_reg, NULL, DST_OP)) {
17386                                 if (class == BPF_LD &&
17387                                     BPF_MODE(code) == BPF_IMM)
17388                                         i++;
17389                                 continue;
17390                         }
17391
17392                         /* ctx load could be transformed into wider load. */
17393                         if (class == BPF_LDX &&
17394                             aux[adj_idx].ptr_type == PTR_TO_CTX)
17395                                 continue;
17396
17397                         imm_rnd = get_random_u32();
17398                         rnd_hi32_patch[0] = insn;
17399                         rnd_hi32_patch[1].imm = imm_rnd;
17400                         rnd_hi32_patch[3].dst_reg = load_reg;
17401                         patch = rnd_hi32_patch;
17402                         patch_len = 4;
17403                         goto apply_patch_buffer;
17404                 }
17405
17406                 /* Add in an zero-extend instruction if a) the JIT has requested
17407                  * it or b) it's a CMPXCHG.
17408                  *
17409                  * The latter is because: BPF_CMPXCHG always loads a value into
17410                  * R0, therefore always zero-extends. However some archs'
17411                  * equivalent instruction only does this load when the
17412                  * comparison is successful. This detail of CMPXCHG is
17413                  * orthogonal to the general zero-extension behaviour of the
17414                  * CPU, so it's treated independently of bpf_jit_needs_zext.
17415                  */
17416                 if (!bpf_jit_needs_zext() && !is_cmpxchg_insn(&insn))
17417                         continue;
17418
17419                 /* Zero-extension is done by the caller. */
17420                 if (bpf_pseudo_kfunc_call(&insn))
17421                         continue;
17422
17423                 if (WARN_ON(load_reg == -1)) {
17424                         verbose(env, "verifier bug. zext_dst is set, but no reg is defined\n");
17425                         return -EFAULT;
17426                 }
17427
17428                 zext_patch[0] = insn;
17429                 zext_patch[1].dst_reg = load_reg;
17430                 zext_patch[1].src_reg = load_reg;
17431                 patch = zext_patch;
17432                 patch_len = 2;
17433 apply_patch_buffer:
17434                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, adj_idx, patch, patch_len);
17435                 if (!new_prog)
17436                         return -ENOMEM;
17437                 env->prog = new_prog;
17438                 insns = new_prog->insnsi;
17439                 aux = env->insn_aux_data;
17440                 delta += patch_len - 1;
17441         }
17442
17443         return 0;
17444 }
17445
17446 /* convert load instructions that access fields of a context type into a
17447  * sequence of instructions that access fields of the underlying structure:
17448  *     struct __sk_buff    -> struct sk_buff
17449  *     struct bpf_sock_ops -> struct sock
17450  */
17451 static int convert_ctx_accesses(struct bpf_verifier_env *env)
17452 {
17453         const struct bpf_verifier_ops *ops = env->ops;
17454         int i, cnt, size, ctx_field_size, delta = 0;
17455         const int insn_cnt = env->prog->len;
17456         struct bpf_insn insn_buf[16], *insn;
17457         u32 target_size, size_default, off;
17458         struct bpf_prog *new_prog;
17459         enum bpf_access_type type;
17460         bool is_narrower_load;
17461
17462         if (ops->gen_prologue || env->seen_direct_write) {
17463                 if (!ops->gen_prologue) {
17464                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
17465                         return -EINVAL;
17466                 }
17467                 cnt = ops->gen_prologue(insn_buf, env->seen_direct_write,
17468                                         env->prog);
17469                 if (cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
17470                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
17471                         return -EINVAL;
17472                 } else if (cnt) {
17473                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, 0, insn_buf, cnt);
17474                         if (!new_prog)
17475                                 return -ENOMEM;
17476
17477                         env->prog = new_prog;
17478                         delta += cnt - 1;
17479                 }
17480         }
17481
17482         if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
17483                 return 0;
17484
17485         insn = env->prog->insnsi + delta;
17486
17487         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
17488                 bpf_convert_ctx_access_t convert_ctx_access;
17489
17490                 if (insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_B) ||
17491                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_H) ||
17492                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_W) ||
17493                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_DW)) {
17494                         type = BPF_READ;
17495                 } else if (insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_B) ||
17496                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_H) ||
17497                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_W) ||
17498                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_DW) ||
17499                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_B) ||
17500                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_H) ||
17501                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_W) ||
17502                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_DW)) {
17503                         type = BPF_WRITE;
17504                 } else {
17505                         continue;
17506                 }
17507
17508                 if (type == BPF_WRITE &&
17509                     env->insn_aux_data[i + delta].sanitize_stack_spill) {
17510                         struct bpf_insn patch[] = {
17511                                 *insn,
17512                                 BPF_ST_NOSPEC(),
17513                         };
17514
17515                         cnt = ARRAY_SIZE(patch);
17516                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patch, cnt);
17517                         if (!new_prog)
17518                                 return -ENOMEM;
17519
17520                         delta    += cnt - 1;
17521                         env->prog = new_prog;
17522                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
17523                         continue;
17524                 }
17525
17526                 switch ((int)env->insn_aux_data[i + delta].ptr_type) {
17527                 case PTR_TO_CTX:
17528                         if (!ops->convert_ctx_access)
17529                                 continue;
17530                         convert_ctx_access = ops->convert_ctx_access;
17531                         break;
17532                 case PTR_TO_SOCKET:
17533                 case PTR_TO_SOCK_COMMON:
17534                         convert_ctx_access = bpf_sock_convert_ctx_access;
17535                         break;
17536                 case PTR_TO_TCP_SOCK:
17537                         convert_ctx_access = bpf_tcp_sock_convert_ctx_access;
17538                         break;
17539                 case PTR_TO_XDP_SOCK:
17540                         convert_ctx_access = bpf_xdp_sock_convert_ctx_access;
17541                         break;
17542                 case PTR_TO_BTF_ID:
17543                 case PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED:
17544                 /* PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC always has a valid lifetime, unlike
17545                  * PTR_TO_BTF_ID, and an active ref_obj_id, but the same cannot
17546                  * be said once it is marked PTR_UNTRUSTED, hence we must handle
17547                  * any faults for loads into such types. BPF_WRITE is disallowed
17548                  * for this case.
17549                  */
17550                 case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | PTR_UNTRUSTED:
17551                         if (type == BPF_READ) {
17552                                 insn->code = BPF_LDX | BPF_PROBE_MEM |
17553                                         BPF_SIZE((insn)->code);
17554                                 env->prog->aux->num_exentries++;
17555                         }
17556                         continue;
17557                 default:
17558                         continue;
17559                 }
17560
17561                 ctx_field_size = env->insn_aux_data[i + delta].ctx_field_size;
17562                 size = BPF_LDST_BYTES(insn);
17563
17564                 /* If the read access is a narrower load of the field,
17565                  * convert to a 4/8-byte load, to minimum program type specific
17566                  * convert_ctx_access changes. If conversion is successful,
17567                  * we will apply proper mask to the result.
17568                  */
17569                 is_narrower_load = size < ctx_field_size;
17570                 size_default = bpf_ctx_off_adjust_machine(ctx_field_size);
17571                 off = insn->off;
17572                 if (is_narrower_load) {
17573                         u8 size_code;
17574
17575                         if (type == BPF_WRITE) {
17576                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx access misconfigured\n");
17577                                 return -EINVAL;
17578                         }
17579
17580                         size_code = BPF_H;
17581                         if (ctx_field_size == 4)
17582                                 size_code = BPF_W;
17583                         else if (ctx_field_size == 8)
17584                                 size_code = BPF_DW;
17585
17586                         insn->off = off & ~(size_default - 1);
17587                         insn->code = BPF_LDX | BPF_MEM | size_code;
17588                 }
17589
17590                 target_size = 0;
17591                 cnt = convert_ctx_access(type, insn, insn_buf, env->prog,
17592                                          &target_size);
17593                 if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf) ||
17594                     (ctx_field_size && !target_size)) {
17595                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
17596                         return -EINVAL;
17597                 }
17598
17599                 if (is_narrower_load && size < target_size) {
17600                         u8 shift = bpf_ctx_narrow_access_offset(
17601                                 off, size, size_default) * 8;
17602                         if (shift && cnt + 1 >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
17603                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx load misconfigured\n");
17604                                 return -EINVAL;
17605                         }
17606                         if (ctx_field_size <= 4) {
17607                                 if (shift)
17608                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_RSH,
17609                                                                         insn->dst_reg,
17610                                                                         shift);
17611                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
17612                                                                 (1 << size * 8) - 1);
17613                         } else {
17614                                 if (shift)
17615                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_RSH,
17616                                                                         insn->dst_reg,
17617                                                                         shift);
17618                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
17619                                                                 (1ULL << size * 8) - 1);
17620                         }
17621                 }
17622
17623                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
17624                 if (!new_prog)
17625                         return -ENOMEM;
17626
17627                 delta += cnt - 1;
17628
17629                 /* keep walking new program and skip insns we just inserted */
17630                 env->prog = new_prog;
17631                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
17632         }
17633
17634         return 0;
17635 }
17636
17637 static int jit_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
17638 {
17639         struct bpf_prog *prog = env->prog, **func, *tmp;
17640         int i, j, subprog_start, subprog_end = 0, len, subprog;
17641         struct bpf_map *map_ptr;
17642         struct bpf_insn *insn;
17643         void *old_bpf_func;
17644         int err, num_exentries;
17645
17646         if (env->subprog_cnt <= 1)
17647                 return 0;
17648
17649         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
17650                 if (!bpf_pseudo_func(insn) && !bpf_pseudo_call(insn))
17651                         continue;
17652
17653                 /* Upon error here we cannot fall back to interpreter but
17654                  * need a hard reject of the program. Thus -EFAULT is
17655                  * propagated in any case.
17656                  */
17657                 subprog = find_subprog(env, i + insn->imm + 1);
17658                 if (subprog < 0) {
17659                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
17660                                   i + insn->imm + 1);
17661                         return -EFAULT;
17662                 }
17663                 /* temporarily remember subprog id inside insn instead of
17664                  * aux_data, since next loop will split up all insns into funcs
17665                  */
17666                 insn->off = subprog;
17667                 /* remember original imm in case JIT fails and fallback
17668                  * to interpreter will be needed
17669                  */
17670                 env->insn_aux_data[i].call_imm = insn->imm;
17671                 /* point imm to __bpf_call_base+1 from JITs point of view */
17672                 insn->imm = 1;
17673                 if (bpf_pseudo_func(insn))
17674                         /* jit (e.g. x86_64) may emit fewer instructions
17675                          * if it learns a u32 imm is the same as a u64 imm.
17676                          * Force a non zero here.
17677                          */
17678                         insn[1].imm = 1;
17679         }
17680
17681         err = bpf_prog_alloc_jited_linfo(prog);
17682         if (err)
17683                 goto out_undo_insn;
17684
17685         err = -ENOMEM;
17686         func = kcalloc(env->subprog_cnt, sizeof(prog), GFP_KERNEL);
17687         if (!func)
17688                 goto out_undo_insn;
17689
17690         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
17691                 subprog_start = subprog_end;
17692                 subprog_end = env->subprog_info[i + 1].start;
17693
17694                 len = subprog_end - subprog_start;
17695                 /* bpf_prog_run() doesn't call subprogs directly,
17696                  * hence main prog stats include the runtime of subprogs.
17697                  * subprogs don't have IDs and not reachable via prog_get_next_id
17698                  * func[i]->stats will never be accessed and stays NULL
17699                  */
17700                 func[i] = bpf_prog_alloc_no_stats(bpf_prog_size(len), GFP_USER);
17701                 if (!func[i])
17702                         goto out_free;
17703                 memcpy(func[i]->insnsi, &prog->insnsi[subprog_start],
17704                        len * sizeof(struct bpf_insn));
17705                 func[i]->type = prog->type;
17706                 func[i]->len = len;
17707                 if (bpf_prog_calc_tag(func[i]))
17708                         goto out_free;
17709                 func[i]->is_func = 1;
17710                 func[i]->aux->func_idx = i;
17711                 /* Below members will be freed only at prog->aux */
17712                 func[i]->aux->btf = prog->aux->btf;
17713                 func[i]->aux->func_info = prog->aux->func_info;
17714                 func[i]->aux->func_info_cnt = prog->aux->func_info_cnt;
17715                 func[i]->aux->poke_tab = prog->aux->poke_tab;
17716                 func[i]->aux->size_poke_tab = prog->aux->size_poke_tab;
17717
17718                 for (j = 0; j < prog->aux->size_poke_tab; j++) {
17719                         struct bpf_jit_poke_descriptor *poke;
17720
17721                         poke = &prog->aux->poke_tab[j];
17722                         if (poke->insn_idx < subprog_end &&
17723                             poke->insn_idx >= subprog_start)
17724                                 poke->aux = func[i]->aux;
17725                 }
17726
17727                 func[i]->aux->name[0] = 'F';
17728                 func[i]->aux->stack_depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
17729                 func[i]->jit_requested = 1;
17730                 func[i]->blinding_requested = prog->blinding_requested;
17731                 func[i]->aux->kfunc_tab = prog->aux->kfunc_tab;
17732                 func[i]->aux->kfunc_btf_tab = prog->aux->kfunc_btf_tab;
17733                 func[i]->aux->linfo = prog->aux->linfo;
17734                 func[i]->aux->nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
17735                 func[i]->aux->jited_linfo = prog->aux->jited_linfo;
17736                 func[i]->aux->linfo_idx = env->subprog_info[i].linfo_idx;
17737                 num_exentries = 0;
17738                 insn = func[i]->insnsi;
17739                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
17740                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
17741                             BPF_MODE(insn->code) == BPF_PROBE_MEM)
17742                                 num_exentries++;
17743                 }
17744                 func[i]->aux->num_exentries = num_exentries;
17745                 func[i]->aux->tail_call_reachable = env->subprog_info[i].tail_call_reachable;
17746                 func[i] = bpf_int_jit_compile(func[i]);
17747                 if (!func[i]->jited) {
17748                         err = -ENOTSUPP;
17749                         goto out_free;
17750                 }
17751                 cond_resched();
17752         }
17753
17754         /* at this point all bpf functions were successfully JITed
17755          * now populate all bpf_calls with correct addresses and
17756          * run last pass of JIT
17757          */
17758         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
17759                 insn = func[i]->insnsi;
17760                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
17761                         if (bpf_pseudo_func(insn)) {
17762                                 subprog = insn->off;
17763                                 insn[0].imm = (u32)(long)func[subprog]->bpf_func;
17764                                 insn[1].imm = ((u64)(long)func[subprog]->bpf_func) >> 32;
17765                                 continue;
17766                         }
17767                         if (!bpf_pseudo_call(insn))
17768                                 continue;
17769                         subprog = insn->off;
17770                         insn->imm = BPF_CALL_IMM(func[subprog]->bpf_func);
17771                 }
17772
17773                 /* we use the aux data to keep a list of the start addresses
17774                  * of the JITed images for each function in the program
17775                  *
17776                  * for some architectures, such as powerpc64, the imm field
17777                  * might not be large enough to hold the offset of the start
17778                  * address of the callee's JITed image from __bpf_call_base
17779                  *
17780                  * in such cases, we can lookup the start address of a callee
17781                  * by using its subprog id, available from the off field of
17782                  * the call instruction, as an index for this list
17783                  */
17784                 func[i]->aux->func = func;
17785                 func[i]->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
17786         }
17787         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
17788                 old_bpf_func = func[i]->bpf_func;
17789                 tmp = bpf_int_jit_compile(func[i]);
17790                 if (tmp != func[i] || func[i]->bpf_func != old_bpf_func) {
17791                         verbose(env, "JIT doesn't support bpf-to-bpf calls\n");
17792                         err = -ENOTSUPP;
17793                         goto out_free;
17794                 }
17795                 cond_resched();
17796         }
17797
17798         /* finally lock prog and jit images for all functions and
17799          * populate kallsysm. Begin at the first subprogram, since
17800          * bpf_prog_load will add the kallsyms for the main program.
17801          */
17802         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
17803                 bpf_prog_lock_ro(func[i]);
17804                 bpf_prog_kallsyms_add(func[i]);
17805         }
17806
17807         /* Last step: make now unused interpreter insns from main
17808          * prog consistent for later dump requests, so they can
17809          * later look the same as if they were interpreted only.
17810          */
17811         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
17812                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
17813                         insn[0].imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
17814                         insn[1].imm = insn->off;
17815                         insn->off = 0;
17816                         continue;
17817                 }
17818                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
17819                         continue;
17820                 insn->off = env->insn_aux_data[i].call_imm;
17821                 subprog = find_subprog(env, i + insn->off + 1);
17822                 insn->imm = subprog;
17823         }
17824
17825         prog->jited = 1;
17826         prog->bpf_func = func[0]->bpf_func;
17827         prog->jited_len = func[0]->jited_len;
17828         prog->aux->extable = func[0]->aux->extable;
17829         prog->aux->num_exentries = func[0]->aux->num_exentries;
17830         prog->aux->func = func;
17831         prog->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
17832         bpf_prog_jit_attempt_done(prog);
17833         return 0;
17834 out_free:
17835         /* We failed JIT'ing, so at this point we need to unregister poke
17836          * descriptors from subprogs, so that kernel is not attempting to
17837          * patch it anymore as we're freeing the subprog JIT memory.
17838          */
17839         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
17840                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
17841                 map_ptr->ops->map_poke_untrack(map_ptr, prog->aux);
17842         }
17843         /* At this point we're guaranteed that poke descriptors are not
17844          * live anymore. We can just unlink its descriptor table as it's
17845          * released with the main prog.
17846          */
17847         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
17848                 if (!func[i])
17849                         continue;
17850                 func[i]->aux->poke_tab = NULL;
17851                 bpf_jit_free(func[i]);
17852         }
17853         kfree(func);
17854 out_undo_insn:
17855         /* cleanup main prog to be interpreted */
17856         prog->jit_requested = 0;
17857         prog->blinding_requested = 0;
17858         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
17859                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
17860                         continue;
17861                 insn->off = 0;
17862                 insn->imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
17863         }
17864         bpf_prog_jit_attempt_done(prog);
17865         return err;
17866 }
17867
17868 static int fixup_call_args(struct bpf_verifier_env *env)
17869 {
17870 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
17871         struct bpf_prog *prog = env->prog;
17872         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
17873         bool has_kfunc_call = bpf_prog_has_kfunc_call(prog);
17874         int i, depth;
17875 #endif
17876         int err = 0;
17877
17878         if (env->prog->jit_requested &&
17879             !bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
17880                 err = jit_subprogs(env);
17881                 if (err == 0)
17882                         return 0;
17883                 if (err == -EFAULT)
17884                         return err;
17885         }
17886 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
17887         if (has_kfunc_call) {
17888                 verbose(env, "calling kernel functions are not allowed in non-JITed programs\n");
17889                 return -EINVAL;
17890         }
17891         if (env->subprog_cnt > 1 && env->prog->aux->tail_call_reachable) {
17892                 /* When JIT fails the progs with bpf2bpf calls and tail_calls
17893                  * have to be rejected, since interpreter doesn't support them yet.
17894                  */
17895                 verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
17896                 return -EINVAL;
17897         }
17898         for (i = 0; i < prog->len; i++, insn++) {
17899                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
17900                         /* When JIT fails the progs with callback calls
17901                          * have to be rejected, since interpreter doesn't support them yet.
17902                          */
17903                         verbose(env, "callbacks are not allowed in non-JITed programs\n");
17904                         return -EINVAL;
17905                 }
17906
17907                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
17908                         continue;
17909                 depth = get_callee_stack_depth(env, insn, i);
17910                 if (depth < 0)
17911                         return depth;
17912                 bpf_patch_call_args(insn, depth);
17913         }
17914         err = 0;
17915 #endif
17916         return err;
17917 }
17918
17919 /* replace a generic kfunc with a specialized version if necessary */
17920 static void specialize_kfunc(struct bpf_verifier_env *env,
17921                              u32 func_id, u16 offset, unsigned long *addr)
17922 {
17923         struct bpf_prog *prog = env->prog;
17924         bool seen_direct_write;
17925         void *xdp_kfunc;
17926         bool is_rdonly;
17927
17928         if (bpf_dev_bound_kfunc_id(func_id)) {
17929                 xdp_kfunc = bpf_dev_bound_resolve_kfunc(prog, func_id);
17930                 if (xdp_kfunc) {
17931                         *addr = (unsigned long)xdp_kfunc;
17932                         return;
17933                 }
17934                 /* fallback to default kfunc when not supported by netdev */
17935         }
17936
17937         if (offset)
17938                 return;
17939
17940         if (func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_from_skb]) {
17941                 seen_direct_write = env->seen_direct_write;
17942                 is_rdonly = !may_access_direct_pkt_data(env, NULL, BPF_WRITE);
17943
17944                 if (is_rdonly)
17945                         *addr = (unsigned long)bpf_dynptr_from_skb_rdonly;
17946
17947                 /* restore env->seen_direct_write to its original value, since
17948                  * may_access_direct_pkt_data mutates it
17949                  */
17950                 env->seen_direct_write = seen_direct_write;
17951         }
17952 }
17953
17954 static void __fixup_collection_insert_kfunc(struct bpf_insn_aux_data *insn_aux,
17955                                             u16 struct_meta_reg,
17956                                             u16 node_offset_reg,
17957                                             struct bpf_insn *insn,
17958                                             struct bpf_insn *insn_buf,
17959                                             int *cnt)
17960 {
17961         struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = insn_aux->kptr_struct_meta;
17962         struct bpf_insn addr[2] = { BPF_LD_IMM64(struct_meta_reg, (long)kptr_struct_meta) };
17963
17964         insn_buf[0] = addr[0];
17965         insn_buf[1] = addr[1];
17966         insn_buf[2] = BPF_MOV64_IMM(node_offset_reg, insn_aux->insert_off);
17967         insn_buf[3] = *insn;
17968         *cnt = 4;
17969 }
17970
17971 static int fixup_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
17972                             struct bpf_insn *insn_buf, int insn_idx, int *cnt)
17973 {
17974         const struct bpf_kfunc_desc *desc;
17975
17976         if (!insn->imm) {
17977                 verbose(env, "invalid kernel function call not eliminated in verifier pass\n");
17978                 return -EINVAL;
17979         }
17980
17981         *cnt = 0;
17982
17983         /* insn->imm has the btf func_id. Replace it with an offset relative to
17984          * __bpf_call_base, unless the JIT needs to call functions that are
17985          * further than 32 bits away (bpf_jit_supports_far_kfunc_call()).
17986          */
17987         desc = find_kfunc_desc(env->prog, insn->imm, insn->off);
17988         if (!desc) {
17989                 verbose(env, "verifier internal error: kernel function descriptor not found for func_id %u\n",
17990                         insn->imm);
17991                 return -EFAULT;
17992         }
17993
17994         if (!bpf_jit_supports_far_kfunc_call())
17995                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(desc->addr);
17996         if (insn->off)
17997                 return 0;
17998         if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl]) {
17999                 struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = env->insn_aux_data[insn_idx].kptr_struct_meta;
18000                 struct bpf_insn addr[2] = { BPF_LD_IMM64(BPF_REG_2, (long)kptr_struct_meta) };
18001                 u64 obj_new_size = env->insn_aux_data[insn_idx].obj_new_size;
18002
18003                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_1, obj_new_size);
18004                 insn_buf[1] = addr[0];
18005                 insn_buf[2] = addr[1];
18006                 insn_buf[3] = *insn;
18007                 *cnt = 4;
18008         } else if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_drop_impl] ||
18009                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl]) {
18010                 struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = env->insn_aux_data[insn_idx].kptr_struct_meta;
18011                 struct bpf_insn addr[2] = { BPF_LD_IMM64(BPF_REG_2, (long)kptr_struct_meta) };
18012
18013                 insn_buf[0] = addr[0];
18014                 insn_buf[1] = addr[1];
18015                 insn_buf[2] = *insn;
18016                 *cnt = 3;
18017         } else if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl] ||
18018                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
18019                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
18020                 int struct_meta_reg = BPF_REG_3;
18021                 int node_offset_reg = BPF_REG_4;
18022
18023                 /* rbtree_add has extra 'less' arg, so args-to-fixup are in diff regs */
18024                 if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
18025                         struct_meta_reg = BPF_REG_4;
18026                         node_offset_reg = BPF_REG_5;
18027                 }
18028
18029                 __fixup_collection_insert_kfunc(&env->insn_aux_data[insn_idx], struct_meta_reg,
18030                                                 node_offset_reg, insn, insn_buf, cnt);
18031         } else if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx] ||
18032                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rdonly_cast]) {
18033                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_REG(BPF_REG_0, BPF_REG_1);
18034                 *cnt = 1;
18035         }
18036         return 0;
18037 }
18038
18039 /* Do various post-verification rewrites in a single program pass.
18040  * These rewrites simplify JIT and interpreter implementations.
18041  */
18042 static int do_misc_fixups(struct bpf_verifier_env *env)
18043 {
18044         struct bpf_prog *prog = env->prog;
18045         enum bpf_attach_type eatype = prog->expected_attach_type;
18046         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(prog);
18047         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
18048         const struct bpf_func_proto *fn;
18049         const int insn_cnt = prog->len;
18050         const struct bpf_map_ops *ops;
18051         struct bpf_insn_aux_data *aux;
18052         struct bpf_insn insn_buf[16];
18053         struct bpf_prog *new_prog;
18054         struct bpf_map *map_ptr;
18055         int i, ret, cnt, delta = 0;
18056
18057         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
18058                 /* Make divide-by-zero exceptions impossible. */
18059                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_X) ||
18060                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X) ||
18061                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X) ||
18062                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X)) {
18063                         bool is64 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64;
18064                         bool isdiv = BPF_OP(insn->code) == BPF_DIV;
18065                         struct bpf_insn *patchlet;
18066                         struct bpf_insn chk_and_div[] = {
18067                                 /* [R,W]x div 0 -> 0 */
18068                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
18069                                              BPF_JNE | BPF_K, insn->src_reg,
18070                                              0, 2, 0),
18071                                 BPF_ALU32_REG(BPF_XOR, insn->dst_reg, insn->dst_reg),
18072                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
18073                                 *insn,
18074                         };
18075                         struct bpf_insn chk_and_mod[] = {
18076                                 /* [R,W]x mod 0 -> [R,W]x */
18077                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
18078                                              BPF_JEQ | BPF_K, insn->src_reg,
18079                                              0, 1 + (is64 ? 0 : 1), 0),
18080                                 *insn,
18081                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
18082                                 BPF_MOV32_REG(insn->dst_reg, insn->dst_reg),
18083                         };
18084
18085                         patchlet = isdiv ? chk_and_div : chk_and_mod;
18086                         cnt = isdiv ? ARRAY_SIZE(chk_and_div) :
18087                                       ARRAY_SIZE(chk_and_mod) - (is64 ? 2 : 0);
18088
18089                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patchlet, cnt);
18090                         if (!new_prog)
18091                                 return -ENOMEM;
18092
18093                         delta    += cnt - 1;
18094                         env->prog = prog = new_prog;
18095                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18096                         continue;
18097                 }
18098
18099                 /* Implement LD_ABS and LD_IND with a rewrite, if supported by the program type. */
18100                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LD &&
18101                     (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ABS ||
18102                      BPF_MODE(insn->code) == BPF_IND)) {
18103                         cnt = env->ops->gen_ld_abs(insn, insn_buf);
18104                         if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
18105                                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
18106                                 return -EINVAL;
18107                         }
18108
18109                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18110                         if (!new_prog)
18111                                 return -ENOMEM;
18112
18113                         delta    += cnt - 1;
18114                         env->prog = prog = new_prog;
18115                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18116                         continue;
18117                 }
18118
18119                 /* Rewrite pointer arithmetic to mitigate speculation attacks. */
18120                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X) ||
18121                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X)) {
18122                         const u8 code_add = BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X;
18123                         const u8 code_sub = BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X;
18124                         struct bpf_insn *patch = &insn_buf[0];
18125                         bool issrc, isneg, isimm;
18126                         u32 off_reg;
18127
18128                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
18129                         if (!aux->alu_state ||
18130                             aux->alu_state == BPF_ALU_NON_POINTER)
18131                                 continue;
18132
18133                         isneg = aux->alu_state & BPF_ALU_NEG_VALUE;
18134                         issrc = (aux->alu_state & BPF_ALU_SANITIZE) ==
18135                                 BPF_ALU_SANITIZE_SRC;
18136                         isimm = aux->alu_state & BPF_ALU_IMMEDIATE;
18137
18138                         off_reg = issrc ? insn->src_reg : insn->dst_reg;
18139                         if (isimm) {
18140                                 *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit);
18141                         } else {
18142                                 if (isneg)
18143                                         *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
18144                                 *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit);
18145                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_SUB, BPF_REG_AX, off_reg);
18146                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, BPF_REG_AX, off_reg);
18147                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_NEG, BPF_REG_AX, 0);
18148                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_ARSH, BPF_REG_AX, 63);
18149                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_AND, BPF_REG_AX, off_reg);
18150                         }
18151                         if (!issrc)
18152                                 *patch++ = BPF_MOV64_REG(insn->dst_reg, insn->src_reg);
18153                         insn->src_reg = BPF_REG_AX;
18154                         if (isneg)
18155                                 insn->code = insn->code == code_add ?
18156                                              code_sub : code_add;
18157                         *patch++ = *insn;
18158                         if (issrc && isneg && !isimm)
18159                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
18160                         cnt = patch - insn_buf;
18161
18162                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18163                         if (!new_prog)
18164                                 return -ENOMEM;
18165
18166                         delta    += cnt - 1;
18167                         env->prog = prog = new_prog;
18168                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18169                         continue;
18170                 }
18171
18172                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL))
18173                         continue;
18174                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
18175                         continue;
18176                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) {
18177                         ret = fixup_kfunc_call(env, insn, insn_buf, i + delta, &cnt);
18178                         if (ret)
18179                                 return ret;
18180                         if (cnt == 0)
18181                                 continue;
18182
18183                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18184                         if (!new_prog)
18185                                 return -ENOMEM;
18186
18187                         delta    += cnt - 1;
18188                         env->prog = prog = new_prog;
18189                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18190                         continue;
18191                 }
18192
18193                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_route_realm)
18194                         prog->dst_needed = 1;
18195                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_prandom_u32)
18196                         bpf_user_rnd_init_once();
18197                 if (insn->imm == BPF_FUNC_override_return)
18198                         prog->kprobe_override = 1;
18199                 if (insn->imm == BPF_FUNC_tail_call) {
18200                         /* If we tail call into other programs, we
18201                          * cannot make any assumptions since they can
18202                          * be replaced dynamically during runtime in
18203                          * the program array.
18204                          */
18205                         prog->cb_access = 1;
18206                         if (!allow_tail_call_in_subprogs(env))
18207                                 prog->aux->stack_depth = MAX_BPF_STACK;
18208                         prog->aux->max_pkt_offset = MAX_PACKET_OFF;
18209
18210                         /* mark bpf_tail_call as different opcode to avoid
18211                          * conditional branch in the interpreter for every normal
18212                          * call and to prevent accidental JITing by JIT compiler
18213                          * that doesn't support bpf_tail_call yet
18214                          */
18215                         insn->imm = 0;
18216                         insn->code = BPF_JMP | BPF_TAIL_CALL;
18217
18218                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
18219                         if (env->bpf_capable && !prog->blinding_requested &&
18220                             prog->jit_requested &&
18221                             !bpf_map_key_poisoned(aux) &&
18222                             !bpf_map_ptr_poisoned(aux) &&
18223                             !bpf_map_ptr_unpriv(aux)) {
18224                                 struct bpf_jit_poke_descriptor desc = {
18225                                         .reason = BPF_POKE_REASON_TAIL_CALL,
18226                                         .tail_call.map = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state),
18227                                         .tail_call.key = bpf_map_key_immediate(aux),
18228                                         .insn_idx = i + delta,
18229                                 };
18230
18231                                 ret = bpf_jit_add_poke_descriptor(prog, &desc);
18232                                 if (ret < 0) {
18233                                         verbose(env, "adding tail call poke descriptor failed\n");
18234                                         return ret;
18235                                 }
18236
18237                                 insn->imm = ret + 1;
18238                                 continue;
18239                         }
18240
18241                         if (!bpf_map_ptr_unpriv(aux))
18242                                 continue;
18243
18244                         /* instead of changing every JIT dealing with tail_call
18245                          * emit two extra insns:
18246                          * if (index >= max_entries) goto out;
18247                          * index &= array->index_mask;
18248                          * to avoid out-of-bounds cpu speculation
18249                          */
18250                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux)) {
18251                                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
18252                                 return -EINVAL;
18253                         }
18254
18255                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
18256                         insn_buf[0] = BPF_JMP_IMM(BPF_JGE, BPF_REG_3,
18257                                                   map_ptr->max_entries, 2);
18258                         insn_buf[1] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, BPF_REG_3,
18259                                                     container_of(map_ptr,
18260                                                                  struct bpf_array,
18261                                                                  map)->index_mask);
18262                         insn_buf[2] = *insn;
18263                         cnt = 3;
18264                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18265                         if (!new_prog)
18266                                 return -ENOMEM;
18267
18268                         delta    += cnt - 1;
18269                         env->prog = prog = new_prog;
18270                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18271                         continue;
18272                 }
18273
18274                 if (insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback) {
18275                         /* The verifier will process callback_fn as many times as necessary
18276                          * with different maps and the register states prepared by
18277                          * set_timer_callback_state will be accurate.
18278                          *
18279                          * The following use case is valid:
18280                          *   map1 is shared by prog1, prog2, prog3.
18281                          *   prog1 calls bpf_timer_init for some map1 elements
18282                          *   prog2 calls bpf_timer_set_callback for some map1 elements.
18283                          *     Those that were not bpf_timer_init-ed will return -EINVAL.
18284                          *   prog3 calls bpf_timer_start for some map1 elements.
18285                          *     Those that were not both bpf_timer_init-ed and
18286                          *     bpf_timer_set_callback-ed will return -EINVAL.
18287                          */
18288                         struct bpf_insn ld_addrs[2] = {
18289                                 BPF_LD_IMM64(BPF_REG_3, (long)prog->aux),
18290                         };
18291
18292                         insn_buf[0] = ld_addrs[0];
18293                         insn_buf[1] = ld_addrs[1];
18294                         insn_buf[2] = *insn;
18295                         cnt = 3;
18296
18297                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18298                         if (!new_prog)
18299                                 return -ENOMEM;
18300
18301                         delta    += cnt - 1;
18302                         env->prog = prog = new_prog;
18303                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18304                         goto patch_call_imm;
18305                 }
18306
18307                 if (is_storage_get_function(insn->imm)) {
18308                         if (!env->prog->aux->sleepable ||
18309                             env->insn_aux_data[i + delta].storage_get_func_atomic)
18310                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_5, (__force __s32)GFP_ATOMIC);
18311                         else
18312                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_5, (__force __s32)GFP_KERNEL);
18313                         insn_buf[1] = *insn;
18314                         cnt = 2;
18315
18316                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18317                         if (!new_prog)
18318                                 return -ENOMEM;
18319
18320                         delta += cnt - 1;
18321                         env->prog = prog = new_prog;
18322                         insn = new_prog->insnsi + i + delta;
18323                         goto patch_call_imm;
18324                 }
18325
18326                 /* BPF_EMIT_CALL() assumptions in some of the map_gen_lookup
18327                  * and other inlining handlers are currently limited to 64 bit
18328                  * only.
18329                  */
18330                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
18331                     (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem ||
18332                      insn->imm == BPF_FUNC_map_update_elem ||
18333                      insn->imm == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
18334                      insn->imm == BPF_FUNC_map_push_elem   ||
18335                      insn->imm == BPF_FUNC_map_pop_elem    ||
18336                      insn->imm == BPF_FUNC_map_peek_elem   ||
18337                      insn->imm == BPF_FUNC_redirect_map    ||
18338                      insn->imm == BPF_FUNC_for_each_map_elem ||
18339                      insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem)) {
18340                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
18341                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux))
18342                                 goto patch_call_imm;
18343
18344                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
18345                         ops = map_ptr->ops;
18346                         if (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
18347                             ops->map_gen_lookup) {
18348                                 cnt = ops->map_gen_lookup(map_ptr, insn_buf);
18349                                 if (cnt == -EOPNOTSUPP)
18350                                         goto patch_map_ops_generic;
18351                                 if (cnt <= 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
18352                                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
18353                                         return -EINVAL;
18354                                 }
18355
18356                                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta,
18357                                                                insn_buf, cnt);
18358                                 if (!new_prog)
18359                                         return -ENOMEM;
18360
18361                                 delta    += cnt - 1;
18362                                 env->prog = prog = new_prog;
18363                                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18364                                 continue;
18365                         }
18366
18367                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_elem,
18368                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
18369                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_delete_elem,
18370                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
18371                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_update_elem,
18372                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
18373                                               u64 flags))NULL));
18374                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_push_elem,
18375                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *value,
18376                                               u64 flags))NULL));
18377                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_pop_elem,
18378                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
18379                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_peek_elem,
18380                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
18381                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_redirect,
18382                                      (long (*)(struct bpf_map *map, u64 index, u64 flags))NULL));
18383                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_for_each_callback,
18384                                      (long (*)(struct bpf_map *map,
18385                                               bpf_callback_t callback_fn,
18386                                               void *callback_ctx,
18387                                               u64 flags))NULL));
18388                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_percpu_elem,
18389                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key, u32 cpu))NULL));
18390
18391 patch_map_ops_generic:
18392                         switch (insn->imm) {
18393                         case BPF_FUNC_map_lookup_elem:
18394                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_lookup_elem);
18395                                 continue;
18396                         case BPF_FUNC_map_update_elem:
18397                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_update_elem);
18398                                 continue;
18399                         case BPF_FUNC_map_delete_elem:
18400                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_delete_elem);
18401                                 continue;
18402                         case BPF_FUNC_map_push_elem:
18403                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_push_elem);
18404                                 continue;
18405                         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
18406                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_pop_elem);
18407                                 continue;
18408                         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
18409                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_peek_elem);
18410                                 continue;
18411                         case BPF_FUNC_redirect_map:
18412                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_redirect);
18413                                 continue;
18414                         case BPF_FUNC_for_each_map_elem:
18415                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_for_each_callback);
18416                                 continue;
18417                         case BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem:
18418                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_lookup_percpu_elem);
18419                                 continue;
18420                         }
18421
18422                         goto patch_call_imm;
18423                 }
18424
18425                 /* Implement bpf_jiffies64 inline. */
18426                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
18427                     insn->imm == BPF_FUNC_jiffies64) {
18428                         struct bpf_insn ld_jiffies_addr[2] = {
18429                                 BPF_LD_IMM64(BPF_REG_0,
18430                                              (unsigned long)&jiffies),
18431                         };
18432
18433                         insn_buf[0] = ld_jiffies_addr[0];
18434                         insn_buf[1] = ld_jiffies_addr[1];
18435                         insn_buf[2] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0,
18436                                                   BPF_REG_0, 0);
18437                         cnt = 3;
18438
18439                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf,
18440                                                        cnt);
18441                         if (!new_prog)
18442                                 return -ENOMEM;
18443
18444                         delta    += cnt - 1;
18445                         env->prog = prog = new_prog;
18446                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18447                         continue;
18448                 }
18449
18450                 /* Implement bpf_get_func_arg inline. */
18451                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
18452                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_arg) {
18453                         /* Load nr_args from ctx - 8 */
18454                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
18455                         insn_buf[1] = BPF_JMP32_REG(BPF_JGE, BPF_REG_2, BPF_REG_0, 6);
18456                         insn_buf[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_2, 3);
18457                         insn_buf[3] = BPF_ALU64_REG(BPF_ADD, BPF_REG_2, BPF_REG_1);
18458                         insn_buf[4] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_2, 0);
18459                         insn_buf[5] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_3, BPF_REG_0, 0);
18460                         insn_buf[6] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, 0);
18461                         insn_buf[7] = BPF_JMP_A(1);
18462                         insn_buf[8] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, -EINVAL);
18463                         cnt = 9;
18464
18465                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18466                         if (!new_prog)
18467                                 return -ENOMEM;
18468
18469                         delta    += cnt - 1;
18470                         env->prog = prog = new_prog;
18471                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18472                         continue;
18473                 }
18474
18475                 /* Implement bpf_get_func_ret inline. */
18476                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
18477                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_ret) {
18478                         if (eatype == BPF_TRACE_FEXIT ||
18479                             eatype == BPF_MODIFY_RETURN) {
18480                                 /* Load nr_args from ctx - 8 */
18481                                 insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
18482                                 insn_buf[1] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_0, 3);
18483                                 insn_buf[2] = BPF_ALU64_REG(BPF_ADD, BPF_REG_0, BPF_REG_1);
18484                                 insn_buf[3] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_3, BPF_REG_0, 0);
18485                                 insn_buf[4] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_2, BPF_REG_3, 0);
18486                                 insn_buf[5] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, 0);
18487                                 cnt = 6;
18488                         } else {
18489                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, -EOPNOTSUPP);
18490                                 cnt = 1;
18491                         }
18492
18493                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18494                         if (!new_prog)
18495                                 return -ENOMEM;
18496
18497                         delta    += cnt - 1;
18498                         env->prog = prog = new_prog;
18499                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18500                         continue;
18501                 }
18502
18503                 /* Implement get_func_arg_cnt inline. */
18504                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
18505                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_arg_cnt) {
18506                         /* Load nr_args from ctx - 8 */
18507                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
18508
18509                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, 1);
18510                         if (!new_prog)
18511                                 return -ENOMEM;
18512
18513                         env->prog = prog = new_prog;
18514                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18515                         continue;
18516                 }
18517
18518                 /* Implement bpf_get_func_ip inline. */
18519                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
18520                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_ip) {
18521                         /* Load IP address from ctx - 16 */
18522                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -16);
18523
18524                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, 1);
18525                         if (!new_prog)
18526                                 return -ENOMEM;
18527
18528                         env->prog = prog = new_prog;
18529                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18530                         continue;
18531                 }
18532
18533 patch_call_imm:
18534                 fn = env->ops->get_func_proto(insn->imm, env->prog);
18535                 /* all functions that have prototype and verifier allowed
18536                  * programs to call them, must be real in-kernel functions
18537                  */
18538                 if (!fn->func) {
18539                         verbose(env,
18540                                 "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
18541                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
18542                         return -EFAULT;
18543                 }
18544                 insn->imm = fn->func - __bpf_call_base;
18545         }
18546
18547         /* Since poke tab is now finalized, publish aux to tracker. */
18548         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
18549                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
18550                 if (!map_ptr->ops->map_poke_track ||
18551                     !map_ptr->ops->map_poke_untrack ||
18552                     !map_ptr->ops->map_poke_run) {
18553                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
18554                         return -EINVAL;
18555                 }
18556
18557                 ret = map_ptr->ops->map_poke_track(map_ptr, prog->aux);
18558                 if (ret < 0) {
18559                         verbose(env, "tracking tail call prog failed\n");
18560                         return ret;
18561                 }
18562         }
18563
18564         sort_kfunc_descs_by_imm_off(env->prog);
18565
18566         return 0;
18567 }
18568
18569 static struct bpf_prog *inline_bpf_loop(struct bpf_verifier_env *env,
18570                                         int position,
18571                                         s32 stack_base,
18572                                         u32 callback_subprogno,
18573                                         u32 *cnt)
18574 {
18575         s32 r6_offset = stack_base + 0 * BPF_REG_SIZE;
18576         s32 r7_offset = stack_base + 1 * BPF_REG_SIZE;
18577         s32 r8_offset = stack_base + 2 * BPF_REG_SIZE;
18578         int reg_loop_max = BPF_REG_6;
18579         int reg_loop_cnt = BPF_REG_7;
18580         int reg_loop_ctx = BPF_REG_8;
18581
18582         struct bpf_prog *new_prog;
18583         u32 callback_start;
18584         u32 call_insn_offset;
18585         s32 callback_offset;
18586
18587         /* This represents an inlined version of bpf_iter.c:bpf_loop,
18588          * be careful to modify this code in sync.
18589          */
18590         struct bpf_insn insn_buf[] = {
18591                 /* Return error and jump to the end of the patch if
18592                  * expected number of iterations is too big.
18593                  */
18594                 BPF_JMP_IMM(BPF_JLE, BPF_REG_1, BPF_MAX_LOOPS, 2),
18595                 BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_0, -E2BIG),
18596                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 16),
18597                 /* spill R6, R7, R8 to use these as loop vars */
18598                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_6, r6_offset),
18599                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_7, r7_offset),
18600                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_8, r8_offset),
18601                 /* initialize loop vars */
18602                 BPF_MOV64_REG(reg_loop_max, BPF_REG_1),
18603                 BPF_MOV32_IMM(reg_loop_cnt, 0),
18604                 BPF_MOV64_REG(reg_loop_ctx, BPF_REG_3),
18605                 /* loop header,
18606                  * if reg_loop_cnt >= reg_loop_max skip the loop body
18607                  */
18608                 BPF_JMP_REG(BPF_JGE, reg_loop_cnt, reg_loop_max, 5),
18609                 /* callback call,
18610                  * correct callback offset would be set after patching
18611                  */
18612                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, reg_loop_cnt),
18613                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_2, reg_loop_ctx),
18614                 BPF_CALL_REL(0),
18615                 /* increment loop counter */
18616                 BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, reg_loop_cnt, 1),
18617                 /* jump to loop header if callback returned 0 */
18618                 BPF_JMP_IMM(BPF_JEQ, BPF_REG_0, 0, -6),
18619                 /* return value of bpf_loop,
18620                  * set R0 to the number of iterations
18621                  */
18622                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_0, reg_loop_cnt),
18623                 /* restore original values of R6, R7, R8 */
18624                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_6, BPF_REG_10, r6_offset),
18625                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_7, BPF_REG_10, r7_offset),
18626                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_8, BPF_REG_10, r8_offset),
18627         };
18628
18629         *cnt = ARRAY_SIZE(insn_buf);
18630         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, position, insn_buf, *cnt);
18631         if (!new_prog)
18632                 return new_prog;
18633
18634         /* callback start is known only after patching */
18635         callback_start = env->subprog_info[callback_subprogno].start;
18636         /* Note: insn_buf[12] is an offset of BPF_CALL_REL instruction */
18637         call_insn_offset = position + 12;
18638         callback_offset = callback_start - call_insn_offset - 1;
18639         new_prog->insnsi[call_insn_offset].imm = callback_offset;
18640
18641         return new_prog;
18642 }
18643
18644 static bool is_bpf_loop_call(struct bpf_insn *insn)
18645 {
18646         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
18647                 insn->src_reg == 0 &&
18648                 insn->imm == BPF_FUNC_loop;
18649 }
18650
18651 /* For all sub-programs in the program (including main) check
18652  * insn_aux_data to see if there are bpf_loop calls that require
18653  * inlining. If such calls are found the calls are replaced with a
18654  * sequence of instructions produced by `inline_bpf_loop` function and
18655  * subprog stack_depth is increased by the size of 3 registers.
18656  * This stack space is used to spill values of the R6, R7, R8.  These
18657  * registers are used to store the loop bound, counter and context
18658  * variables.
18659  */
18660 static int optimize_bpf_loop(struct bpf_verifier_env *env)
18661 {
18662         struct bpf_subprog_info *subprogs = env->subprog_info;
18663         int i, cur_subprog = 0, cnt, delta = 0;
18664         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
18665         int insn_cnt = env->prog->len;
18666         u16 stack_depth = subprogs[cur_subprog].stack_depth;
18667         u16 stack_depth_roundup = round_up(stack_depth, 8) - stack_depth;
18668         u16 stack_depth_extra = 0;
18669
18670         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
18671                 struct bpf_loop_inline_state *inline_state =
18672                         &env->insn_aux_data[i + delta].loop_inline_state;
18673
18674                 if (is_bpf_loop_call(insn) && inline_state->fit_for_inline) {
18675                         struct bpf_prog *new_prog;
18676
18677                         stack_depth_extra = BPF_REG_SIZE * 3 + stack_depth_roundup;
18678                         new_prog = inline_bpf_loop(env,
18679                                                    i + delta,
18680                                                    -(stack_depth + stack_depth_extra),
18681                                                    inline_state->callback_subprogno,
18682                                                    &cnt);
18683                         if (!new_prog)
18684                                 return -ENOMEM;
18685
18686                         delta     += cnt - 1;
18687                         env->prog  = new_prog;
18688                         insn       = new_prog->insnsi + i + delta;
18689                 }
18690
18691                 if (subprogs[cur_subprog + 1].start == i + delta + 1) {
18692                         subprogs[cur_subprog].stack_depth += stack_depth_extra;
18693                         cur_subprog++;
18694                         stack_depth = subprogs[cur_subprog].stack_depth;
18695                         stack_depth_roundup = round_up(stack_depth, 8) - stack_depth;
18696                         stack_depth_extra = 0;
18697                 }
18698         }
18699
18700         env->prog->aux->stack_depth = env->subprog_info[0].stack_depth;
18701
18702         return 0;
18703 }
18704
18705 static void free_states(struct bpf_verifier_env *env)
18706 {
18707         struct bpf_verifier_state_list *sl, *sln;
18708         int i;
18709
18710         sl = env->free_list;
18711         while (sl) {
18712                 sln = sl->next;
18713                 free_verifier_state(&sl->state, false);
18714                 kfree(sl);
18715                 sl = sln;
18716         }
18717         env->free_list = NULL;
18718
18719         if (!env->explored_states)
18720                 return;
18721
18722         for (i = 0; i < state_htab_size(env); i++) {
18723                 sl = env->explored_states[i];
18724
18725                 while (sl) {
18726                         sln = sl->next;
18727                         free_verifier_state(&sl->state, false);
18728                         kfree(sl);
18729                         sl = sln;
18730                 }
18731                 env->explored_states[i] = NULL;
18732         }
18733 }
18734
18735 static int do_check_common(struct bpf_verifier_env *env, int subprog)
18736 {
18737         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
18738         struct bpf_verifier_state *state;
18739         struct bpf_reg_state *regs;
18740         int ret, i;
18741
18742         env->prev_linfo = NULL;
18743         env->pass_cnt++;
18744
18745         state = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state), GFP_KERNEL);
18746         if (!state)
18747                 return -ENOMEM;
18748         state->curframe = 0;
18749         state->speculative = false;
18750         state->branches = 1;
18751         state->frame[0] = kzalloc(sizeof(struct bpf_func_state), GFP_KERNEL);
18752         if (!state->frame[0]) {
18753                 kfree(state);
18754                 return -ENOMEM;
18755         }
18756         env->cur_state = state;
18757         init_func_state(env, state->frame[0],
18758                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
18759                         0 /* frameno */,
18760                         subprog);
18761         state->first_insn_idx = env->subprog_info[subprog].start;
18762         state->last_insn_idx = -1;
18763
18764         regs = state->frame[state->curframe]->regs;
18765         if (subprog || env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
18766                 ret = btf_prepare_func_args(env, subprog, regs);
18767                 if (ret)
18768                         goto out;
18769                 for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++) {
18770                         if (regs[i].type == PTR_TO_CTX)
18771                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
18772                         else if (regs[i].type == SCALAR_VALUE)
18773                                 mark_reg_unknown(env, regs, i);
18774                         else if (base_type(regs[i].type) == PTR_TO_MEM) {
18775                                 const u32 mem_size = regs[i].mem_size;
18776
18777                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
18778                                 regs[i].mem_size = mem_size;
18779                                 regs[i].id = ++env->id_gen;
18780                         }
18781                 }
18782         } else {
18783                 /* 1st arg to a function */
18784                 regs[BPF_REG_1].type = PTR_TO_CTX;
18785                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_1);
18786                 ret = btf_check_subprog_arg_match(env, subprog, regs);
18787                 if (ret == -EFAULT)
18788                         /* unlikely verifier bug. abort.
18789                          * ret == 0 and ret < 0 are sadly acceptable for
18790                          * main() function due to backward compatibility.
18791                          * Like socket filter program may be written as:
18792                          * int bpf_prog(struct pt_regs *ctx)
18793                          * and never dereference that ctx in the program.
18794                          * 'struct pt_regs' is a type mismatch for socket
18795                          * filter that should be using 'struct __sk_buff'.
18796                          */
18797                         goto out;
18798         }
18799
18800         ret = do_check(env);
18801 out:
18802         /* check for NULL is necessary, since cur_state can be freed inside
18803          * do_check() under memory pressure.
18804          */
18805         if (env->cur_state) {
18806                 free_verifier_state(env->cur_state, true);
18807                 env->cur_state = NULL;
18808         }
18809         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
18810         if (!ret && pop_log)
18811                 bpf_vlog_reset(&env->log, 0);
18812         free_states(env);
18813         return ret;
18814 }
18815
18816 /* Verify all global functions in a BPF program one by one based on their BTF.
18817  * All global functions must pass verification. Otherwise the whole program is rejected.
18818  * Consider:
18819  * int bar(int);
18820  * int foo(int f)
18821  * {
18822  *    return bar(f);
18823  * }
18824  * int bar(int b)
18825  * {
18826  *    ...
18827  * }
18828  * foo() will be verified first for R1=any_scalar_value. During verification it
18829  * will be assumed that bar() already verified successfully and call to bar()
18830  * from foo() will be checked for type match only. Later bar() will be verified
18831  * independently to check that it's safe for R1=any_scalar_value.
18832  */
18833 static int do_check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
18834 {
18835         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
18836         int i, ret;
18837
18838         if (!aux->func_info)
18839                 return 0;
18840
18841         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
18842                 if (aux->func_info_aux[i].linkage != BTF_FUNC_GLOBAL)
18843                         continue;
18844                 env->insn_idx = env->subprog_info[i].start;
18845                 WARN_ON_ONCE(env->insn_idx == 0);
18846                 ret = do_check_common(env, i);
18847                 if (ret) {
18848                         return ret;
18849                 } else if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
18850                         verbose(env,
18851                                 "Func#%d is safe for any args that match its prototype\n",
18852                                 i);
18853                 }
18854         }
18855         return 0;
18856 }
18857
18858 static int do_check_main(struct bpf_verifier_env *env)
18859 {
18860         int ret;
18861
18862         env->insn_idx = 0;
18863         ret = do_check_common(env, 0);
18864         if (!ret)
18865                 env->prog->aux->stack_depth = env->subprog_info[0].stack_depth;
18866         return ret;
18867 }
18868
18869
18870 static void print_verification_stats(struct bpf_verifier_env *env)
18871 {
18872         int i;
18873
18874         if (env->log.level & BPF_LOG_STATS) {
18875                 verbose(env, "verification time %lld usec\n",
18876                         div_u64(env->verification_time, 1000));
18877                 verbose(env, "stack depth ");
18878                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
18879                         u32 depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
18880
18881                         verbose(env, "%d", depth);
18882                         if (i + 1 < env->subprog_cnt)
18883                                 verbose(env, "+");
18884                 }
18885                 verbose(env, "\n");
18886         }
18887         verbose(env, "processed %d insns (limit %d) max_states_per_insn %d "
18888                 "total_states %d peak_states %d mark_read %d\n",
18889                 env->insn_processed, BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS,
18890                 env->max_states_per_insn, env->total_states,
18891                 env->peak_states, env->longest_mark_read_walk);
18892 }
18893
18894 static int check_struct_ops_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
18895 {
18896         const struct btf_type *t, *func_proto;
18897         const struct bpf_struct_ops *st_ops;
18898         const struct btf_member *member;
18899         struct bpf_prog *prog = env->prog;
18900         u32 btf_id, member_idx;
18901         const char *mname;
18902
18903         if (!prog->gpl_compatible) {
18904                 verbose(env, "struct ops programs must have a GPL compatible license\n");
18905                 return -EINVAL;
18906         }
18907
18908         btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
18909         st_ops = bpf_struct_ops_find(btf_id);
18910         if (!st_ops) {
18911                 verbose(env, "attach_btf_id %u is not a supported struct\n",
18912                         btf_id);
18913                 return -ENOTSUPP;
18914         }
18915
18916         t = st_ops->type;
18917         member_idx = prog->expected_attach_type;
18918         if (member_idx >= btf_type_vlen(t)) {
18919                 verbose(env, "attach to invalid member idx %u of struct %s\n",
18920                         member_idx, st_ops->name);
18921                 return -EINVAL;
18922         }
18923
18924         member = &btf_type_member(t)[member_idx];
18925         mname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, member->name_off);
18926         func_proto = btf_type_resolve_func_ptr(btf_vmlinux, member->type,
18927                                                NULL);
18928         if (!func_proto) {
18929                 verbose(env, "attach to invalid member %s(@idx %u) of struct %s\n",
18930                         mname, member_idx, st_ops->name);
18931                 return -EINVAL;
18932         }
18933
18934         if (st_ops->check_member) {
18935                 int err = st_ops->check_member(t, member, prog);
18936
18937                 if (err) {
18938                         verbose(env, "attach to unsupported member %s of struct %s\n",
18939                                 mname, st_ops->name);
18940                         return err;
18941                 }
18942         }
18943
18944         prog->aux->attach_func_proto = func_proto;
18945         prog->aux->attach_func_name = mname;
18946         env->ops = st_ops->verifier_ops;
18947
18948         return 0;
18949 }
18950 #define SECURITY_PREFIX "security_"
18951
18952 static int check_attach_modify_return(unsigned long addr, const char *func_name)
18953 {
18954         if (within_error_injection_list(addr) ||
18955             !strncmp(SECURITY_PREFIX, func_name, sizeof(SECURITY_PREFIX) - 1))
18956                 return 0;
18957
18958         return -EINVAL;
18959 }
18960
18961 /* list of non-sleepable functions that are otherwise on
18962  * ALLOW_ERROR_INJECTION list
18963  */
18964 BTF_SET_START(btf_non_sleepable_error_inject)
18965 /* Three functions below can be called from sleepable and non-sleepable context.
18966  * Assume non-sleepable from bpf safety point of view.
18967  */
18968 BTF_ID(func, __filemap_add_folio)
18969 BTF_ID(func, should_fail_alloc_page)
18970 BTF_ID(func, should_failslab)
18971 BTF_SET_END(btf_non_sleepable_error_inject)
18972
18973 static int check_non_sleepable_error_inject(u32 btf_id)
18974 {
18975         return btf_id_set_contains(&btf_non_sleepable_error_inject, btf_id);
18976 }
18977
18978 int bpf_check_attach_target(struct bpf_verifier_log *log,
18979                             const struct bpf_prog *prog,
18980                             const struct bpf_prog *tgt_prog,
18981                             u32 btf_id,
18982                             struct bpf_attach_target_info *tgt_info)
18983 {
18984         bool prog_extension = prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT;
18985         const char prefix[] = "btf_trace_";
18986         int ret = 0, subprog = -1, i;
18987         const struct btf_type *t;
18988         bool conservative = true;
18989         const char *tname;
18990         struct btf *btf;
18991         long addr = 0;
18992         struct module *mod = NULL;
18993
18994         if (!btf_id) {
18995                 bpf_log(log, "Tracing programs must provide btf_id\n");
18996                 return -EINVAL;
18997         }
18998         btf = tgt_prog ? tgt_prog->aux->btf : prog->aux->attach_btf;
18999         if (!btf) {
19000                 bpf_log(log,
19001                         "FENTRY/FEXIT program can only be attached to another program annotated with BTF\n");
19002                 return -EINVAL;
19003         }
19004         t = btf_type_by_id(btf, btf_id);
19005         if (!t) {
19006                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u is invalid\n", btf_id);
19007                 return -EINVAL;
19008         }
19009         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
19010         if (!tname) {
19011                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u doesn't have a name\n", btf_id);
19012                 return -EINVAL;
19013         }
19014         if (tgt_prog) {
19015                 struct bpf_prog_aux *aux = tgt_prog->aux;
19016
19017                 if (bpf_prog_is_dev_bound(prog->aux) &&
19018                     !bpf_prog_dev_bound_match(prog, tgt_prog)) {
19019                         bpf_log(log, "Target program bound device mismatch");
19020                         return -EINVAL;
19021                 }
19022
19023                 for (i = 0; i < aux->func_info_cnt; i++)
19024                         if (aux->func_info[i].type_id == btf_id) {
19025                                 subprog = i;
19026                                 break;
19027                         }
19028                 if (subprog == -1) {
19029                         bpf_log(log, "Subprog %s doesn't exist\n", tname);
19030                         return -EINVAL;
19031                 }
19032                 conservative = aux->func_info_aux[subprog].unreliable;
19033                 if (prog_extension) {
19034                         if (conservative) {
19035                                 bpf_log(log,
19036                                         "Cannot replace static functions\n");
19037                                 return -EINVAL;
19038                         }
19039                         if (!prog->jit_requested) {
19040                                 bpf_log(log,
19041                                         "Extension programs should be JITed\n");
19042                                 return -EINVAL;
19043                         }
19044                 }
19045                 if (!tgt_prog->jited) {
19046                         bpf_log(log, "Can attach to only JITed progs\n");
19047                         return -EINVAL;
19048                 }
19049                 if (tgt_prog->type == prog->type) {
19050                         /* Cannot fentry/fexit another fentry/fexit program.
19051                          * Cannot attach program extension to another extension.
19052                          * It's ok to attach fentry/fexit to extension program.
19053                          */
19054                         bpf_log(log, "Cannot recursively attach\n");
19055                         return -EINVAL;
19056                 }
19057                 if (tgt_prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
19058                     prog_extension &&
19059                     (tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FENTRY ||
19060                      tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FEXIT)) {
19061                         /* Program extensions can extend all program types
19062                          * except fentry/fexit. The reason is the following.
19063                          * The fentry/fexit programs are used for performance
19064                          * analysis, stats and can be attached to any program
19065                          * type except themselves. When extension program is
19066                          * replacing XDP function it is necessary to allow
19067                          * performance analysis of all functions. Both original
19068                          * XDP program and its program extension. Hence
19069                          * attaching fentry/fexit to BPF_PROG_TYPE_EXT is
19070                          * allowed. If extending of fentry/fexit was allowed it
19071                          * would be possible to create long call chain
19072                          * fentry->extension->fentry->extension beyond
19073                          * reasonable stack size. Hence extending fentry is not
19074                          * allowed.
19075                          */
19076                         bpf_log(log, "Cannot extend fentry/fexit\n");
19077                         return -EINVAL;
19078                 }
19079         } else {
19080                 if (prog_extension) {
19081                         bpf_log(log, "Cannot replace kernel functions\n");
19082                         return -EINVAL;
19083                 }
19084         }
19085
19086         switch (prog->expected_attach_type) {
19087         case BPF_TRACE_RAW_TP:
19088                 if (tgt_prog) {
19089                         bpf_log(log,
19090                                 "Only FENTRY/FEXIT progs are attachable to another BPF prog\n");
19091                         return -EINVAL;
19092                 }
19093                 if (!btf_type_is_typedef(t)) {
19094                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a typedef\n",
19095                                 btf_id);
19096                         return -EINVAL;
19097                 }
19098                 if (strncmp(prefix, tname, sizeof(prefix) - 1)) {
19099                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u points to wrong type name %s\n",
19100                                 btf_id, tname);
19101                         return -EINVAL;
19102                 }
19103                 tname += sizeof(prefix) - 1;
19104                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
19105                 if (!btf_type_is_ptr(t))
19106                         /* should never happen in valid vmlinux build */
19107                         return -EINVAL;
19108                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
19109                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
19110                         /* should never happen in valid vmlinux build */
19111                         return -EINVAL;
19112
19113                 break;
19114         case BPF_TRACE_ITER:
19115                 if (!btf_type_is_func(t)) {
19116                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
19117                                 btf_id);
19118                         return -EINVAL;
19119                 }
19120                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
19121                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
19122                         return -EINVAL;
19123                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
19124                 if (ret)
19125                         return ret;
19126                 break;
19127         default:
19128                 if (!prog_extension)
19129                         return -EINVAL;
19130                 fallthrough;
19131         case BPF_MODIFY_RETURN:
19132         case BPF_LSM_MAC:
19133         case BPF_LSM_CGROUP:
19134         case BPF_TRACE_FENTRY:
19135         case BPF_TRACE_FEXIT:
19136                 if (!btf_type_is_func(t)) {
19137                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
19138                                 btf_id);
19139                         return -EINVAL;
19140                 }
19141                 if (prog_extension &&
19142                     btf_check_type_match(log, prog, btf, t))
19143                         return -EINVAL;
19144                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
19145                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
19146                         return -EINVAL;
19147
19148                 if ((prog->aux->saved_dst_prog_type || prog->aux->saved_dst_attach_type) &&
19149                     (!tgt_prog || prog->aux->saved_dst_prog_type != tgt_prog->type ||
19150                      prog->aux->saved_dst_attach_type != tgt_prog->expected_attach_type))
19151                         return -EINVAL;
19152
19153                 if (tgt_prog && conservative)
19154                         t = NULL;
19155
19156                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
19157                 if (ret < 0)
19158                         return ret;
19159
19160                 if (tgt_prog) {
19161                         if (subprog == 0)
19162                                 addr = (long) tgt_prog->bpf_func;
19163                         else
19164                                 addr = (long) tgt_prog->aux->func[subprog]->bpf_func;
19165                 } else {
19166                         if (btf_is_module(btf)) {
19167                                 mod = btf_try_get_module(btf);
19168                                 if (mod)
19169                                         addr = find_kallsyms_symbol_value(mod, tname);
19170                                 else
19171                                         addr = 0;
19172                         } else {
19173                                 addr = kallsyms_lookup_name(tname);
19174                         }
19175                         if (!addr) {
19176                                 module_put(mod);
19177                                 bpf_log(log,
19178                                         "The address of function %s cannot be found\n",
19179                                         tname);
19180                                 return -ENOENT;
19181                         }
19182                 }
19183
19184                 if (prog->aux->sleepable) {
19185                         ret = -EINVAL;
19186                         switch (prog->type) {
19187                         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
19188
19189                                 /* fentry/fexit/fmod_ret progs can be sleepable if they are
19190                                  * attached to ALLOW_ERROR_INJECTION and are not in denylist.
19191                                  */
19192                                 if (!check_non_sleepable_error_inject(btf_id) &&
19193                                     within_error_injection_list(addr))
19194                                         ret = 0;
19195                                 /* fentry/fexit/fmod_ret progs can also be sleepable if they are
19196                                  * in the fmodret id set with the KF_SLEEPABLE flag.
19197                                  */
19198                                 else {
19199                                         u32 *flags = btf_kfunc_is_modify_return(btf, btf_id,
19200                                                                                 prog);
19201
19202                                         if (flags && (*flags & KF_SLEEPABLE))
19203                                                 ret = 0;
19204                                 }
19205                                 break;
19206                         case BPF_PROG_TYPE_LSM:
19207                                 /* LSM progs check that they are attached to bpf_lsm_*() funcs.
19208                                  * Only some of them are sleepable.
19209                                  */
19210                                 if (bpf_lsm_is_sleepable_hook(btf_id))
19211                                         ret = 0;
19212                                 break;
19213                         default:
19214                                 break;
19215                         }
19216                         if (ret) {
19217                                 module_put(mod);
19218                                 bpf_log(log, "%s is not sleepable\n", tname);
19219                                 return ret;
19220                         }
19221                 } else if (prog->expected_attach_type == BPF_MODIFY_RETURN) {
19222                         if (tgt_prog) {
19223                                 module_put(mod);
19224                                 bpf_log(log, "can't modify return codes of BPF programs\n");
19225                                 return -EINVAL;
19226                         }
19227                         ret = -EINVAL;
19228                         if (btf_kfunc_is_modify_return(btf, btf_id, prog) ||
19229                             !check_attach_modify_return(addr, tname))
19230                                 ret = 0;
19231                         if (ret) {
19232                                 module_put(mod);
19233                                 bpf_log(log, "%s() is not modifiable\n", tname);
19234                                 return ret;
19235                         }
19236                 }
19237
19238                 break;
19239         }
19240         tgt_info->tgt_addr = addr;
19241         tgt_info->tgt_name = tname;
19242         tgt_info->tgt_type = t;
19243         tgt_info->tgt_mod = mod;
19244         return 0;
19245 }
19246
19247 BTF_SET_START(btf_id_deny)
19248 BTF_ID_UNUSED
19249 #ifdef CONFIG_SMP
19250 BTF_ID(func, migrate_disable)
19251 BTF_ID(func, migrate_enable)
19252 #endif
19253 #if !defined CONFIG_PREEMPT_RCU && !defined CONFIG_TINY_RCU
19254 BTF_ID(func, rcu_read_unlock_strict)
19255 #endif
19256 #if defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || defined(CONFIG_TRACE_PREEMPT_TOGGLE)
19257 BTF_ID(func, preempt_count_add)
19258 BTF_ID(func, preempt_count_sub)
19259 #endif
19260 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU
19261 BTF_ID(func, __rcu_read_lock)
19262 BTF_ID(func, __rcu_read_unlock)
19263 #endif
19264 BTF_SET_END(btf_id_deny)
19265
19266 static bool can_be_sleepable(struct bpf_prog *prog)
19267 {
19268         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING) {
19269                 switch (prog->expected_attach_type) {
19270                 case BPF_TRACE_FENTRY:
19271                 case BPF_TRACE_FEXIT:
19272                 case BPF_MODIFY_RETURN:
19273                 case BPF_TRACE_ITER:
19274                         return true;
19275                 default:
19276                         return false;
19277                 }
19278         }
19279         return prog->type == BPF_PROG_TYPE_LSM ||
19280                prog->type == BPF_PROG_TYPE_KPROBE /* only for uprobes */ ||
19281                prog->type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS;
19282 }
19283
19284 static int check_attach_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
19285 {
19286         struct bpf_prog *prog = env->prog;
19287         struct bpf_prog *tgt_prog = prog->aux->dst_prog;
19288         struct bpf_attach_target_info tgt_info = {};
19289         u32 btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
19290         struct bpf_trampoline *tr;
19291         int ret;
19292         u64 key;
19293
19294         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_SYSCALL) {
19295                 if (prog->aux->sleepable)
19296                         /* attach_btf_id checked to be zero already */
19297                         return 0;
19298                 verbose(env, "Syscall programs can only be sleepable\n");
19299                 return -EINVAL;
19300         }
19301
19302         if (prog->aux->sleepable && !can_be_sleepable(prog)) {
19303                 verbose(env, "Only fentry/fexit/fmod_ret, lsm, iter, uprobe, and struct_ops programs can be sleepable\n");
19304                 return -EINVAL;
19305         }
19306
19307         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS)
19308                 return check_struct_ops_btf_id(env);
19309
19310         if (prog->type != BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
19311             prog->type != BPF_PROG_TYPE_LSM &&
19312             prog->type != BPF_PROG_TYPE_EXT)
19313                 return 0;
19314
19315         ret = bpf_check_attach_target(&env->log, prog, tgt_prog, btf_id, &tgt_info);
19316         if (ret)
19317                 return ret;
19318
19319         if (tgt_prog && prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
19320                 /* to make freplace equivalent to their targets, they need to
19321                  * inherit env->ops and expected_attach_type for the rest of the
19322                  * verification
19323                  */
19324                 env->ops = bpf_verifier_ops[tgt_prog->type];
19325                 prog->expected_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
19326         }
19327
19328         /* store info about the attachment target that will be used later */
19329         prog->aux->attach_func_proto = tgt_info.tgt_type;
19330         prog->aux->attach_func_name = tgt_info.tgt_name;
19331         prog->aux->mod = tgt_info.tgt_mod;
19332
19333         if (tgt_prog) {
19334                 prog->aux->saved_dst_prog_type = tgt_prog->type;
19335                 prog->aux->saved_dst_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
19336         }
19337
19338         if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_RAW_TP) {
19339                 prog->aux->attach_btf_trace = true;
19340                 return 0;
19341         } else if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_ITER) {
19342                 if (!bpf_iter_prog_supported(prog))
19343                         return -EINVAL;
19344                 return 0;
19345         }
19346
19347         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_LSM) {
19348                 ret = bpf_lsm_verify_prog(&env->log, prog);
19349                 if (ret < 0)
19350                         return ret;
19351         } else if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
19352                    btf_id_set_contains(&btf_id_deny, btf_id)) {
19353                 return -EINVAL;
19354         }
19355
19356         key = bpf_trampoline_compute_key(tgt_prog, prog->aux->attach_btf, btf_id);
19357         tr = bpf_trampoline_get(key, &tgt_info);
19358         if (!tr)
19359                 return -ENOMEM;
19360
19361         prog->aux->dst_trampoline = tr;
19362         return 0;
19363 }
19364
19365 struct btf *bpf_get_btf_vmlinux(void)
19366 {
19367         if (!btf_vmlinux && IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_INFO_BTF)) {
19368                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
19369                 if (!btf_vmlinux)
19370                         btf_vmlinux = btf_parse_vmlinux();
19371                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
19372         }
19373         return btf_vmlinux;
19374 }
19375
19376 int bpf_check(struct bpf_prog **prog, union bpf_attr *attr, bpfptr_t uattr, __u32 uattr_size)
19377 {
19378         u64 start_time = ktime_get_ns();
19379         struct bpf_verifier_env *env;
19380         int i, len, ret = -EINVAL, err;
19381         u32 log_true_size;
19382         bool is_priv;
19383
19384         /* no program is valid */
19385         if (ARRAY_SIZE(bpf_verifier_ops) == 0)
19386                 return -EINVAL;
19387
19388         /* 'struct bpf_verifier_env' can be global, but since it's not small,
19389          * allocate/free it every time bpf_check() is called
19390          */
19391         env = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_env), GFP_KERNEL);
19392         if (!env)
19393                 return -ENOMEM;
19394
19395         env->bt.env = env;
19396
19397         len = (*prog)->len;
19398         env->insn_aux_data =
19399                 vzalloc(array_size(sizeof(struct bpf_insn_aux_data), len));
19400         ret = -ENOMEM;
19401         if (!env->insn_aux_data)
19402                 goto err_free_env;
19403         for (i = 0; i < len; i++)
19404                 env->insn_aux_data[i].orig_idx = i;
19405         env->prog = *prog;
19406         env->ops = bpf_verifier_ops[env->prog->type];
19407         env->fd_array = make_bpfptr(attr->fd_array, uattr.is_kernel);
19408         is_priv = bpf_capable();
19409
19410         bpf_get_btf_vmlinux();
19411
19412         /* grab the mutex to protect few globals used by verifier */
19413         if (!is_priv)
19414                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
19415
19416         /* user could have requested verbose verifier output
19417          * and supplied buffer to store the verification trace
19418          */
19419         ret = bpf_vlog_init(&env->log, attr->log_level,
19420                             (char __user *) (unsigned long) attr->log_buf,
19421                             attr->log_size);
19422         if (ret)
19423                 goto err_unlock;
19424
19425         mark_verifier_state_clean(env);
19426
19427         if (IS_ERR(btf_vmlinux)) {
19428                 /* Either gcc or pahole or kernel are broken. */
19429                 verbose(env, "in-kernel BTF is malformed\n");
19430                 ret = PTR_ERR(btf_vmlinux);
19431                 goto skip_full_check;
19432         }
19433
19434         env->strict_alignment = !!(attr->prog_flags & BPF_F_STRICT_ALIGNMENT);
19435         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS))
19436                 env->strict_alignment = true;
19437         if (attr->prog_flags & BPF_F_ANY_ALIGNMENT)
19438                 env->strict_alignment = false;
19439
19440         env->allow_ptr_leaks = bpf_allow_ptr_leaks();
19441         env->allow_uninit_stack = bpf_allow_uninit_stack();
19442         env->bypass_spec_v1 = bpf_bypass_spec_v1();
19443         env->bypass_spec_v4 = bpf_bypass_spec_v4();
19444         env->bpf_capable = bpf_capable();
19445
19446         if (is_priv)
19447                 env->test_state_freq = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_STATE_FREQ;
19448
19449         env->explored_states = kvcalloc(state_htab_size(env),
19450                                        sizeof(struct bpf_verifier_state_list *),
19451                                        GFP_USER);
19452         ret = -ENOMEM;
19453         if (!env->explored_states)
19454                 goto skip_full_check;
19455
19456         ret = add_subprog_and_kfunc(env);
19457         if (ret < 0)
19458                 goto skip_full_check;
19459
19460         ret = check_subprogs(env);
19461         if (ret < 0)
19462                 goto skip_full_check;
19463
19464         ret = check_btf_info(env, attr, uattr);
19465         if (ret < 0)
19466                 goto skip_full_check;
19467
19468         ret = check_attach_btf_id(env);
19469         if (ret)
19470                 goto skip_full_check;
19471
19472         ret = resolve_pseudo_ldimm64(env);
19473         if (ret < 0)
19474                 goto skip_full_check;
19475
19476         if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
19477                 ret = bpf_prog_offload_verifier_prep(env->prog);
19478                 if (ret)
19479                         goto skip_full_check;
19480         }
19481
19482         ret = check_cfg(env);
19483         if (ret < 0)
19484                 goto skip_full_check;
19485
19486         ret = do_check_subprogs(env);
19487         ret = ret ?: do_check_main(env);
19488
19489         if (ret == 0 && bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
19490                 ret = bpf_prog_offload_finalize(env);
19491
19492 skip_full_check:
19493         kvfree(env->explored_states);
19494
19495         if (ret == 0)
19496                 ret = check_max_stack_depth(env);
19497
19498         /* instruction rewrites happen after this point */
19499         if (ret == 0)
19500                 ret = optimize_bpf_loop(env);
19501
19502         if (is_priv) {
19503                 if (ret == 0)
19504                         opt_hard_wire_dead_code_branches(env);
19505                 if (ret == 0)
19506                         ret = opt_remove_dead_code(env);
19507                 if (ret == 0)
19508                         ret = opt_remove_nops(env);
19509         } else {
19510                 if (ret == 0)
19511                         sanitize_dead_code(env);
19512         }
19513
19514         if (ret == 0)
19515                 /* program is valid, convert *(u32*)(ctx + off) accesses */
19516                 ret = convert_ctx_accesses(env);
19517
19518         if (ret == 0)
19519                 ret = do_misc_fixups(env);
19520
19521         /* do 32-bit optimization after insn patching has done so those patched
19522          * insns could be handled correctly.
19523          */
19524         if (ret == 0 && !bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
19525                 ret = opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(env, attr);
19526                 env->prog->aux->verifier_zext = bpf_jit_needs_zext() ? !ret
19527                                                                      : false;
19528         }
19529
19530         if (ret == 0)
19531                 ret = fixup_call_args(env);
19532
19533         env->verification_time = ktime_get_ns() - start_time;
19534         print_verification_stats(env);
19535         env->prog->aux->verified_insns = env->insn_processed;
19536
19537         /* preserve original error even if log finalization is successful */
19538         err = bpf_vlog_finalize(&env->log, &log_true_size);
19539         if (err)
19540                 ret = err;
19541
19542         if (uattr_size >= offsetofend(union bpf_attr, log_true_size) &&
19543             copy_to_bpfptr_offset(uattr, offsetof(union bpf_attr, log_true_size),
19544                                   &log_true_size, sizeof(log_true_size))) {
19545                 ret = -EFAULT;
19546                 goto err_release_maps;
19547         }
19548
19549         if (ret)
19550                 goto err_release_maps;
19551
19552         if (env->used_map_cnt) {
19553                 /* if program passed verifier, update used_maps in bpf_prog_info */
19554                 env->prog->aux->used_maps = kmalloc_array(env->used_map_cnt,
19555                                                           sizeof(env->used_maps[0]),
19556                                                           GFP_KERNEL);
19557
19558                 if (!env->prog->aux->used_maps) {
19559                         ret = -ENOMEM;
19560                         goto err_release_maps;
19561                 }
19562
19563                 memcpy(env->prog->aux->used_maps, env->used_maps,
19564                        sizeof(env->used_maps[0]) * env->used_map_cnt);
19565                 env->prog->aux->used_map_cnt = env->used_map_cnt;
19566         }
19567         if (env->used_btf_cnt) {
19568                 /* if program passed verifier, update used_btfs in bpf_prog_aux */
19569                 env->prog->aux->used_btfs = kmalloc_array(env->used_btf_cnt,
19570                                                           sizeof(env->used_btfs[0]),
19571                                                           GFP_KERNEL);
19572                 if (!env->prog->aux->used_btfs) {
19573                         ret = -ENOMEM;
19574                         goto err_release_maps;
19575                 }
19576
19577                 memcpy(env->prog->aux->used_btfs, env->used_btfs,
19578                        sizeof(env->used_btfs[0]) * env->used_btf_cnt);
19579                 env->prog->aux->used_btf_cnt = env->used_btf_cnt;
19580         }
19581         if (env->used_map_cnt || env->used_btf_cnt) {
19582                 /* program is valid. Convert pseudo bpf_ld_imm64 into generic
19583                  * bpf_ld_imm64 instructions
19584                  */
19585                 convert_pseudo_ld_imm64(env);
19586         }
19587
19588         adjust_btf_func(env);
19589
19590 err_release_maps:
19591         if (!env->prog->aux->used_maps)
19592                 /* if we didn't copy map pointers into bpf_prog_info, release
19593                  * them now. Otherwise free_used_maps() will release them.
19594                  */
19595                 release_maps(env);
19596         if (!env->prog->aux->used_btfs)
19597                 release_btfs(env);
19598
19599         /* extension progs temporarily inherit the attach_type of their targets
19600            for verification purposes, so set it back to zero before returning
19601          */
19602         if (env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT)
19603                 env->prog->expected_attach_type = 0;
19604
19605         *prog = env->prog;
19606 err_unlock:
19607         if (!is_priv)
19608                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
19609         vfree(env->insn_aux_data);
19610 err_free_env:
19611         kfree(env);
19612         return ret;
19613 }