Merge tag 'for-netdev' of https://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/bpf/bpf...
[linux-2.6-microblaze.git] / kernel / bpf / verifier.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /* Copyright (c) 2011-2014 PLUMgrid, http://plumgrid.com
3  * Copyright (c) 2016 Facebook
4  * Copyright (c) 2018 Covalent IO, Inc. http://covalent.io
5  */
6 #include <uapi/linux/btf.h>
7 #include <linux/bpf-cgroup.h>
8 #include <linux/kernel.h>
9 #include <linux/types.h>
10 #include <linux/slab.h>
11 #include <linux/bpf.h>
12 #include <linux/btf.h>
13 #include <linux/bpf_verifier.h>
14 #include <linux/filter.h>
15 #include <net/netlink.h>
16 #include <linux/file.h>
17 #include <linux/vmalloc.h>
18 #include <linux/stringify.h>
19 #include <linux/bsearch.h>
20 #include <linux/sort.h>
21 #include <linux/perf_event.h>
22 #include <linux/ctype.h>
23 #include <linux/error-injection.h>
24 #include <linux/bpf_lsm.h>
25 #include <linux/btf_ids.h>
26 #include <linux/poison.h>
27 #include <linux/module.h>
28 #include <linux/cpumask.h>
29
30 #include "disasm.h"
31
32 static const struct bpf_verifier_ops * const bpf_verifier_ops[] = {
33 #define BPF_PROG_TYPE(_id, _name, prog_ctx_type, kern_ctx_type) \
34         [_id] = & _name ## _verifier_ops,
35 #define BPF_MAP_TYPE(_id, _ops)
36 #define BPF_LINK_TYPE(_id, _name)
37 #include <linux/bpf_types.h>
38 #undef BPF_PROG_TYPE
39 #undef BPF_MAP_TYPE
40 #undef BPF_LINK_TYPE
41 };
42
43 /* bpf_check() is a static code analyzer that walks eBPF program
44  * instruction by instruction and updates register/stack state.
45  * All paths of conditional branches are analyzed until 'bpf_exit' insn.
46  *
47  * The first pass is depth-first-search to check that the program is a DAG.
48  * It rejects the following programs:
49  * - larger than BPF_MAXINSNS insns
50  * - if loop is present (detected via back-edge)
51  * - unreachable insns exist (shouldn't be a forest. program = one function)
52  * - out of bounds or malformed jumps
53  * The second pass is all possible path descent from the 1st insn.
54  * Since it's analyzing all paths through the program, the length of the
55  * analysis is limited to 64k insn, which may be hit even if total number of
56  * insn is less then 4K, but there are too many branches that change stack/regs.
57  * Number of 'branches to be analyzed' is limited to 1k
58  *
59  * On entry to each instruction, each register has a type, and the instruction
60  * changes the types of the registers depending on instruction semantics.
61  * If instruction is BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_5), then type of R5 is
62  * copied to R1.
63  *
64  * All registers are 64-bit.
65  * R0 - return register
66  * R1-R5 argument passing registers
67  * R6-R9 callee saved registers
68  * R10 - frame pointer read-only
69  *
70  * At the start of BPF program the register R1 contains a pointer to bpf_context
71  * and has type PTR_TO_CTX.
72  *
73  * Verifier tracks arithmetic operations on pointers in case:
74  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_10),
75  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_1, -20),
76  * 1st insn copies R10 (which has FRAME_PTR) type into R1
77  * and 2nd arithmetic instruction is pattern matched to recognize
78  * that it wants to construct a pointer to some element within stack.
79  * So after 2nd insn, the register R1 has type PTR_TO_STACK
80  * (and -20 constant is saved for further stack bounds checking).
81  * Meaning that this reg is a pointer to stack plus known immediate constant.
82  *
83  * Most of the time the registers have SCALAR_VALUE type, which
84  * means the register has some value, but it's not a valid pointer.
85  * (like pointer plus pointer becomes SCALAR_VALUE type)
86  *
87  * When verifier sees load or store instructions the type of base register
88  * can be: PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_CTX, PTR_TO_STACK, PTR_TO_SOCKET. These are
89  * four pointer types recognized by check_mem_access() function.
90  *
91  * PTR_TO_MAP_VALUE means that this register is pointing to 'map element value'
92  * and the range of [ptr, ptr + map's value_size) is accessible.
93  *
94  * registers used to pass values to function calls are checked against
95  * function argument constraints.
96  *
97  * ARG_PTR_TO_MAP_KEY is one of such argument constraints.
98  * It means that the register type passed to this function must be
99  * PTR_TO_STACK and it will be used inside the function as
100  * 'pointer to map element key'
101  *
102  * For example the argument constraints for bpf_map_lookup_elem():
103  *   .ret_type = RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL,
104  *   .arg1_type = ARG_CONST_MAP_PTR,
105  *   .arg2_type = ARG_PTR_TO_MAP_KEY,
106  *
107  * ret_type says that this function returns 'pointer to map elem value or null'
108  * function expects 1st argument to be a const pointer to 'struct bpf_map' and
109  * 2nd argument should be a pointer to stack, which will be used inside
110  * the helper function as a pointer to map element key.
111  *
112  * On the kernel side the helper function looks like:
113  * u64 bpf_map_lookup_elem(u64 r1, u64 r2, u64 r3, u64 r4, u64 r5)
114  * {
115  *    struct bpf_map *map = (struct bpf_map *) (unsigned long) r1;
116  *    void *key = (void *) (unsigned long) r2;
117  *    void *value;
118  *
119  *    here kernel can access 'key' and 'map' pointers safely, knowing that
120  *    [key, key + map->key_size) bytes are valid and were initialized on
121  *    the stack of eBPF program.
122  * }
123  *
124  * Corresponding eBPF program may look like:
125  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_2, BPF_REG_10),  // after this insn R2 type is FRAME_PTR
126  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_2, -4), // after this insn R2 type is PTR_TO_STACK
127  *    BPF_LD_MAP_FD(BPF_REG_1, map_fd),      // after this insn R1 type is CONST_PTR_TO_MAP
128  *    BPF_RAW_INSN(BPF_JMP | BPF_CALL, 0, 0, 0, BPF_FUNC_map_lookup_elem),
129  * here verifier looks at prototype of map_lookup_elem() and sees:
130  * .arg1_type == ARG_CONST_MAP_PTR and R1->type == CONST_PTR_TO_MAP, which is ok,
131  * Now verifier knows that this map has key of R1->map_ptr->key_size bytes
132  *
133  * Then .arg2_type == ARG_PTR_TO_MAP_KEY and R2->type == PTR_TO_STACK, ok so far,
134  * Now verifier checks that [R2, R2 + map's key_size) are within stack limits
135  * and were initialized prior to this call.
136  * If it's ok, then verifier allows this BPF_CALL insn and looks at
137  * .ret_type which is RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL, so it sets
138  * R0->type = PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL which means bpf_map_lookup_elem() function
139  * returns either pointer to map value or NULL.
140  *
141  * When type PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL passes through 'if (reg != 0) goto +off'
142  * insn, the register holding that pointer in the true branch changes state to
143  * PTR_TO_MAP_VALUE and the same register changes state to CONST_IMM in the false
144  * branch. See check_cond_jmp_op().
145  *
146  * After the call R0 is set to return type of the function and registers R1-R5
147  * are set to NOT_INIT to indicate that they are no longer readable.
148  *
149  * The following reference types represent a potential reference to a kernel
150  * resource which, after first being allocated, must be checked and freed by
151  * the BPF program:
152  * - PTR_TO_SOCKET_OR_NULL, PTR_TO_SOCKET
153  *
154  * When the verifier sees a helper call return a reference type, it allocates a
155  * pointer id for the reference and stores it in the current function state.
156  * Similar to the way that PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL is converted into
157  * PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_SOCKET_OR_NULL becomes PTR_TO_SOCKET when the type
158  * passes through a NULL-check conditional. For the branch wherein the state is
159  * changed to CONST_IMM, the verifier releases the reference.
160  *
161  * For each helper function that allocates a reference, such as
162  * bpf_sk_lookup_tcp(), there is a corresponding release function, such as
163  * bpf_sk_release(). When a reference type passes into the release function,
164  * the verifier also releases the reference. If any unchecked or unreleased
165  * reference remains at the end of the program, the verifier rejects it.
166  */
167
168 /* verifier_state + insn_idx are pushed to stack when branch is encountered */
169 struct bpf_verifier_stack_elem {
170         /* verifer state is 'st'
171          * before processing instruction 'insn_idx'
172          * and after processing instruction 'prev_insn_idx'
173          */
174         struct bpf_verifier_state st;
175         int insn_idx;
176         int prev_insn_idx;
177         struct bpf_verifier_stack_elem *next;
178         /* length of verifier log at the time this state was pushed on stack */
179         u32 log_pos;
180 };
181
182 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ    8192
183 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES     64
184
185 #define BPF_MAP_KEY_POISON      (1ULL << 63)
186 #define BPF_MAP_KEY_SEEN        (1ULL << 62)
187
188 #define BPF_MAP_PTR_UNPRIV      1UL
189 #define BPF_MAP_PTR_POISON      ((void *)((0xeB9FUL << 1) +     \
190                                           POISON_POINTER_DELTA))
191 #define BPF_MAP_PTR(X)          ((struct bpf_map *)((X) & ~BPF_MAP_PTR_UNPRIV))
192
193 static int acquire_reference_state(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx);
194 static int release_reference(struct bpf_verifier_env *env, int ref_obj_id);
195 static void invalidate_non_owning_refs(struct bpf_verifier_env *env);
196 static bool in_rbtree_lock_required_cb(struct bpf_verifier_env *env);
197 static int ref_set_non_owning(struct bpf_verifier_env *env,
198                               struct bpf_reg_state *reg);
199 static void specialize_kfunc(struct bpf_verifier_env *env,
200                              u32 func_id, u16 offset, unsigned long *addr);
201 static bool is_trusted_reg(const struct bpf_reg_state *reg);
202
203 static bool bpf_map_ptr_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
204 {
205         return BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) == BPF_MAP_PTR_POISON;
206 }
207
208 static bool bpf_map_ptr_unpriv(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
209 {
210         return aux->map_ptr_state & BPF_MAP_PTR_UNPRIV;
211 }
212
213 static void bpf_map_ptr_store(struct bpf_insn_aux_data *aux,
214                               const struct bpf_map *map, bool unpriv)
215 {
216         BUILD_BUG_ON((unsigned long)BPF_MAP_PTR_POISON & BPF_MAP_PTR_UNPRIV);
217         unpriv |= bpf_map_ptr_unpriv(aux);
218         aux->map_ptr_state = (unsigned long)map |
219                              (unpriv ? BPF_MAP_PTR_UNPRIV : 0UL);
220 }
221
222 static bool bpf_map_key_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
223 {
224         return aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_POISON;
225 }
226
227 static bool bpf_map_key_unseen(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
228 {
229         return !(aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_SEEN);
230 }
231
232 static u64 bpf_map_key_immediate(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
233 {
234         return aux->map_key_state & ~(BPF_MAP_KEY_SEEN | BPF_MAP_KEY_POISON);
235 }
236
237 static void bpf_map_key_store(struct bpf_insn_aux_data *aux, u64 state)
238 {
239         bool poisoned = bpf_map_key_poisoned(aux);
240
241         aux->map_key_state = state | BPF_MAP_KEY_SEEN |
242                              (poisoned ? BPF_MAP_KEY_POISON : 0ULL);
243 }
244
245 static bool bpf_helper_call(const struct bpf_insn *insn)
246 {
247         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
248                insn->src_reg == 0;
249 }
250
251 static bool bpf_pseudo_call(const struct bpf_insn *insn)
252 {
253         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
254                insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL;
255 }
256
257 static bool bpf_pseudo_kfunc_call(const struct bpf_insn *insn)
258 {
259         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
260                insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL;
261 }
262
263 struct bpf_call_arg_meta {
264         struct bpf_map *map_ptr;
265         bool raw_mode;
266         bool pkt_access;
267         u8 release_regno;
268         int regno;
269         int access_size;
270         int mem_size;
271         u64 msize_max_value;
272         int ref_obj_id;
273         int dynptr_id;
274         int map_uid;
275         int func_id;
276         struct btf *btf;
277         u32 btf_id;
278         struct btf *ret_btf;
279         u32 ret_btf_id;
280         u32 subprogno;
281         struct btf_field *kptr_field;
282 };
283
284 struct bpf_kfunc_call_arg_meta {
285         /* In parameters */
286         struct btf *btf;
287         u32 func_id;
288         u32 kfunc_flags;
289         const struct btf_type *func_proto;
290         const char *func_name;
291         /* Out parameters */
292         u32 ref_obj_id;
293         u8 release_regno;
294         bool r0_rdonly;
295         u32 ret_btf_id;
296         u64 r0_size;
297         u32 subprogno;
298         struct {
299                 u64 value;
300                 bool found;
301         } arg_constant;
302
303         /* arg_{btf,btf_id,owning_ref} are used by kfunc-specific handling,
304          * generally to pass info about user-defined local kptr types to later
305          * verification logic
306          *   bpf_obj_drop
307          *     Record the local kptr type to be drop'd
308          *   bpf_refcount_acquire (via KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR arg type)
309          *     Record the local kptr type to be refcount_incr'd and use
310          *     arg_owning_ref to determine whether refcount_acquire should be
311          *     fallible
312          */
313         struct btf *arg_btf;
314         u32 arg_btf_id;
315         bool arg_owning_ref;
316
317         struct {
318                 struct btf_field *field;
319         } arg_list_head;
320         struct {
321                 struct btf_field *field;
322         } arg_rbtree_root;
323         struct {
324                 enum bpf_dynptr_type type;
325                 u32 id;
326                 u32 ref_obj_id;
327         } initialized_dynptr;
328         struct {
329                 u8 spi;
330                 u8 frameno;
331         } iter;
332         u64 mem_size;
333 };
334
335 struct btf *btf_vmlinux;
336
337 static DEFINE_MUTEX(bpf_verifier_lock);
338
339 static const struct bpf_line_info *
340 find_linfo(const struct bpf_verifier_env *env, u32 insn_off)
341 {
342         const struct bpf_line_info *linfo;
343         const struct bpf_prog *prog;
344         u32 i, nr_linfo;
345
346         prog = env->prog;
347         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
348
349         if (!nr_linfo || insn_off >= prog->len)
350                 return NULL;
351
352         linfo = prog->aux->linfo;
353         for (i = 1; i < nr_linfo; i++)
354                 if (insn_off < linfo[i].insn_off)
355                         break;
356
357         return &linfo[i - 1];
358 }
359
360 __printf(2, 3) static void verbose(void *private_data, const char *fmt, ...)
361 {
362         struct bpf_verifier_env *env = private_data;
363         va_list args;
364
365         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
366                 return;
367
368         va_start(args, fmt);
369         bpf_verifier_vlog(&env->log, fmt, args);
370         va_end(args);
371 }
372
373 static const char *ltrim(const char *s)
374 {
375         while (isspace(*s))
376                 s++;
377
378         return s;
379 }
380
381 __printf(3, 4) static void verbose_linfo(struct bpf_verifier_env *env,
382                                          u32 insn_off,
383                                          const char *prefix_fmt, ...)
384 {
385         const struct bpf_line_info *linfo;
386
387         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
388                 return;
389
390         linfo = find_linfo(env, insn_off);
391         if (!linfo || linfo == env->prev_linfo)
392                 return;
393
394         if (prefix_fmt) {
395                 va_list args;
396
397                 va_start(args, prefix_fmt);
398                 bpf_verifier_vlog(&env->log, prefix_fmt, args);
399                 va_end(args);
400         }
401
402         verbose(env, "%s\n",
403                 ltrim(btf_name_by_offset(env->prog->aux->btf,
404                                          linfo->line_off)));
405
406         env->prev_linfo = linfo;
407 }
408
409 static void verbose_invalid_scalar(struct bpf_verifier_env *env,
410                                    struct bpf_reg_state *reg,
411                                    struct tnum *range, const char *ctx,
412                                    const char *reg_name)
413 {
414         char tn_buf[48];
415
416         verbose(env, "At %s the register %s ", ctx, reg_name);
417         if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
418                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
419                 verbose(env, "has value %s", tn_buf);
420         } else {
421                 verbose(env, "has unknown scalar value");
422         }
423         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), *range);
424         verbose(env, " should have been in %s\n", tn_buf);
425 }
426
427 static bool type_is_pkt_pointer(enum bpf_reg_type type)
428 {
429         type = base_type(type);
430         return type == PTR_TO_PACKET ||
431                type == PTR_TO_PACKET_META;
432 }
433
434 static bool type_is_sk_pointer(enum bpf_reg_type type)
435 {
436         return type == PTR_TO_SOCKET ||
437                 type == PTR_TO_SOCK_COMMON ||
438                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
439                 type == PTR_TO_XDP_SOCK;
440 }
441
442 static bool type_may_be_null(u32 type)
443 {
444         return type & PTR_MAYBE_NULL;
445 }
446
447 static bool reg_not_null(const struct bpf_reg_state *reg)
448 {
449         enum bpf_reg_type type;
450
451         type = reg->type;
452         if (type_may_be_null(type))
453                 return false;
454
455         type = base_type(type);
456         return type == PTR_TO_SOCKET ||
457                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
458                 type == PTR_TO_MAP_VALUE ||
459                 type == PTR_TO_MAP_KEY ||
460                 type == PTR_TO_SOCK_COMMON ||
461                 (type == PTR_TO_BTF_ID && is_trusted_reg(reg)) ||
462                 type == PTR_TO_MEM;
463 }
464
465 static bool type_is_ptr_alloc_obj(u32 type)
466 {
467         return base_type(type) == PTR_TO_BTF_ID && type_flag(type) & MEM_ALLOC;
468 }
469
470 static bool type_is_non_owning_ref(u32 type)
471 {
472         return type_is_ptr_alloc_obj(type) && type_flag(type) & NON_OWN_REF;
473 }
474
475 static struct btf_record *reg_btf_record(const struct bpf_reg_state *reg)
476 {
477         struct btf_record *rec = NULL;
478         struct btf_struct_meta *meta;
479
480         if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
481                 rec = reg->map_ptr->record;
482         } else if (type_is_ptr_alloc_obj(reg->type)) {
483                 meta = btf_find_struct_meta(reg->btf, reg->btf_id);
484                 if (meta)
485                         rec = meta->record;
486         }
487         return rec;
488 }
489
490 static bool subprog_is_global(const struct bpf_verifier_env *env, int subprog)
491 {
492         struct bpf_func_info_aux *aux = env->prog->aux->func_info_aux;
493
494         return aux && aux[subprog].linkage == BTF_FUNC_GLOBAL;
495 }
496
497 static bool reg_may_point_to_spin_lock(const struct bpf_reg_state *reg)
498 {
499         return btf_record_has_field(reg_btf_record(reg), BPF_SPIN_LOCK);
500 }
501
502 static bool type_is_rdonly_mem(u32 type)
503 {
504         return type & MEM_RDONLY;
505 }
506
507 static bool is_acquire_function(enum bpf_func_id func_id,
508                                 const struct bpf_map *map)
509 {
510         enum bpf_map_type map_type = map ? map->map_type : BPF_MAP_TYPE_UNSPEC;
511
512         if (func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_tcp ||
513             func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_udp ||
514             func_id == BPF_FUNC_skc_lookup_tcp ||
515             func_id == BPF_FUNC_ringbuf_reserve ||
516             func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg)
517                 return true;
518
519         if (func_id == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
520             (map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
521              map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH))
522                 return true;
523
524         return false;
525 }
526
527 static bool is_ptr_cast_function(enum bpf_func_id func_id)
528 {
529         return func_id == BPF_FUNC_tcp_sock ||
530                 func_id == BPF_FUNC_sk_fullsock ||
531                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_sock ||
532                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp6_sock ||
533                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_udp6_sock ||
534                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_mptcp_sock ||
535                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_timewait_sock ||
536                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_request_sock;
537 }
538
539 static bool is_dynptr_ref_function(enum bpf_func_id func_id)
540 {
541         return func_id == BPF_FUNC_dynptr_data;
542 }
543
544 static bool is_callback_calling_kfunc(u32 btf_id);
545
546 static bool is_callback_calling_function(enum bpf_func_id func_id)
547 {
548         return func_id == BPF_FUNC_for_each_map_elem ||
549                func_id == BPF_FUNC_timer_set_callback ||
550                func_id == BPF_FUNC_find_vma ||
551                func_id == BPF_FUNC_loop ||
552                func_id == BPF_FUNC_user_ringbuf_drain;
553 }
554
555 static bool is_async_callback_calling_function(enum bpf_func_id func_id)
556 {
557         return func_id == BPF_FUNC_timer_set_callback;
558 }
559
560 static bool is_storage_get_function(enum bpf_func_id func_id)
561 {
562         return func_id == BPF_FUNC_sk_storage_get ||
563                func_id == BPF_FUNC_inode_storage_get ||
564                func_id == BPF_FUNC_task_storage_get ||
565                func_id == BPF_FUNC_cgrp_storage_get;
566 }
567
568 static bool helper_multiple_ref_obj_use(enum bpf_func_id func_id,
569                                         const struct bpf_map *map)
570 {
571         int ref_obj_uses = 0;
572
573         if (is_ptr_cast_function(func_id))
574                 ref_obj_uses++;
575         if (is_acquire_function(func_id, map))
576                 ref_obj_uses++;
577         if (is_dynptr_ref_function(func_id))
578                 ref_obj_uses++;
579
580         return ref_obj_uses > 1;
581 }
582
583 static bool is_cmpxchg_insn(const struct bpf_insn *insn)
584 {
585         return BPF_CLASS(insn->code) == BPF_STX &&
586                BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC &&
587                insn->imm == BPF_CMPXCHG;
588 }
589
590 /* string representation of 'enum bpf_reg_type'
591  *
592  * Note that reg_type_str() can not appear more than once in a single verbose()
593  * statement.
594  */
595 static const char *reg_type_str(struct bpf_verifier_env *env,
596                                 enum bpf_reg_type type)
597 {
598         char postfix[16] = {0}, prefix[64] = {0};
599         static const char * const str[] = {
600                 [NOT_INIT]              = "?",
601                 [SCALAR_VALUE]          = "scalar",
602                 [PTR_TO_CTX]            = "ctx",
603                 [CONST_PTR_TO_MAP]      = "map_ptr",
604                 [PTR_TO_MAP_VALUE]      = "map_value",
605                 [PTR_TO_STACK]          = "fp",
606                 [PTR_TO_PACKET]         = "pkt",
607                 [PTR_TO_PACKET_META]    = "pkt_meta",
608                 [PTR_TO_PACKET_END]     = "pkt_end",
609                 [PTR_TO_FLOW_KEYS]      = "flow_keys",
610                 [PTR_TO_SOCKET]         = "sock",
611                 [PTR_TO_SOCK_COMMON]    = "sock_common",
612                 [PTR_TO_TCP_SOCK]       = "tcp_sock",
613                 [PTR_TO_TP_BUFFER]      = "tp_buffer",
614                 [PTR_TO_XDP_SOCK]       = "xdp_sock",
615                 [PTR_TO_BTF_ID]         = "ptr_",
616                 [PTR_TO_MEM]            = "mem",
617                 [PTR_TO_BUF]            = "buf",
618                 [PTR_TO_FUNC]           = "func",
619                 [PTR_TO_MAP_KEY]        = "map_key",
620                 [CONST_PTR_TO_DYNPTR]   = "dynptr_ptr",
621         };
622
623         if (type & PTR_MAYBE_NULL) {
624                 if (base_type(type) == PTR_TO_BTF_ID)
625                         strncpy(postfix, "or_null_", 16);
626                 else
627                         strncpy(postfix, "_or_null", 16);
628         }
629
630         snprintf(prefix, sizeof(prefix), "%s%s%s%s%s%s%s",
631                  type & MEM_RDONLY ? "rdonly_" : "",
632                  type & MEM_RINGBUF ? "ringbuf_" : "",
633                  type & MEM_USER ? "user_" : "",
634                  type & MEM_PERCPU ? "percpu_" : "",
635                  type & MEM_RCU ? "rcu_" : "",
636                  type & PTR_UNTRUSTED ? "untrusted_" : "",
637                  type & PTR_TRUSTED ? "trusted_" : ""
638         );
639
640         snprintf(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN, "%s%s%s",
641                  prefix, str[base_type(type)], postfix);
642         return env->tmp_str_buf;
643 }
644
645 static char slot_type_char[] = {
646         [STACK_INVALID] = '?',
647         [STACK_SPILL]   = 'r',
648         [STACK_MISC]    = 'm',
649         [STACK_ZERO]    = '0',
650         [STACK_DYNPTR]  = 'd',
651         [STACK_ITER]    = 'i',
652 };
653
654 static void print_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
655                            enum bpf_reg_liveness live)
656 {
657         if (live & (REG_LIVE_READ | REG_LIVE_WRITTEN | REG_LIVE_DONE))
658             verbose(env, "_");
659         if (live & REG_LIVE_READ)
660                 verbose(env, "r");
661         if (live & REG_LIVE_WRITTEN)
662                 verbose(env, "w");
663         if (live & REG_LIVE_DONE)
664                 verbose(env, "D");
665 }
666
667 static int __get_spi(s32 off)
668 {
669         return (-off - 1) / BPF_REG_SIZE;
670 }
671
672 static struct bpf_func_state *func(struct bpf_verifier_env *env,
673                                    const struct bpf_reg_state *reg)
674 {
675         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
676
677         return cur->frame[reg->frameno];
678 }
679
680 static bool is_spi_bounds_valid(struct bpf_func_state *state, int spi, int nr_slots)
681 {
682        int allocated_slots = state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE;
683
684        /* We need to check that slots between [spi - nr_slots + 1, spi] are
685         * within [0, allocated_stack).
686         *
687         * Please note that the spi grows downwards. For example, a dynptr
688         * takes the size of two stack slots; the first slot will be at
689         * spi and the second slot will be at spi - 1.
690         */
691        return spi - nr_slots + 1 >= 0 && spi < allocated_slots;
692 }
693
694 static int stack_slot_obj_get_spi(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
695                                   const char *obj_kind, int nr_slots)
696 {
697         int off, spi;
698
699         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
700                 verbose(env, "%s has to be at a constant offset\n", obj_kind);
701                 return -EINVAL;
702         }
703
704         off = reg->off + reg->var_off.value;
705         if (off % BPF_REG_SIZE) {
706                 verbose(env, "cannot pass in %s at an offset=%d\n", obj_kind, off);
707                 return -EINVAL;
708         }
709
710         spi = __get_spi(off);
711         if (spi + 1 < nr_slots) {
712                 verbose(env, "cannot pass in %s at an offset=%d\n", obj_kind, off);
713                 return -EINVAL;
714         }
715
716         if (!is_spi_bounds_valid(func(env, reg), spi, nr_slots))
717                 return -ERANGE;
718         return spi;
719 }
720
721 static int dynptr_get_spi(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
722 {
723         return stack_slot_obj_get_spi(env, reg, "dynptr", BPF_DYNPTR_NR_SLOTS);
724 }
725
726 static int iter_get_spi(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg, int nr_slots)
727 {
728         return stack_slot_obj_get_spi(env, reg, "iter", nr_slots);
729 }
730
731 static const char *btf_type_name(const struct btf *btf, u32 id)
732 {
733         return btf_name_by_offset(btf, btf_type_by_id(btf, id)->name_off);
734 }
735
736 static const char *dynptr_type_str(enum bpf_dynptr_type type)
737 {
738         switch (type) {
739         case BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL:
740                 return "local";
741         case BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF:
742                 return "ringbuf";
743         case BPF_DYNPTR_TYPE_SKB:
744                 return "skb";
745         case BPF_DYNPTR_TYPE_XDP:
746                 return "xdp";
747         case BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID:
748                 return "<invalid>";
749         default:
750                 WARN_ONCE(1, "unknown dynptr type %d\n", type);
751                 return "<unknown>";
752         }
753 }
754
755 static const char *iter_type_str(const struct btf *btf, u32 btf_id)
756 {
757         if (!btf || btf_id == 0)
758                 return "<invalid>";
759
760         /* we already validated that type is valid and has conforming name */
761         return btf_type_name(btf, btf_id) + sizeof(ITER_PREFIX) - 1;
762 }
763
764 static const char *iter_state_str(enum bpf_iter_state state)
765 {
766         switch (state) {
767         case BPF_ITER_STATE_ACTIVE:
768                 return "active";
769         case BPF_ITER_STATE_DRAINED:
770                 return "drained";
771         case BPF_ITER_STATE_INVALID:
772                 return "<invalid>";
773         default:
774                 WARN_ONCE(1, "unknown iter state %d\n", state);
775                 return "<unknown>";
776         }
777 }
778
779 static void mark_reg_scratched(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno)
780 {
781         env->scratched_regs |= 1U << regno;
782 }
783
784 static void mark_stack_slot_scratched(struct bpf_verifier_env *env, u32 spi)
785 {
786         env->scratched_stack_slots |= 1ULL << spi;
787 }
788
789 static bool reg_scratched(const struct bpf_verifier_env *env, u32 regno)
790 {
791         return (env->scratched_regs >> regno) & 1;
792 }
793
794 static bool stack_slot_scratched(const struct bpf_verifier_env *env, u64 regno)
795 {
796         return (env->scratched_stack_slots >> regno) & 1;
797 }
798
799 static bool verifier_state_scratched(const struct bpf_verifier_env *env)
800 {
801         return env->scratched_regs || env->scratched_stack_slots;
802 }
803
804 static void mark_verifier_state_clean(struct bpf_verifier_env *env)
805 {
806         env->scratched_regs = 0U;
807         env->scratched_stack_slots = 0ULL;
808 }
809
810 /* Used for printing the entire verifier state. */
811 static void mark_verifier_state_scratched(struct bpf_verifier_env *env)
812 {
813         env->scratched_regs = ~0U;
814         env->scratched_stack_slots = ~0ULL;
815 }
816
817 static enum bpf_dynptr_type arg_to_dynptr_type(enum bpf_arg_type arg_type)
818 {
819         switch (arg_type & DYNPTR_TYPE_FLAG_MASK) {
820         case DYNPTR_TYPE_LOCAL:
821                 return BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL;
822         case DYNPTR_TYPE_RINGBUF:
823                 return BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
824         case DYNPTR_TYPE_SKB:
825                 return BPF_DYNPTR_TYPE_SKB;
826         case DYNPTR_TYPE_XDP:
827                 return BPF_DYNPTR_TYPE_XDP;
828         default:
829                 return BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID;
830         }
831 }
832
833 static enum bpf_type_flag get_dynptr_type_flag(enum bpf_dynptr_type type)
834 {
835         switch (type) {
836         case BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL:
837                 return DYNPTR_TYPE_LOCAL;
838         case BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF:
839                 return DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
840         case BPF_DYNPTR_TYPE_SKB:
841                 return DYNPTR_TYPE_SKB;
842         case BPF_DYNPTR_TYPE_XDP:
843                 return DYNPTR_TYPE_XDP;
844         default:
845                 return 0;
846         }
847 }
848
849 static bool dynptr_type_refcounted(enum bpf_dynptr_type type)
850 {
851         return type == BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
852 }
853
854 static void __mark_dynptr_reg(struct bpf_reg_state *reg,
855                               enum bpf_dynptr_type type,
856                               bool first_slot, int dynptr_id);
857
858 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
859                                 struct bpf_reg_state *reg);
860
861 static void mark_dynptr_stack_regs(struct bpf_verifier_env *env,
862                                    struct bpf_reg_state *sreg1,
863                                    struct bpf_reg_state *sreg2,
864                                    enum bpf_dynptr_type type)
865 {
866         int id = ++env->id_gen;
867
868         __mark_dynptr_reg(sreg1, type, true, id);
869         __mark_dynptr_reg(sreg2, type, false, id);
870 }
871
872 static void mark_dynptr_cb_reg(struct bpf_verifier_env *env,
873                                struct bpf_reg_state *reg,
874                                enum bpf_dynptr_type type)
875 {
876         __mark_dynptr_reg(reg, type, true, ++env->id_gen);
877 }
878
879 static int destroy_if_dynptr_stack_slot(struct bpf_verifier_env *env,
880                                         struct bpf_func_state *state, int spi);
881
882 static int mark_stack_slots_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
883                                    enum bpf_arg_type arg_type, int insn_idx, int clone_ref_obj_id)
884 {
885         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
886         enum bpf_dynptr_type type;
887         int spi, i, err;
888
889         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
890         if (spi < 0)
891                 return spi;
892
893         /* We cannot assume both spi and spi - 1 belong to the same dynptr,
894          * hence we need to call destroy_if_dynptr_stack_slot twice for both,
895          * to ensure that for the following example:
896          *      [d1][d1][d2][d2]
897          * spi    3   2   1   0
898          * So marking spi = 2 should lead to destruction of both d1 and d2. In
899          * case they do belong to same dynptr, second call won't see slot_type
900          * as STACK_DYNPTR and will simply skip destruction.
901          */
902         err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi);
903         if (err)
904                 return err;
905         err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi - 1);
906         if (err)
907                 return err;
908
909         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
910                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_DYNPTR;
911                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_DYNPTR;
912         }
913
914         type = arg_to_dynptr_type(arg_type);
915         if (type == BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID)
916                 return -EINVAL;
917
918         mark_dynptr_stack_regs(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
919                                &state->stack[spi - 1].spilled_ptr, type);
920
921         if (dynptr_type_refcounted(type)) {
922                 /* The id is used to track proper releasing */
923                 int id;
924
925                 if (clone_ref_obj_id)
926                         id = clone_ref_obj_id;
927                 else
928                         id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
929
930                 if (id < 0)
931                         return id;
932
933                 state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id = id;
934                 state->stack[spi - 1].spilled_ptr.ref_obj_id = id;
935         }
936
937         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
938         state->stack[spi - 1].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
939
940         return 0;
941 }
942
943 static void invalidate_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *state, int spi)
944 {
945         int i;
946
947         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
948                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_INVALID;
949                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_INVALID;
950         }
951
952         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
953         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi - 1].spilled_ptr);
954
955         /* Why do we need to set REG_LIVE_WRITTEN for STACK_INVALID slot?
956          *
957          * While we don't allow reading STACK_INVALID, it is still possible to
958          * do <8 byte writes marking some but not all slots as STACK_MISC. Then,
959          * helpers or insns can do partial read of that part without failing,
960          * but check_stack_range_initialized, check_stack_read_var_off, and
961          * check_stack_read_fixed_off will do mark_reg_read for all 8-bytes of
962          * the slot conservatively. Hence we need to prevent those liveness
963          * marking walks.
964          *
965          * This was not a problem before because STACK_INVALID is only set by
966          * default (where the default reg state has its reg->parent as NULL), or
967          * in clean_live_states after REG_LIVE_DONE (at which point
968          * mark_reg_read won't walk reg->parent chain), but not randomly during
969          * verifier state exploration (like we did above). Hence, for our case
970          * parentage chain will still be live (i.e. reg->parent may be
971          * non-NULL), while earlier reg->parent was NULL, so we need
972          * REG_LIVE_WRITTEN to screen off read marker propagation when it is
973          * done later on reads or by mark_dynptr_read as well to unnecessary
974          * mark registers in verifier state.
975          */
976         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
977         state->stack[spi - 1].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
978 }
979
980 static int unmark_stack_slots_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
981 {
982         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
983         int spi, ref_obj_id, i;
984
985         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
986         if (spi < 0)
987                 return spi;
988
989         if (!dynptr_type_refcounted(state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type)) {
990                 invalidate_dynptr(env, state, spi);
991                 return 0;
992         }
993
994         ref_obj_id = state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id;
995
996         /* If the dynptr has a ref_obj_id, then we need to invalidate
997          * two things:
998          *
999          * 1) Any dynptrs with a matching ref_obj_id (clones)
1000          * 2) Any slices derived from this dynptr.
1001          */
1002
1003         /* Invalidate any slices associated with this dynptr */
1004         WARN_ON_ONCE(release_reference(env, ref_obj_id));
1005
1006         /* Invalidate any dynptr clones */
1007         for (i = 1; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
1008                 if (state->stack[i].spilled_ptr.ref_obj_id != ref_obj_id)
1009                         continue;
1010
1011                 /* it should always be the case that if the ref obj id
1012                  * matches then the stack slot also belongs to a
1013                  * dynptr
1014                  */
1015                 if (state->stack[i].slot_type[0] != STACK_DYNPTR) {
1016                         verbose(env, "verifier internal error: misconfigured ref_obj_id\n");
1017                         return -EFAULT;
1018                 }
1019                 if (state->stack[i].spilled_ptr.dynptr.first_slot)
1020                         invalidate_dynptr(env, state, i);
1021         }
1022
1023         return 0;
1024 }
1025
1026 static void __mark_reg_unknown(const struct bpf_verifier_env *env,
1027                                struct bpf_reg_state *reg);
1028
1029 static void mark_reg_invalid(const struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
1030 {
1031         if (!env->allow_ptr_leaks)
1032                 __mark_reg_not_init(env, reg);
1033         else
1034                 __mark_reg_unknown(env, reg);
1035 }
1036
1037 static int destroy_if_dynptr_stack_slot(struct bpf_verifier_env *env,
1038                                         struct bpf_func_state *state, int spi)
1039 {
1040         struct bpf_func_state *fstate;
1041         struct bpf_reg_state *dreg;
1042         int i, dynptr_id;
1043
1044         /* We always ensure that STACK_DYNPTR is never set partially,
1045          * hence just checking for slot_type[0] is enough. This is
1046          * different for STACK_SPILL, where it may be only set for
1047          * 1 byte, so code has to use is_spilled_reg.
1048          */
1049         if (state->stack[spi].slot_type[0] != STACK_DYNPTR)
1050                 return 0;
1051
1052         /* Reposition spi to first slot */
1053         if (!state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.first_slot)
1054                 spi = spi + 1;
1055
1056         if (dynptr_type_refcounted(state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type)) {
1057                 verbose(env, "cannot overwrite referenced dynptr\n");
1058                 return -EINVAL;
1059         }
1060
1061         mark_stack_slot_scratched(env, spi);
1062         mark_stack_slot_scratched(env, spi - 1);
1063
1064         /* Writing partially to one dynptr stack slot destroys both. */
1065         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
1066                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_INVALID;
1067                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_INVALID;
1068         }
1069
1070         dynptr_id = state->stack[spi].spilled_ptr.id;
1071         /* Invalidate any slices associated with this dynptr */
1072         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, fstate, dreg, ({
1073                 /* Dynptr slices are only PTR_TO_MEM_OR_NULL and PTR_TO_MEM */
1074                 if (dreg->type != (PTR_TO_MEM | PTR_MAYBE_NULL) && dreg->type != PTR_TO_MEM)
1075                         continue;
1076                 if (dreg->dynptr_id == dynptr_id)
1077                         mark_reg_invalid(env, dreg);
1078         }));
1079
1080         /* Do not release reference state, we are destroying dynptr on stack,
1081          * not using some helper to release it. Just reset register.
1082          */
1083         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
1084         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi - 1].spilled_ptr);
1085
1086         /* Same reason as unmark_stack_slots_dynptr above */
1087         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1088         state->stack[spi - 1].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1089
1090         return 0;
1091 }
1092
1093 static bool is_dynptr_reg_valid_uninit(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
1094 {
1095         int spi;
1096
1097         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
1098                 return false;
1099
1100         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
1101
1102         /* -ERANGE (i.e. spi not falling into allocated stack slots) isn't an
1103          * error because this just means the stack state hasn't been updated yet.
1104          * We will do check_mem_access to check and update stack bounds later.
1105          */
1106         if (spi < 0 && spi != -ERANGE)
1107                 return false;
1108
1109         /* We don't need to check if the stack slots are marked by previous
1110          * dynptr initializations because we allow overwriting existing unreferenced
1111          * STACK_DYNPTR slots, see mark_stack_slots_dynptr which calls
1112          * destroy_if_dynptr_stack_slot to ensure dynptr objects at the slots we are
1113          * touching are completely destructed before we reinitialize them for a new
1114          * one. For referenced ones, destroy_if_dynptr_stack_slot returns an error early
1115          * instead of delaying it until the end where the user will get "Unreleased
1116          * reference" error.
1117          */
1118         return true;
1119 }
1120
1121 static bool is_dynptr_reg_valid_init(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
1122 {
1123         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1124         int i, spi;
1125
1126         /* This already represents first slot of initialized bpf_dynptr.
1127          *
1128          * CONST_PTR_TO_DYNPTR already has fixed and var_off as 0 due to
1129          * check_func_arg_reg_off's logic, so we don't need to check its
1130          * offset and alignment.
1131          */
1132         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
1133                 return true;
1134
1135         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
1136         if (spi < 0)
1137                 return false;
1138         if (!state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.first_slot)
1139                 return false;
1140
1141         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
1142                 if (state->stack[spi].slot_type[i] != STACK_DYNPTR ||
1143                     state->stack[spi - 1].slot_type[i] != STACK_DYNPTR)
1144                         return false;
1145         }
1146
1147         return true;
1148 }
1149
1150 static bool is_dynptr_type_expected(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
1151                                     enum bpf_arg_type arg_type)
1152 {
1153         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1154         enum bpf_dynptr_type dynptr_type;
1155         int spi;
1156
1157         /* ARG_PTR_TO_DYNPTR takes any type of dynptr */
1158         if (arg_type == ARG_PTR_TO_DYNPTR)
1159                 return true;
1160
1161         dynptr_type = arg_to_dynptr_type(arg_type);
1162         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR) {
1163                 return reg->dynptr.type == dynptr_type;
1164         } else {
1165                 spi = dynptr_get_spi(env, reg);
1166                 if (spi < 0)
1167                         return false;
1168                 return state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type == dynptr_type;
1169         }
1170 }
1171
1172 static void __mark_reg_known_zero(struct bpf_reg_state *reg);
1173
1174 static int mark_stack_slots_iter(struct bpf_verifier_env *env,
1175                                  struct bpf_reg_state *reg, int insn_idx,
1176                                  struct btf *btf, u32 btf_id, int nr_slots)
1177 {
1178         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1179         int spi, i, j, id;
1180
1181         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1182         if (spi < 0)
1183                 return spi;
1184
1185         id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
1186         if (id < 0)
1187                 return id;
1188
1189         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1190                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1191                 struct bpf_reg_state *st = &slot->spilled_ptr;
1192
1193                 __mark_reg_known_zero(st);
1194                 st->type = PTR_TO_STACK; /* we don't have dedicated reg type */
1195                 st->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1196                 st->ref_obj_id = i == 0 ? id : 0;
1197                 st->iter.btf = btf;
1198                 st->iter.btf_id = btf_id;
1199                 st->iter.state = BPF_ITER_STATE_ACTIVE;
1200                 st->iter.depth = 0;
1201
1202                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1203                         slot->slot_type[j] = STACK_ITER;
1204
1205                 mark_stack_slot_scratched(env, spi - i);
1206         }
1207
1208         return 0;
1209 }
1210
1211 static int unmark_stack_slots_iter(struct bpf_verifier_env *env,
1212                                    struct bpf_reg_state *reg, int nr_slots)
1213 {
1214         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1215         int spi, i, j;
1216
1217         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1218         if (spi < 0)
1219                 return spi;
1220
1221         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1222                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1223                 struct bpf_reg_state *st = &slot->spilled_ptr;
1224
1225                 if (i == 0)
1226                         WARN_ON_ONCE(release_reference(env, st->ref_obj_id));
1227
1228                 __mark_reg_not_init(env, st);
1229
1230                 /* see unmark_stack_slots_dynptr() for why we need to set REG_LIVE_WRITTEN */
1231                 st->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1232
1233                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1234                         slot->slot_type[j] = STACK_INVALID;
1235
1236                 mark_stack_slot_scratched(env, spi - i);
1237         }
1238
1239         return 0;
1240 }
1241
1242 static bool is_iter_reg_valid_uninit(struct bpf_verifier_env *env,
1243                                      struct bpf_reg_state *reg, int nr_slots)
1244 {
1245         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1246         int spi, i, j;
1247
1248         /* For -ERANGE (i.e. spi not falling into allocated stack slots), we
1249          * will do check_mem_access to check and update stack bounds later, so
1250          * return true for that case.
1251          */
1252         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1253         if (spi == -ERANGE)
1254                 return true;
1255         if (spi < 0)
1256                 return false;
1257
1258         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1259                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1260
1261                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1262                         if (slot->slot_type[j] == STACK_ITER)
1263                                 return false;
1264         }
1265
1266         return true;
1267 }
1268
1269 static bool is_iter_reg_valid_init(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
1270                                    struct btf *btf, u32 btf_id, int nr_slots)
1271 {
1272         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1273         int spi, i, j;
1274
1275         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1276         if (spi < 0)
1277                 return false;
1278
1279         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1280                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1281                 struct bpf_reg_state *st = &slot->spilled_ptr;
1282
1283                 /* only main (first) slot has ref_obj_id set */
1284                 if (i == 0 && !st->ref_obj_id)
1285                         return false;
1286                 if (i != 0 && st->ref_obj_id)
1287                         return false;
1288                 if (st->iter.btf != btf || st->iter.btf_id != btf_id)
1289                         return false;
1290
1291                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1292                         if (slot->slot_type[j] != STACK_ITER)
1293                                 return false;
1294         }
1295
1296         return true;
1297 }
1298
1299 /* Check if given stack slot is "special":
1300  *   - spilled register state (STACK_SPILL);
1301  *   - dynptr state (STACK_DYNPTR);
1302  *   - iter state (STACK_ITER).
1303  */
1304 static bool is_stack_slot_special(const struct bpf_stack_state *stack)
1305 {
1306         enum bpf_stack_slot_type type = stack->slot_type[BPF_REG_SIZE - 1];
1307
1308         switch (type) {
1309         case STACK_SPILL:
1310         case STACK_DYNPTR:
1311         case STACK_ITER:
1312                 return true;
1313         case STACK_INVALID:
1314         case STACK_MISC:
1315         case STACK_ZERO:
1316                 return false;
1317         default:
1318                 WARN_ONCE(1, "unknown stack slot type %d\n", type);
1319                 return true;
1320         }
1321 }
1322
1323 /* The reg state of a pointer or a bounded scalar was saved when
1324  * it was spilled to the stack.
1325  */
1326 static bool is_spilled_reg(const struct bpf_stack_state *stack)
1327 {
1328         return stack->slot_type[BPF_REG_SIZE - 1] == STACK_SPILL;
1329 }
1330
1331 static bool is_spilled_scalar_reg(const struct bpf_stack_state *stack)
1332 {
1333         return stack->slot_type[BPF_REG_SIZE - 1] == STACK_SPILL &&
1334                stack->spilled_ptr.type == SCALAR_VALUE;
1335 }
1336
1337 static void scrub_spilled_slot(u8 *stype)
1338 {
1339         if (*stype != STACK_INVALID)
1340                 *stype = STACK_MISC;
1341 }
1342
1343 static void print_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
1344                                  const struct bpf_func_state *state,
1345                                  bool print_all)
1346 {
1347         const struct bpf_reg_state *reg;
1348         enum bpf_reg_type t;
1349         int i;
1350
1351         if (state->frameno)
1352                 verbose(env, " frame%d:", state->frameno);
1353         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
1354                 reg = &state->regs[i];
1355                 t = reg->type;
1356                 if (t == NOT_INIT)
1357                         continue;
1358                 if (!print_all && !reg_scratched(env, i))
1359                         continue;
1360                 verbose(env, " R%d", i);
1361                 print_liveness(env, reg->live);
1362                 verbose(env, "=");
1363                 if (t == SCALAR_VALUE && reg->precise)
1364                         verbose(env, "P");
1365                 if ((t == SCALAR_VALUE || t == PTR_TO_STACK) &&
1366                     tnum_is_const(reg->var_off)) {
1367                         /* reg->off should be 0 for SCALAR_VALUE */
1368                         verbose(env, "%s", t == SCALAR_VALUE ? "" : reg_type_str(env, t));
1369                         verbose(env, "%lld", reg->var_off.value + reg->off);
1370                 } else {
1371                         const char *sep = "";
1372
1373                         verbose(env, "%s", reg_type_str(env, t));
1374                         if (base_type(t) == PTR_TO_BTF_ID)
1375                                 verbose(env, "%s", btf_type_name(reg->btf, reg->btf_id));
1376                         verbose(env, "(");
1377 /*
1378  * _a stands for append, was shortened to avoid multiline statements below.
1379  * This macro is used to output a comma separated list of attributes.
1380  */
1381 #define verbose_a(fmt, ...) ({ verbose(env, "%s" fmt, sep, __VA_ARGS__); sep = ","; })
1382
1383                         if (reg->id)
1384                                 verbose_a("id=%d", reg->id);
1385                         if (reg->ref_obj_id)
1386                                 verbose_a("ref_obj_id=%d", reg->ref_obj_id);
1387                         if (type_is_non_owning_ref(reg->type))
1388                                 verbose_a("%s", "non_own_ref");
1389                         if (t != SCALAR_VALUE)
1390                                 verbose_a("off=%d", reg->off);
1391                         if (type_is_pkt_pointer(t))
1392                                 verbose_a("r=%d", reg->range);
1393                         else if (base_type(t) == CONST_PTR_TO_MAP ||
1394                                  base_type(t) == PTR_TO_MAP_KEY ||
1395                                  base_type(t) == PTR_TO_MAP_VALUE)
1396                                 verbose_a("ks=%d,vs=%d",
1397                                           reg->map_ptr->key_size,
1398                                           reg->map_ptr->value_size);
1399                         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
1400                                 /* Typically an immediate SCALAR_VALUE, but
1401                                  * could be a pointer whose offset is too big
1402                                  * for reg->off
1403                                  */
1404                                 verbose_a("imm=%llx", reg->var_off.value);
1405                         } else {
1406                                 if (reg->smin_value != reg->umin_value &&
1407                                     reg->smin_value != S64_MIN)
1408                                         verbose_a("smin=%lld", (long long)reg->smin_value);
1409                                 if (reg->smax_value != reg->umax_value &&
1410                                     reg->smax_value != S64_MAX)
1411                                         verbose_a("smax=%lld", (long long)reg->smax_value);
1412                                 if (reg->umin_value != 0)
1413                                         verbose_a("umin=%llu", (unsigned long long)reg->umin_value);
1414                                 if (reg->umax_value != U64_MAX)
1415                                         verbose_a("umax=%llu", (unsigned long long)reg->umax_value);
1416                                 if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
1417                                         char tn_buf[48];
1418
1419                                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
1420                                         verbose_a("var_off=%s", tn_buf);
1421                                 }
1422                                 if (reg->s32_min_value != reg->smin_value &&
1423                                     reg->s32_min_value != S32_MIN)
1424                                         verbose_a("s32_min=%d", (int)(reg->s32_min_value));
1425                                 if (reg->s32_max_value != reg->smax_value &&
1426                                     reg->s32_max_value != S32_MAX)
1427                                         verbose_a("s32_max=%d", (int)(reg->s32_max_value));
1428                                 if (reg->u32_min_value != reg->umin_value &&
1429                                     reg->u32_min_value != U32_MIN)
1430                                         verbose_a("u32_min=%d", (int)(reg->u32_min_value));
1431                                 if (reg->u32_max_value != reg->umax_value &&
1432                                     reg->u32_max_value != U32_MAX)
1433                                         verbose_a("u32_max=%d", (int)(reg->u32_max_value));
1434                         }
1435 #undef verbose_a
1436
1437                         verbose(env, ")");
1438                 }
1439         }
1440         for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
1441                 char types_buf[BPF_REG_SIZE + 1];
1442                 bool valid = false;
1443                 int j;
1444
1445                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++) {
1446                         if (state->stack[i].slot_type[j] != STACK_INVALID)
1447                                 valid = true;
1448                         types_buf[j] = slot_type_char[state->stack[i].slot_type[j]];
1449                 }
1450                 types_buf[BPF_REG_SIZE] = 0;
1451                 if (!valid)
1452                         continue;
1453                 if (!print_all && !stack_slot_scratched(env, i))
1454                         continue;
1455                 switch (state->stack[i].slot_type[BPF_REG_SIZE - 1]) {
1456                 case STACK_SPILL:
1457                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
1458                         t = reg->type;
1459
1460                         verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
1461                         print_liveness(env, reg->live);
1462                         verbose(env, "=%s", t == SCALAR_VALUE ? "" : reg_type_str(env, t));
1463                         if (t == SCALAR_VALUE && reg->precise)
1464                                 verbose(env, "P");
1465                         if (t == SCALAR_VALUE && tnum_is_const(reg->var_off))
1466                                 verbose(env, "%lld", reg->var_off.value + reg->off);
1467                         break;
1468                 case STACK_DYNPTR:
1469                         i += BPF_DYNPTR_NR_SLOTS - 1;
1470                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
1471
1472                         verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
1473                         print_liveness(env, reg->live);
1474                         verbose(env, "=dynptr_%s", dynptr_type_str(reg->dynptr.type));
1475                         if (reg->ref_obj_id)
1476                                 verbose(env, "(ref_id=%d)", reg->ref_obj_id);
1477                         break;
1478                 case STACK_ITER:
1479                         /* only main slot has ref_obj_id set; skip others */
1480                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
1481                         if (!reg->ref_obj_id)
1482                                 continue;
1483
1484                         verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
1485                         print_liveness(env, reg->live);
1486                         verbose(env, "=iter_%s(ref_id=%d,state=%s,depth=%u)",
1487                                 iter_type_str(reg->iter.btf, reg->iter.btf_id),
1488                                 reg->ref_obj_id, iter_state_str(reg->iter.state),
1489                                 reg->iter.depth);
1490                         break;
1491                 case STACK_MISC:
1492                 case STACK_ZERO:
1493                 default:
1494                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
1495
1496                         for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1497                                 types_buf[j] = slot_type_char[state->stack[i].slot_type[j]];
1498                         types_buf[BPF_REG_SIZE] = 0;
1499
1500                         verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
1501                         print_liveness(env, reg->live);
1502                         verbose(env, "=%s", types_buf);
1503                         break;
1504                 }
1505         }
1506         if (state->acquired_refs && state->refs[0].id) {
1507                 verbose(env, " refs=%d", state->refs[0].id);
1508                 for (i = 1; i < state->acquired_refs; i++)
1509                         if (state->refs[i].id)
1510                                 verbose(env, ",%d", state->refs[i].id);
1511         }
1512         if (state->in_callback_fn)
1513                 verbose(env, " cb");
1514         if (state->in_async_callback_fn)
1515                 verbose(env, " async_cb");
1516         verbose(env, "\n");
1517         mark_verifier_state_clean(env);
1518 }
1519
1520 static inline u32 vlog_alignment(u32 pos)
1521 {
1522         return round_up(max(pos + BPF_LOG_MIN_ALIGNMENT / 2, BPF_LOG_ALIGNMENT),
1523                         BPF_LOG_MIN_ALIGNMENT) - pos - 1;
1524 }
1525
1526 static void print_insn_state(struct bpf_verifier_env *env,
1527                              const struct bpf_func_state *state)
1528 {
1529         if (env->prev_log_pos && env->prev_log_pos == env->log.end_pos) {
1530                 /* remove new line character */
1531                 bpf_vlog_reset(&env->log, env->prev_log_pos - 1);
1532                 verbose(env, "%*c;", vlog_alignment(env->prev_insn_print_pos), ' ');
1533         } else {
1534                 verbose(env, "%d:", env->insn_idx);
1535         }
1536         print_verifier_state(env, state, false);
1537 }
1538
1539 /* copy array src of length n * size bytes to dst. dst is reallocated if it's too
1540  * small to hold src. This is different from krealloc since we don't want to preserve
1541  * the contents of dst.
1542  *
1543  * Leaves dst untouched if src is NULL or length is zero. Returns NULL if memory could
1544  * not be allocated.
1545  */
1546 static void *copy_array(void *dst, const void *src, size_t n, size_t size, gfp_t flags)
1547 {
1548         size_t alloc_bytes;
1549         void *orig = dst;
1550         size_t bytes;
1551
1552         if (ZERO_OR_NULL_PTR(src))
1553                 goto out;
1554
1555         if (unlikely(check_mul_overflow(n, size, &bytes)))
1556                 return NULL;
1557
1558         alloc_bytes = max(ksize(orig), kmalloc_size_roundup(bytes));
1559         dst = krealloc(orig, alloc_bytes, flags);
1560         if (!dst) {
1561                 kfree(orig);
1562                 return NULL;
1563         }
1564
1565         memcpy(dst, src, bytes);
1566 out:
1567         return dst ? dst : ZERO_SIZE_PTR;
1568 }
1569
1570 /* resize an array from old_n items to new_n items. the array is reallocated if it's too
1571  * small to hold new_n items. new items are zeroed out if the array grows.
1572  *
1573  * Contrary to krealloc_array, does not free arr if new_n is zero.
1574  */
1575 static void *realloc_array(void *arr, size_t old_n, size_t new_n, size_t size)
1576 {
1577         size_t alloc_size;
1578         void *new_arr;
1579
1580         if (!new_n || old_n == new_n)
1581                 goto out;
1582
1583         alloc_size = kmalloc_size_roundup(size_mul(new_n, size));
1584         new_arr = krealloc(arr, alloc_size, GFP_KERNEL);
1585         if (!new_arr) {
1586                 kfree(arr);
1587                 return NULL;
1588         }
1589         arr = new_arr;
1590
1591         if (new_n > old_n)
1592                 memset(arr + old_n * size, 0, (new_n - old_n) * size);
1593
1594 out:
1595         return arr ? arr : ZERO_SIZE_PTR;
1596 }
1597
1598 static int copy_reference_state(struct bpf_func_state *dst, const struct bpf_func_state *src)
1599 {
1600         dst->refs = copy_array(dst->refs, src->refs, src->acquired_refs,
1601                                sizeof(struct bpf_reference_state), GFP_KERNEL);
1602         if (!dst->refs)
1603                 return -ENOMEM;
1604
1605         dst->acquired_refs = src->acquired_refs;
1606         return 0;
1607 }
1608
1609 static int copy_stack_state(struct bpf_func_state *dst, const struct bpf_func_state *src)
1610 {
1611         size_t n = src->allocated_stack / BPF_REG_SIZE;
1612
1613         dst->stack = copy_array(dst->stack, src->stack, n, sizeof(struct bpf_stack_state),
1614                                 GFP_KERNEL);
1615         if (!dst->stack)
1616                 return -ENOMEM;
1617
1618         dst->allocated_stack = src->allocated_stack;
1619         return 0;
1620 }
1621
1622 static int resize_reference_state(struct bpf_func_state *state, size_t n)
1623 {
1624         state->refs = realloc_array(state->refs, state->acquired_refs, n,
1625                                     sizeof(struct bpf_reference_state));
1626         if (!state->refs)
1627                 return -ENOMEM;
1628
1629         state->acquired_refs = n;
1630         return 0;
1631 }
1632
1633 static int grow_stack_state(struct bpf_func_state *state, int size)
1634 {
1635         size_t old_n = state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE, n = size / BPF_REG_SIZE;
1636
1637         if (old_n >= n)
1638                 return 0;
1639
1640         state->stack = realloc_array(state->stack, old_n, n, sizeof(struct bpf_stack_state));
1641         if (!state->stack)
1642                 return -ENOMEM;
1643
1644         state->allocated_stack = size;
1645         return 0;
1646 }
1647
1648 /* Acquire a pointer id from the env and update the state->refs to include
1649  * this new pointer reference.
1650  * On success, returns a valid pointer id to associate with the register
1651  * On failure, returns a negative errno.
1652  */
1653 static int acquire_reference_state(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
1654 {
1655         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
1656         int new_ofs = state->acquired_refs;
1657         int id, err;
1658
1659         err = resize_reference_state(state, state->acquired_refs + 1);
1660         if (err)
1661                 return err;
1662         id = ++env->id_gen;
1663         state->refs[new_ofs].id = id;
1664         state->refs[new_ofs].insn_idx = insn_idx;
1665         state->refs[new_ofs].callback_ref = state->in_callback_fn ? state->frameno : 0;
1666
1667         return id;
1668 }
1669
1670 /* release function corresponding to acquire_reference_state(). Idempotent. */
1671 static int release_reference_state(struct bpf_func_state *state, int ptr_id)
1672 {
1673         int i, last_idx;
1674
1675         last_idx = state->acquired_refs - 1;
1676         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
1677                 if (state->refs[i].id == ptr_id) {
1678                         /* Cannot release caller references in callbacks */
1679                         if (state->in_callback_fn && state->refs[i].callback_ref != state->frameno)
1680                                 return -EINVAL;
1681                         if (last_idx && i != last_idx)
1682                                 memcpy(&state->refs[i], &state->refs[last_idx],
1683                                        sizeof(*state->refs));
1684                         memset(&state->refs[last_idx], 0, sizeof(*state->refs));
1685                         state->acquired_refs--;
1686                         return 0;
1687                 }
1688         }
1689         return -EINVAL;
1690 }
1691
1692 static void free_func_state(struct bpf_func_state *state)
1693 {
1694         if (!state)
1695                 return;
1696         kfree(state->refs);
1697         kfree(state->stack);
1698         kfree(state);
1699 }
1700
1701 static void clear_jmp_history(struct bpf_verifier_state *state)
1702 {
1703         kfree(state->jmp_history);
1704         state->jmp_history = NULL;
1705         state->jmp_history_cnt = 0;
1706 }
1707
1708 static void free_verifier_state(struct bpf_verifier_state *state,
1709                                 bool free_self)
1710 {
1711         int i;
1712
1713         for (i = 0; i <= state->curframe; i++) {
1714                 free_func_state(state->frame[i]);
1715                 state->frame[i] = NULL;
1716         }
1717         clear_jmp_history(state);
1718         if (free_self)
1719                 kfree(state);
1720 }
1721
1722 /* copy verifier state from src to dst growing dst stack space
1723  * when necessary to accommodate larger src stack
1724  */
1725 static int copy_func_state(struct bpf_func_state *dst,
1726                            const struct bpf_func_state *src)
1727 {
1728         int err;
1729
1730         memcpy(dst, src, offsetof(struct bpf_func_state, acquired_refs));
1731         err = copy_reference_state(dst, src);
1732         if (err)
1733                 return err;
1734         return copy_stack_state(dst, src);
1735 }
1736
1737 static int copy_verifier_state(struct bpf_verifier_state *dst_state,
1738                                const struct bpf_verifier_state *src)
1739 {
1740         struct bpf_func_state *dst;
1741         int i, err;
1742
1743         dst_state->jmp_history = copy_array(dst_state->jmp_history, src->jmp_history,
1744                                             src->jmp_history_cnt, sizeof(struct bpf_idx_pair),
1745                                             GFP_USER);
1746         if (!dst_state->jmp_history)
1747                 return -ENOMEM;
1748         dst_state->jmp_history_cnt = src->jmp_history_cnt;
1749
1750         /* if dst has more stack frames then src frame, free them */
1751         for (i = src->curframe + 1; i <= dst_state->curframe; i++) {
1752                 free_func_state(dst_state->frame[i]);
1753                 dst_state->frame[i] = NULL;
1754         }
1755         dst_state->speculative = src->speculative;
1756         dst_state->active_rcu_lock = src->active_rcu_lock;
1757         dst_state->curframe = src->curframe;
1758         dst_state->active_lock.ptr = src->active_lock.ptr;
1759         dst_state->active_lock.id = src->active_lock.id;
1760         dst_state->branches = src->branches;
1761         dst_state->parent = src->parent;
1762         dst_state->first_insn_idx = src->first_insn_idx;
1763         dst_state->last_insn_idx = src->last_insn_idx;
1764         for (i = 0; i <= src->curframe; i++) {
1765                 dst = dst_state->frame[i];
1766                 if (!dst) {
1767                         dst = kzalloc(sizeof(*dst), GFP_KERNEL);
1768                         if (!dst)
1769                                 return -ENOMEM;
1770                         dst_state->frame[i] = dst;
1771                 }
1772                 err = copy_func_state(dst, src->frame[i]);
1773                 if (err)
1774                         return err;
1775         }
1776         return 0;
1777 }
1778
1779 static void update_branch_counts(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
1780 {
1781         while (st) {
1782                 u32 br = --st->branches;
1783
1784                 /* WARN_ON(br > 1) technically makes sense here,
1785                  * but see comment in push_stack(), hence:
1786                  */
1787                 WARN_ONCE((int)br < 0,
1788                           "BUG update_branch_counts:branches_to_explore=%d\n",
1789                           br);
1790                 if (br)
1791                         break;
1792                 st = st->parent;
1793         }
1794 }
1795
1796 static int pop_stack(struct bpf_verifier_env *env, int *prev_insn_idx,
1797                      int *insn_idx, bool pop_log)
1798 {
1799         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
1800         struct bpf_verifier_stack_elem *elem, *head = env->head;
1801         int err;
1802
1803         if (env->head == NULL)
1804                 return -ENOENT;
1805
1806         if (cur) {
1807                 err = copy_verifier_state(cur, &head->st);
1808                 if (err)
1809                         return err;
1810         }
1811         if (pop_log)
1812                 bpf_vlog_reset(&env->log, head->log_pos);
1813         if (insn_idx)
1814                 *insn_idx = head->insn_idx;
1815         if (prev_insn_idx)
1816                 *prev_insn_idx = head->prev_insn_idx;
1817         elem = head->next;
1818         free_verifier_state(&head->st, false);
1819         kfree(head);
1820         env->head = elem;
1821         env->stack_size--;
1822         return 0;
1823 }
1824
1825 static struct bpf_verifier_state *push_stack(struct bpf_verifier_env *env,
1826                                              int insn_idx, int prev_insn_idx,
1827                                              bool speculative)
1828 {
1829         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
1830         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
1831         int err;
1832
1833         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
1834         if (!elem)
1835                 goto err;
1836
1837         elem->insn_idx = insn_idx;
1838         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
1839         elem->next = env->head;
1840         elem->log_pos = env->log.end_pos;
1841         env->head = elem;
1842         env->stack_size++;
1843         err = copy_verifier_state(&elem->st, cur);
1844         if (err)
1845                 goto err;
1846         elem->st.speculative |= speculative;
1847         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ) {
1848                 verbose(env, "The sequence of %d jumps is too complex.\n",
1849                         env->stack_size);
1850                 goto err;
1851         }
1852         if (elem->st.parent) {
1853                 ++elem->st.parent->branches;
1854                 /* WARN_ON(branches > 2) technically makes sense here,
1855                  * but
1856                  * 1. speculative states will bump 'branches' for non-branch
1857                  * instructions
1858                  * 2. is_state_visited() heuristics may decide not to create
1859                  * a new state for a sequence of branches and all such current
1860                  * and cloned states will be pointing to a single parent state
1861                  * which might have large 'branches' count.
1862                  */
1863         }
1864         return &elem->st;
1865 err:
1866         free_verifier_state(env->cur_state, true);
1867         env->cur_state = NULL;
1868         /* pop all elements and return */
1869         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
1870         return NULL;
1871 }
1872
1873 #define CALLER_SAVED_REGS 6
1874 static const int caller_saved[CALLER_SAVED_REGS] = {
1875         BPF_REG_0, BPF_REG_1, BPF_REG_2, BPF_REG_3, BPF_REG_4, BPF_REG_5
1876 };
1877
1878 /* This helper doesn't clear reg->id */
1879 static void ___mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1880 {
1881         reg->var_off = tnum_const(imm);
1882         reg->smin_value = (s64)imm;
1883         reg->smax_value = (s64)imm;
1884         reg->umin_value = imm;
1885         reg->umax_value = imm;
1886
1887         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1888         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1889         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1890         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1891 }
1892
1893 /* Mark the unknown part of a register (variable offset or scalar value) as
1894  * known to have the value @imm.
1895  */
1896 static void __mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1897 {
1898         /* Clear off and union(map_ptr, range) */
1899         memset(((u8 *)reg) + sizeof(reg->type), 0,
1900                offsetof(struct bpf_reg_state, var_off) - sizeof(reg->type));
1901         reg->id = 0;
1902         reg->ref_obj_id = 0;
1903         ___mark_reg_known(reg, imm);
1904 }
1905
1906 static void __mark_reg32_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1907 {
1908         reg->var_off = tnum_const_subreg(reg->var_off, imm);
1909         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1910         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1911         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1912         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1913 }
1914
1915 /* Mark the 'variable offset' part of a register as zero.  This should be
1916  * used only on registers holding a pointer type.
1917  */
1918 static void __mark_reg_known_zero(struct bpf_reg_state *reg)
1919 {
1920         __mark_reg_known(reg, 0);
1921 }
1922
1923 static void __mark_reg_const_zero(struct bpf_reg_state *reg)
1924 {
1925         __mark_reg_known(reg, 0);
1926         reg->type = SCALAR_VALUE;
1927 }
1928
1929 static void mark_reg_known_zero(struct bpf_verifier_env *env,
1930                                 struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1931 {
1932         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1933                 verbose(env, "mark_reg_known_zero(regs, %u)\n", regno);
1934                 /* Something bad happened, let's kill all regs */
1935                 for (regno = 0; regno < MAX_BPF_REG; regno++)
1936                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1937                 return;
1938         }
1939         __mark_reg_known_zero(regs + regno);
1940 }
1941
1942 static void __mark_dynptr_reg(struct bpf_reg_state *reg, enum bpf_dynptr_type type,
1943                               bool first_slot, int dynptr_id)
1944 {
1945         /* reg->type has no meaning for STACK_DYNPTR, but when we set reg for
1946          * callback arguments, it does need to be CONST_PTR_TO_DYNPTR, so simply
1947          * set it unconditionally as it is ignored for STACK_DYNPTR anyway.
1948          */
1949         __mark_reg_known_zero(reg);
1950         reg->type = CONST_PTR_TO_DYNPTR;
1951         /* Give each dynptr a unique id to uniquely associate slices to it. */
1952         reg->id = dynptr_id;
1953         reg->dynptr.type = type;
1954         reg->dynptr.first_slot = first_slot;
1955 }
1956
1957 static void mark_ptr_not_null_reg(struct bpf_reg_state *reg)
1958 {
1959         if (base_type(reg->type) == PTR_TO_MAP_VALUE) {
1960                 const struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
1961
1962                 if (map->inner_map_meta) {
1963                         reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
1964                         reg->map_ptr = map->inner_map_meta;
1965                         /* transfer reg's id which is unique for every map_lookup_elem
1966                          * as UID of the inner map.
1967                          */
1968                         if (btf_record_has_field(map->inner_map_meta->record, BPF_TIMER))
1969                                 reg->map_uid = reg->id;
1970                 } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_XSKMAP) {
1971                         reg->type = PTR_TO_XDP_SOCK;
1972                 } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
1973                            map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH) {
1974                         reg->type = PTR_TO_SOCKET;
1975                 } else {
1976                         reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
1977                 }
1978                 return;
1979         }
1980
1981         reg->type &= ~PTR_MAYBE_NULL;
1982 }
1983
1984 static void mark_reg_graph_node(struct bpf_reg_state *regs, u32 regno,
1985                                 struct btf_field_graph_root *ds_head)
1986 {
1987         __mark_reg_known_zero(&regs[regno]);
1988         regs[regno].type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC;
1989         regs[regno].btf = ds_head->btf;
1990         regs[regno].btf_id = ds_head->value_btf_id;
1991         regs[regno].off = ds_head->node_offset;
1992 }
1993
1994 static bool reg_is_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg)
1995 {
1996         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
1997 }
1998
1999 static bool reg_is_pkt_pointer_any(const struct bpf_reg_state *reg)
2000 {
2001         return reg_is_pkt_pointer(reg) ||
2002                reg->type == PTR_TO_PACKET_END;
2003 }
2004
2005 static bool reg_is_dynptr_slice_pkt(const struct bpf_reg_state *reg)
2006 {
2007         return base_type(reg->type) == PTR_TO_MEM &&
2008                 (reg->type & DYNPTR_TYPE_SKB || reg->type & DYNPTR_TYPE_XDP);
2009 }
2010
2011 /* Unmodified PTR_TO_PACKET[_META,_END] register from ctx access. */
2012 static bool reg_is_init_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg,
2013                                     enum bpf_reg_type which)
2014 {
2015         /* The register can already have a range from prior markings.
2016          * This is fine as long as it hasn't been advanced from its
2017          * origin.
2018          */
2019         return reg->type == which &&
2020                reg->id == 0 &&
2021                reg->off == 0 &&
2022                tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
2023 }
2024
2025 /* Reset the min/max bounds of a register */
2026 static void __mark_reg_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
2027 {
2028         reg->smin_value = S64_MIN;
2029         reg->smax_value = S64_MAX;
2030         reg->umin_value = 0;
2031         reg->umax_value = U64_MAX;
2032
2033         reg->s32_min_value = S32_MIN;
2034         reg->s32_max_value = S32_MAX;
2035         reg->u32_min_value = 0;
2036         reg->u32_max_value = U32_MAX;
2037 }
2038
2039 static void __mark_reg64_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
2040 {
2041         reg->smin_value = S64_MIN;
2042         reg->smax_value = S64_MAX;
2043         reg->umin_value = 0;
2044         reg->umax_value = U64_MAX;
2045 }
2046
2047 static void __mark_reg32_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
2048 {
2049         reg->s32_min_value = S32_MIN;
2050         reg->s32_max_value = S32_MAX;
2051         reg->u32_min_value = 0;
2052         reg->u32_max_value = U32_MAX;
2053 }
2054
2055 static void __update_reg32_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2056 {
2057         struct tnum var32_off = tnum_subreg(reg->var_off);
2058
2059         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
2060         reg->s32_min_value = max_t(s32, reg->s32_min_value,
2061                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MIN));
2062         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
2063         reg->s32_max_value = min_t(s32, reg->s32_max_value,
2064                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MAX));
2065         reg->u32_min_value = max_t(u32, reg->u32_min_value, (u32)var32_off.value);
2066         reg->u32_max_value = min(reg->u32_max_value,
2067                                  (u32)(var32_off.value | var32_off.mask));
2068 }
2069
2070 static void __update_reg64_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2071 {
2072         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
2073         reg->smin_value = max_t(s64, reg->smin_value,
2074                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MIN));
2075         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
2076         reg->smax_value = min_t(s64, reg->smax_value,
2077                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MAX));
2078         reg->umin_value = max(reg->umin_value, reg->var_off.value);
2079         reg->umax_value = min(reg->umax_value,
2080                               reg->var_off.value | reg->var_off.mask);
2081 }
2082
2083 static void __update_reg_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2084 {
2085         __update_reg32_bounds(reg);
2086         __update_reg64_bounds(reg);
2087 }
2088
2089 /* Uses signed min/max values to inform unsigned, and vice-versa */
2090 static void __reg32_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2091 {
2092         /* Learn sign from signed bounds.
2093          * If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
2094          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
2095          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
2096          */
2097         if (reg->s32_min_value >= 0 || reg->s32_max_value < 0) {
2098                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value =
2099                         max_t(u32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
2100                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value =
2101                         min_t(u32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
2102                 return;
2103         }
2104         /* Learn sign from unsigned bounds.  Signed bounds cross the sign
2105          * boundary, so we must be careful.
2106          */
2107         if ((s32)reg->u32_max_value >= 0) {
2108                 /* Positive.  We can't learn anything from the smin, but smax
2109                  * is positive, hence safe.
2110                  */
2111                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value;
2112                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value =
2113                         min_t(u32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
2114         } else if ((s32)reg->u32_min_value < 0) {
2115                 /* Negative.  We can't learn anything from the smax, but smin
2116                  * is negative, hence safe.
2117                  */
2118                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value =
2119                         max_t(u32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
2120                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value;
2121         }
2122 }
2123
2124 static void __reg64_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2125 {
2126         /* Learn sign from signed bounds.
2127          * If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
2128          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
2129          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
2130          */
2131         if (reg->smin_value >= 0 || reg->smax_value < 0) {
2132                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
2133                                                           reg->umin_value);
2134                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
2135                                                           reg->umax_value);
2136                 return;
2137         }
2138         /* Learn sign from unsigned bounds.  Signed bounds cross the sign
2139          * boundary, so we must be careful.
2140          */
2141         if ((s64)reg->umax_value >= 0) {
2142                 /* Positive.  We can't learn anything from the smin, but smax
2143                  * is positive, hence safe.
2144                  */
2145                 reg->smin_value = reg->umin_value;
2146                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
2147                                                           reg->umax_value);
2148         } else if ((s64)reg->umin_value < 0) {
2149                 /* Negative.  We can't learn anything from the smax, but smin
2150                  * is negative, hence safe.
2151                  */
2152                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
2153                                                           reg->umin_value);
2154                 reg->smax_value = reg->umax_value;
2155         }
2156 }
2157
2158 static void __reg_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2159 {
2160         __reg32_deduce_bounds(reg);
2161         __reg64_deduce_bounds(reg);
2162 }
2163
2164 /* Attempts to improve var_off based on unsigned min/max information */
2165 static void __reg_bound_offset(struct bpf_reg_state *reg)
2166 {
2167         struct tnum var64_off = tnum_intersect(reg->var_off,
2168                                                tnum_range(reg->umin_value,
2169                                                           reg->umax_value));
2170         struct tnum var32_off = tnum_intersect(tnum_subreg(var64_off),
2171                                                tnum_range(reg->u32_min_value,
2172                                                           reg->u32_max_value));
2173
2174         reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(var64_off), var32_off);
2175 }
2176
2177 static void reg_bounds_sync(struct bpf_reg_state *reg)
2178 {
2179         /* We might have learned new bounds from the var_off. */
2180         __update_reg_bounds(reg);
2181         /* We might have learned something about the sign bit. */
2182         __reg_deduce_bounds(reg);
2183         /* We might have learned some bits from the bounds. */
2184         __reg_bound_offset(reg);
2185         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
2186          * slightly, e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
2187          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
2188          */
2189         __update_reg_bounds(reg);
2190 }
2191
2192 static bool __reg32_bound_s64(s32 a)
2193 {
2194         return a >= 0 && a <= S32_MAX;
2195 }
2196
2197 static void __reg_assign_32_into_64(struct bpf_reg_state *reg)
2198 {
2199         reg->umin_value = reg->u32_min_value;
2200         reg->umax_value = reg->u32_max_value;
2201
2202         /* Attempt to pull 32-bit signed bounds into 64-bit bounds but must
2203          * be positive otherwise set to worse case bounds and refine later
2204          * from tnum.
2205          */
2206         if (__reg32_bound_s64(reg->s32_min_value) &&
2207             __reg32_bound_s64(reg->s32_max_value)) {
2208                 reg->smin_value = reg->s32_min_value;
2209                 reg->smax_value = reg->s32_max_value;
2210         } else {
2211                 reg->smin_value = 0;
2212                 reg->smax_value = U32_MAX;
2213         }
2214 }
2215
2216 static void __reg_combine_32_into_64(struct bpf_reg_state *reg)
2217 {
2218         /* special case when 64-bit register has upper 32-bit register
2219          * zeroed. Typically happens after zext or <<32, >>32 sequence
2220          * allowing us to use 32-bit bounds directly,
2221          */
2222         if (tnum_equals_const(tnum_clear_subreg(reg->var_off), 0)) {
2223                 __reg_assign_32_into_64(reg);
2224         } else {
2225                 /* Otherwise the best we can do is push lower 32bit known and
2226                  * unknown bits into register (var_off set from jmp logic)
2227                  * then learn as much as possible from the 64-bit tnum
2228                  * known and unknown bits. The previous smin/smax bounds are
2229                  * invalid here because of jmp32 compare so mark them unknown
2230                  * so they do not impact tnum bounds calculation.
2231                  */
2232                 __mark_reg64_unbounded(reg);
2233         }
2234         reg_bounds_sync(reg);
2235 }
2236
2237 static bool __reg64_bound_s32(s64 a)
2238 {
2239         return a >= S32_MIN && a <= S32_MAX;
2240 }
2241
2242 static bool __reg64_bound_u32(u64 a)
2243 {
2244         return a >= U32_MIN && a <= U32_MAX;
2245 }
2246
2247 static void __reg_combine_64_into_32(struct bpf_reg_state *reg)
2248 {
2249         __mark_reg32_unbounded(reg);
2250         if (__reg64_bound_s32(reg->smin_value) && __reg64_bound_s32(reg->smax_value)) {
2251                 reg->s32_min_value = (s32)reg->smin_value;
2252                 reg->s32_max_value = (s32)reg->smax_value;
2253         }
2254         if (__reg64_bound_u32(reg->umin_value) && __reg64_bound_u32(reg->umax_value)) {
2255                 reg->u32_min_value = (u32)reg->umin_value;
2256                 reg->u32_max_value = (u32)reg->umax_value;
2257         }
2258         reg_bounds_sync(reg);
2259 }
2260
2261 /* Mark a register as having a completely unknown (scalar) value. */
2262 static void __mark_reg_unknown(const struct bpf_verifier_env *env,
2263                                struct bpf_reg_state *reg)
2264 {
2265         /*
2266          * Clear type, off, and union(map_ptr, range) and
2267          * padding between 'type' and union
2268          */
2269         memset(reg, 0, offsetof(struct bpf_reg_state, var_off));
2270         reg->type = SCALAR_VALUE;
2271         reg->id = 0;
2272         reg->ref_obj_id = 0;
2273         reg->var_off = tnum_unknown;
2274         reg->frameno = 0;
2275         reg->precise = !env->bpf_capable;
2276         __mark_reg_unbounded(reg);
2277 }
2278
2279 static void mark_reg_unknown(struct bpf_verifier_env *env,
2280                              struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
2281 {
2282         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
2283                 verbose(env, "mark_reg_unknown(regs, %u)\n", regno);
2284                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
2285                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
2286                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
2287                 return;
2288         }
2289         __mark_reg_unknown(env, regs + regno);
2290 }
2291
2292 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
2293                                 struct bpf_reg_state *reg)
2294 {
2295         __mark_reg_unknown(env, reg);
2296         reg->type = NOT_INIT;
2297 }
2298
2299 static void mark_reg_not_init(struct bpf_verifier_env *env,
2300                               struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
2301 {
2302         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
2303                 verbose(env, "mark_reg_not_init(regs, %u)\n", regno);
2304                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
2305                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
2306                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
2307                 return;
2308         }
2309         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
2310 }
2311
2312 static void mark_btf_ld_reg(struct bpf_verifier_env *env,
2313                             struct bpf_reg_state *regs, u32 regno,
2314                             enum bpf_reg_type reg_type,
2315                             struct btf *btf, u32 btf_id,
2316                             enum bpf_type_flag flag)
2317 {
2318         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
2319                 mark_reg_unknown(env, regs, regno);
2320                 return;
2321         }
2322         mark_reg_known_zero(env, regs, regno);
2323         regs[regno].type = PTR_TO_BTF_ID | flag;
2324         regs[regno].btf = btf;
2325         regs[regno].btf_id = btf_id;
2326 }
2327
2328 #define DEF_NOT_SUBREG  (0)
2329 static void init_reg_state(struct bpf_verifier_env *env,
2330                            struct bpf_func_state *state)
2331 {
2332         struct bpf_reg_state *regs = state->regs;
2333         int i;
2334
2335         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
2336                 mark_reg_not_init(env, regs, i);
2337                 regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
2338                 regs[i].parent = NULL;
2339                 regs[i].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
2340         }
2341
2342         /* frame pointer */
2343         regs[BPF_REG_FP].type = PTR_TO_STACK;
2344         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_FP);
2345         regs[BPF_REG_FP].frameno = state->frameno;
2346 }
2347
2348 #define BPF_MAIN_FUNC (-1)
2349 static void init_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
2350                             struct bpf_func_state *state,
2351                             int callsite, int frameno, int subprogno)
2352 {
2353         state->callsite = callsite;
2354         state->frameno = frameno;
2355         state->subprogno = subprogno;
2356         state->callback_ret_range = tnum_range(0, 0);
2357         init_reg_state(env, state);
2358         mark_verifier_state_scratched(env);
2359 }
2360
2361 /* Similar to push_stack(), but for async callbacks */
2362 static struct bpf_verifier_state *push_async_cb(struct bpf_verifier_env *env,
2363                                                 int insn_idx, int prev_insn_idx,
2364                                                 int subprog)
2365 {
2366         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
2367         struct bpf_func_state *frame;
2368
2369         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
2370         if (!elem)
2371                 goto err;
2372
2373         elem->insn_idx = insn_idx;
2374         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
2375         elem->next = env->head;
2376         elem->log_pos = env->log.end_pos;
2377         env->head = elem;
2378         env->stack_size++;
2379         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ) {
2380                 verbose(env,
2381                         "The sequence of %d jumps is too complex for async cb.\n",
2382                         env->stack_size);
2383                 goto err;
2384         }
2385         /* Unlike push_stack() do not copy_verifier_state().
2386          * The caller state doesn't matter.
2387          * This is async callback. It starts in a fresh stack.
2388          * Initialize it similar to do_check_common().
2389          */
2390         elem->st.branches = 1;
2391         frame = kzalloc(sizeof(*frame), GFP_KERNEL);
2392         if (!frame)
2393                 goto err;
2394         init_func_state(env, frame,
2395                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
2396                         0 /* frameno within this callchain */,
2397                         subprog /* subprog number within this prog */);
2398         elem->st.frame[0] = frame;
2399         return &elem->st;
2400 err:
2401         free_verifier_state(env->cur_state, true);
2402         env->cur_state = NULL;
2403         /* pop all elements and return */
2404         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
2405         return NULL;
2406 }
2407
2408
2409 enum reg_arg_type {
2410         SRC_OP,         /* register is used as source operand */
2411         DST_OP,         /* register is used as destination operand */
2412         DST_OP_NO_MARK  /* same as above, check only, don't mark */
2413 };
2414
2415 static int cmp_subprogs(const void *a, const void *b)
2416 {
2417         return ((struct bpf_subprog_info *)a)->start -
2418                ((struct bpf_subprog_info *)b)->start;
2419 }
2420
2421 static int find_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
2422 {
2423         struct bpf_subprog_info *p;
2424
2425         p = bsearch(&off, env->subprog_info, env->subprog_cnt,
2426                     sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs);
2427         if (!p)
2428                 return -ENOENT;
2429         return p - env->subprog_info;
2430
2431 }
2432
2433 static int add_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
2434 {
2435         int insn_cnt = env->prog->len;
2436         int ret;
2437
2438         if (off >= insn_cnt || off < 0) {
2439                 verbose(env, "call to invalid destination\n");
2440                 return -EINVAL;
2441         }
2442         ret = find_subprog(env, off);
2443         if (ret >= 0)
2444                 return ret;
2445         if (env->subprog_cnt >= BPF_MAX_SUBPROGS) {
2446                 verbose(env, "too many subprograms\n");
2447                 return -E2BIG;
2448         }
2449         /* determine subprog starts. The end is one before the next starts */
2450         env->subprog_info[env->subprog_cnt++].start = off;
2451         sort(env->subprog_info, env->subprog_cnt,
2452              sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs, NULL);
2453         return env->subprog_cnt - 1;
2454 }
2455
2456 #define MAX_KFUNC_DESCS 256
2457 #define MAX_KFUNC_BTFS  256
2458
2459 struct bpf_kfunc_desc {
2460         struct btf_func_model func_model;
2461         u32 func_id;
2462         s32 imm;
2463         u16 offset;
2464         unsigned long addr;
2465 };
2466
2467 struct bpf_kfunc_btf {
2468         struct btf *btf;
2469         struct module *module;
2470         u16 offset;
2471 };
2472
2473 struct bpf_kfunc_desc_tab {
2474         /* Sorted by func_id (BTF ID) and offset (fd_array offset) during
2475          * verification. JITs do lookups by bpf_insn, where func_id may not be
2476          * available, therefore at the end of verification do_misc_fixups()
2477          * sorts this by imm and offset.
2478          */
2479         struct bpf_kfunc_desc descs[MAX_KFUNC_DESCS];
2480         u32 nr_descs;
2481 };
2482
2483 struct bpf_kfunc_btf_tab {
2484         struct bpf_kfunc_btf descs[MAX_KFUNC_BTFS];
2485         u32 nr_descs;
2486 };
2487
2488 static int kfunc_desc_cmp_by_id_off(const void *a, const void *b)
2489 {
2490         const struct bpf_kfunc_desc *d0 = a;
2491         const struct bpf_kfunc_desc *d1 = b;
2492
2493         /* func_id is not greater than BTF_MAX_TYPE */
2494         return d0->func_id - d1->func_id ?: d0->offset - d1->offset;
2495 }
2496
2497 static int kfunc_btf_cmp_by_off(const void *a, const void *b)
2498 {
2499         const struct bpf_kfunc_btf *d0 = a;
2500         const struct bpf_kfunc_btf *d1 = b;
2501
2502         return d0->offset - d1->offset;
2503 }
2504
2505 static const struct bpf_kfunc_desc *
2506 find_kfunc_desc(const struct bpf_prog *prog, u32 func_id, u16 offset)
2507 {
2508         struct bpf_kfunc_desc desc = {
2509                 .func_id = func_id,
2510                 .offset = offset,
2511         };
2512         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2513
2514         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2515         return bsearch(&desc, tab->descs, tab->nr_descs,
2516                        sizeof(tab->descs[0]), kfunc_desc_cmp_by_id_off);
2517 }
2518
2519 int bpf_get_kfunc_addr(const struct bpf_prog *prog, u32 func_id,
2520                        u16 btf_fd_idx, u8 **func_addr)
2521 {
2522         const struct bpf_kfunc_desc *desc;
2523
2524         desc = find_kfunc_desc(prog, func_id, btf_fd_idx);
2525         if (!desc)
2526                 return -EFAULT;
2527
2528         *func_addr = (u8 *)desc->addr;
2529         return 0;
2530 }
2531
2532 static struct btf *__find_kfunc_desc_btf(struct bpf_verifier_env *env,
2533                                          s16 offset)
2534 {
2535         struct bpf_kfunc_btf kf_btf = { .offset = offset };
2536         struct bpf_kfunc_btf_tab *tab;
2537         struct bpf_kfunc_btf *b;
2538         struct module *mod;
2539         struct btf *btf;
2540         int btf_fd;
2541
2542         tab = env->prog->aux->kfunc_btf_tab;
2543         b = bsearch(&kf_btf, tab->descs, tab->nr_descs,
2544                     sizeof(tab->descs[0]), kfunc_btf_cmp_by_off);
2545         if (!b) {
2546                 if (tab->nr_descs == MAX_KFUNC_BTFS) {
2547                         verbose(env, "too many different module BTFs\n");
2548                         return ERR_PTR(-E2BIG);
2549                 }
2550
2551                 if (bpfptr_is_null(env->fd_array)) {
2552                         verbose(env, "kfunc offset > 0 without fd_array is invalid\n");
2553                         return ERR_PTR(-EPROTO);
2554                 }
2555
2556                 if (copy_from_bpfptr_offset(&btf_fd, env->fd_array,
2557                                             offset * sizeof(btf_fd),
2558                                             sizeof(btf_fd)))
2559                         return ERR_PTR(-EFAULT);
2560
2561                 btf = btf_get_by_fd(btf_fd);
2562                 if (IS_ERR(btf)) {
2563                         verbose(env, "invalid module BTF fd specified\n");
2564                         return btf;
2565                 }
2566
2567                 if (!btf_is_module(btf)) {
2568                         verbose(env, "BTF fd for kfunc is not a module BTF\n");
2569                         btf_put(btf);
2570                         return ERR_PTR(-EINVAL);
2571                 }
2572
2573                 mod = btf_try_get_module(btf);
2574                 if (!mod) {
2575                         btf_put(btf);
2576                         return ERR_PTR(-ENXIO);
2577                 }
2578
2579                 b = &tab->descs[tab->nr_descs++];
2580                 b->btf = btf;
2581                 b->module = mod;
2582                 b->offset = offset;
2583
2584                 sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2585                      kfunc_btf_cmp_by_off, NULL);
2586         }
2587         return b->btf;
2588 }
2589
2590 void bpf_free_kfunc_btf_tab(struct bpf_kfunc_btf_tab *tab)
2591 {
2592         if (!tab)
2593                 return;
2594
2595         while (tab->nr_descs--) {
2596                 module_put(tab->descs[tab->nr_descs].module);
2597                 btf_put(tab->descs[tab->nr_descs].btf);
2598         }
2599         kfree(tab);
2600 }
2601
2602 static struct btf *find_kfunc_desc_btf(struct bpf_verifier_env *env, s16 offset)
2603 {
2604         if (offset) {
2605                 if (offset < 0) {
2606                         /* In the future, this can be allowed to increase limit
2607                          * of fd index into fd_array, interpreted as u16.
2608                          */
2609                         verbose(env, "negative offset disallowed for kernel module function call\n");
2610                         return ERR_PTR(-EINVAL);
2611                 }
2612
2613                 return __find_kfunc_desc_btf(env, offset);
2614         }
2615         return btf_vmlinux ?: ERR_PTR(-ENOENT);
2616 }
2617
2618 static int add_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, u32 func_id, s16 offset)
2619 {
2620         const struct btf_type *func, *func_proto;
2621         struct bpf_kfunc_btf_tab *btf_tab;
2622         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2623         struct bpf_prog_aux *prog_aux;
2624         struct bpf_kfunc_desc *desc;
2625         const char *func_name;
2626         struct btf *desc_btf;
2627         unsigned long call_imm;
2628         unsigned long addr;
2629         int err;
2630
2631         prog_aux = env->prog->aux;
2632         tab = prog_aux->kfunc_tab;
2633         btf_tab = prog_aux->kfunc_btf_tab;
2634         if (!tab) {
2635                 if (!btf_vmlinux) {
2636                         verbose(env, "calling kernel function is not supported without CONFIG_DEBUG_INFO_BTF\n");
2637                         return -ENOTSUPP;
2638                 }
2639
2640                 if (!env->prog->jit_requested) {
2641                         verbose(env, "JIT is required for calling kernel function\n");
2642                         return -ENOTSUPP;
2643                 }
2644
2645                 if (!bpf_jit_supports_kfunc_call()) {
2646                         verbose(env, "JIT does not support calling kernel function\n");
2647                         return -ENOTSUPP;
2648                 }
2649
2650                 if (!env->prog->gpl_compatible) {
2651                         verbose(env, "cannot call kernel function from non-GPL compatible program\n");
2652                         return -EINVAL;
2653                 }
2654
2655                 tab = kzalloc(sizeof(*tab), GFP_KERNEL);
2656                 if (!tab)
2657                         return -ENOMEM;
2658                 prog_aux->kfunc_tab = tab;
2659         }
2660
2661         /* func_id == 0 is always invalid, but instead of returning an error, be
2662          * conservative and wait until the code elimination pass before returning
2663          * error, so that invalid calls that get pruned out can be in BPF programs
2664          * loaded from userspace.  It is also required that offset be untouched
2665          * for such calls.
2666          */
2667         if (!func_id && !offset)
2668                 return 0;
2669
2670         if (!btf_tab && offset) {
2671                 btf_tab = kzalloc(sizeof(*btf_tab), GFP_KERNEL);
2672                 if (!btf_tab)
2673                         return -ENOMEM;
2674                 prog_aux->kfunc_btf_tab = btf_tab;
2675         }
2676
2677         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(env, offset);
2678         if (IS_ERR(desc_btf)) {
2679                 verbose(env, "failed to find BTF for kernel function\n");
2680                 return PTR_ERR(desc_btf);
2681         }
2682
2683         if (find_kfunc_desc(env->prog, func_id, offset))
2684                 return 0;
2685
2686         if (tab->nr_descs == MAX_KFUNC_DESCS) {
2687                 verbose(env, "too many different kernel function calls\n");
2688                 return -E2BIG;
2689         }
2690
2691         func = btf_type_by_id(desc_btf, func_id);
2692         if (!func || !btf_type_is_func(func)) {
2693                 verbose(env, "kernel btf_id %u is not a function\n",
2694                         func_id);
2695                 return -EINVAL;
2696         }
2697         func_proto = btf_type_by_id(desc_btf, func->type);
2698         if (!func_proto || !btf_type_is_func_proto(func_proto)) {
2699                 verbose(env, "kernel function btf_id %u does not have a valid func_proto\n",
2700                         func_id);
2701                 return -EINVAL;
2702         }
2703
2704         func_name = btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
2705         addr = kallsyms_lookup_name(func_name);
2706         if (!addr) {
2707                 verbose(env, "cannot find address for kernel function %s\n",
2708                         func_name);
2709                 return -EINVAL;
2710         }
2711         specialize_kfunc(env, func_id, offset, &addr);
2712
2713         if (bpf_jit_supports_far_kfunc_call()) {
2714                 call_imm = func_id;
2715         } else {
2716                 call_imm = BPF_CALL_IMM(addr);
2717                 /* Check whether the relative offset overflows desc->imm */
2718                 if ((unsigned long)(s32)call_imm != call_imm) {
2719                         verbose(env, "address of kernel function %s is out of range\n",
2720                                 func_name);
2721                         return -EINVAL;
2722                 }
2723         }
2724
2725         if (bpf_dev_bound_kfunc_id(func_id)) {
2726                 err = bpf_dev_bound_kfunc_check(&env->log, prog_aux);
2727                 if (err)
2728                         return err;
2729         }
2730
2731         desc = &tab->descs[tab->nr_descs++];
2732         desc->func_id = func_id;
2733         desc->imm = call_imm;
2734         desc->offset = offset;
2735         desc->addr = addr;
2736         err = btf_distill_func_proto(&env->log, desc_btf,
2737                                      func_proto, func_name,
2738                                      &desc->func_model);
2739         if (!err)
2740                 sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2741                      kfunc_desc_cmp_by_id_off, NULL);
2742         return err;
2743 }
2744
2745 static int kfunc_desc_cmp_by_imm_off(const void *a, const void *b)
2746 {
2747         const struct bpf_kfunc_desc *d0 = a;
2748         const struct bpf_kfunc_desc *d1 = b;
2749
2750         if (d0->imm != d1->imm)
2751                 return d0->imm < d1->imm ? -1 : 1;
2752         if (d0->offset != d1->offset)
2753                 return d0->offset < d1->offset ? -1 : 1;
2754         return 0;
2755 }
2756
2757 static void sort_kfunc_descs_by_imm_off(struct bpf_prog *prog)
2758 {
2759         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2760
2761         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2762         if (!tab)
2763                 return;
2764
2765         sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2766              kfunc_desc_cmp_by_imm_off, NULL);
2767 }
2768
2769 bool bpf_prog_has_kfunc_call(const struct bpf_prog *prog)
2770 {
2771         return !!prog->aux->kfunc_tab;
2772 }
2773
2774 const struct btf_func_model *
2775 bpf_jit_find_kfunc_model(const struct bpf_prog *prog,
2776                          const struct bpf_insn *insn)
2777 {
2778         const struct bpf_kfunc_desc desc = {
2779                 .imm = insn->imm,
2780                 .offset = insn->off,
2781         };
2782         const struct bpf_kfunc_desc *res;
2783         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2784
2785         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2786         res = bsearch(&desc, tab->descs, tab->nr_descs,
2787                       sizeof(tab->descs[0]), kfunc_desc_cmp_by_imm_off);
2788
2789         return res ? &res->func_model : NULL;
2790 }
2791
2792 static int add_subprog_and_kfunc(struct bpf_verifier_env *env)
2793 {
2794         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
2795         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
2796         int i, ret, insn_cnt = env->prog->len;
2797
2798         /* Add entry function. */
2799         ret = add_subprog(env, 0);
2800         if (ret)
2801                 return ret;
2802
2803         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
2804                 if (!bpf_pseudo_func(insn) && !bpf_pseudo_call(insn) &&
2805                     !bpf_pseudo_kfunc_call(insn))
2806                         continue;
2807
2808                 if (!env->bpf_capable) {
2809                         verbose(env, "loading/calling other bpf or kernel functions are allowed for CAP_BPF and CAP_SYS_ADMIN\n");
2810                         return -EPERM;
2811                 }
2812
2813                 if (bpf_pseudo_func(insn) || bpf_pseudo_call(insn))
2814                         ret = add_subprog(env, i + insn->imm + 1);
2815                 else
2816                         ret = add_kfunc_call(env, insn->imm, insn->off);
2817
2818                 if (ret < 0)
2819                         return ret;
2820         }
2821
2822         /* Add a fake 'exit' subprog which could simplify subprog iteration
2823          * logic. 'subprog_cnt' should not be increased.
2824          */
2825         subprog[env->subprog_cnt].start = insn_cnt;
2826
2827         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
2828                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
2829                         verbose(env, "func#%d @%d\n", i, subprog[i].start);
2830
2831         return 0;
2832 }
2833
2834 static int check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
2835 {
2836         int i, subprog_start, subprog_end, off, cur_subprog = 0;
2837         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
2838         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
2839         int insn_cnt = env->prog->len;
2840
2841         /* now check that all jumps are within the same subprog */
2842         subprog_start = subprog[cur_subprog].start;
2843         subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
2844         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
2845                 u8 code = insn[i].code;
2846
2847                 if (code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
2848                     insn[i].src_reg == 0 &&
2849                     insn[i].imm == BPF_FUNC_tail_call)
2850                         subprog[cur_subprog].has_tail_call = true;
2851                 if (BPF_CLASS(code) == BPF_LD &&
2852                     (BPF_MODE(code) == BPF_ABS || BPF_MODE(code) == BPF_IND))
2853                         subprog[cur_subprog].has_ld_abs = true;
2854                 if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP && BPF_CLASS(code) != BPF_JMP32)
2855                         goto next;
2856                 if (BPF_OP(code) == BPF_EXIT || BPF_OP(code) == BPF_CALL)
2857                         goto next;
2858                 off = i + insn[i].off + 1;
2859                 if (off < subprog_start || off >= subprog_end) {
2860                         verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", i, off);
2861                         return -EINVAL;
2862                 }
2863 next:
2864                 if (i == subprog_end - 1) {
2865                         /* to avoid fall-through from one subprog into another
2866                          * the last insn of the subprog should be either exit
2867                          * or unconditional jump back
2868                          */
2869                         if (code != (BPF_JMP | BPF_EXIT) &&
2870                             code != (BPF_JMP | BPF_JA)) {
2871                                 verbose(env, "last insn is not an exit or jmp\n");
2872                                 return -EINVAL;
2873                         }
2874                         subprog_start = subprog_end;
2875                         cur_subprog++;
2876                         if (cur_subprog < env->subprog_cnt)
2877                                 subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
2878                 }
2879         }
2880         return 0;
2881 }
2882
2883 /* Parentage chain of this register (or stack slot) should take care of all
2884  * issues like callee-saved registers, stack slot allocation time, etc.
2885  */
2886 static int mark_reg_read(struct bpf_verifier_env *env,
2887                          const struct bpf_reg_state *state,
2888                          struct bpf_reg_state *parent, u8 flag)
2889 {
2890         bool writes = parent == state->parent; /* Observe write marks */
2891         int cnt = 0;
2892
2893         while (parent) {
2894                 /* if read wasn't screened by an earlier write ... */
2895                 if (writes && state->live & REG_LIVE_WRITTEN)
2896                         break;
2897                 if (parent->live & REG_LIVE_DONE) {
2898                         verbose(env, "verifier BUG type %s var_off %lld off %d\n",
2899                                 reg_type_str(env, parent->type),
2900                                 parent->var_off.value, parent->off);
2901                         return -EFAULT;
2902                 }
2903                 /* The first condition is more likely to be true than the
2904                  * second, checked it first.
2905                  */
2906                 if ((parent->live & REG_LIVE_READ) == flag ||
2907                     parent->live & REG_LIVE_READ64)
2908                         /* The parentage chain never changes and
2909                          * this parent was already marked as LIVE_READ.
2910                          * There is no need to keep walking the chain again and
2911                          * keep re-marking all parents as LIVE_READ.
2912                          * This case happens when the same register is read
2913                          * multiple times without writes into it in-between.
2914                          * Also, if parent has the stronger REG_LIVE_READ64 set,
2915                          * then no need to set the weak REG_LIVE_READ32.
2916                          */
2917                         break;
2918                 /* ... then we depend on parent's value */
2919                 parent->live |= flag;
2920                 /* REG_LIVE_READ64 overrides REG_LIVE_READ32. */
2921                 if (flag == REG_LIVE_READ64)
2922                         parent->live &= ~REG_LIVE_READ32;
2923                 state = parent;
2924                 parent = state->parent;
2925                 writes = true;
2926                 cnt++;
2927         }
2928
2929         if (env->longest_mark_read_walk < cnt)
2930                 env->longest_mark_read_walk = cnt;
2931         return 0;
2932 }
2933
2934 static int mark_dynptr_read(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
2935 {
2936         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
2937         int spi, ret;
2938
2939         /* For CONST_PTR_TO_DYNPTR, it must have already been done by
2940          * check_reg_arg in check_helper_call and mark_btf_func_reg_size in
2941          * check_kfunc_call.
2942          */
2943         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
2944                 return 0;
2945         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
2946         if (spi < 0)
2947                 return spi;
2948         /* Caller ensures dynptr is valid and initialized, which means spi is in
2949          * bounds and spi is the first dynptr slot. Simply mark stack slot as
2950          * read.
2951          */
2952         ret = mark_reg_read(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
2953                             state->stack[spi].spilled_ptr.parent, REG_LIVE_READ64);
2954         if (ret)
2955                 return ret;
2956         return mark_reg_read(env, &state->stack[spi - 1].spilled_ptr,
2957                              state->stack[spi - 1].spilled_ptr.parent, REG_LIVE_READ64);
2958 }
2959
2960 static int mark_iter_read(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
2961                           int spi, int nr_slots)
2962 {
2963         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
2964         int err, i;
2965
2966         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
2967                 struct bpf_reg_state *st = &state->stack[spi - i].spilled_ptr;
2968
2969                 err = mark_reg_read(env, st, st->parent, REG_LIVE_READ64);
2970                 if (err)
2971                         return err;
2972
2973                 mark_stack_slot_scratched(env, spi - i);
2974         }
2975
2976         return 0;
2977 }
2978
2979 /* This function is supposed to be used by the following 32-bit optimization
2980  * code only. It returns TRUE if the source or destination register operates
2981  * on 64-bit, otherwise return FALSE.
2982  */
2983 static bool is_reg64(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
2984                      u32 regno, struct bpf_reg_state *reg, enum reg_arg_type t)
2985 {
2986         u8 code, class, op;
2987
2988         code = insn->code;
2989         class = BPF_CLASS(code);
2990         op = BPF_OP(code);
2991         if (class == BPF_JMP) {
2992                 /* BPF_EXIT for "main" will reach here. Return TRUE
2993                  * conservatively.
2994                  */
2995                 if (op == BPF_EXIT)
2996                         return true;
2997                 if (op == BPF_CALL) {
2998                         /* BPF to BPF call will reach here because of marking
2999                          * caller saved clobber with DST_OP_NO_MARK for which we
3000                          * don't care the register def because they are anyway
3001                          * marked as NOT_INIT already.
3002                          */
3003                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
3004                                 return false;
3005                         /* Helper call will reach here because of arg type
3006                          * check, conservatively return TRUE.
3007                          */
3008                         if (t == SRC_OP)
3009                                 return true;
3010
3011                         return false;
3012                 }
3013         }
3014
3015         if (class == BPF_ALU64 || class == BPF_JMP ||
3016             /* BPF_END always use BPF_ALU class. */
3017             (class == BPF_ALU && op == BPF_END && insn->imm == 64))
3018                 return true;
3019
3020         if (class == BPF_ALU || class == BPF_JMP32)
3021                 return false;
3022
3023         if (class == BPF_LDX) {
3024                 if (t != SRC_OP)
3025                         return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
3026                 /* LDX source must be ptr. */
3027                 return true;
3028         }
3029
3030         if (class == BPF_STX) {
3031                 /* BPF_STX (including atomic variants) has multiple source
3032                  * operands, one of which is a ptr. Check whether the caller is
3033                  * asking about it.
3034                  */
3035                 if (t == SRC_OP && reg->type != SCALAR_VALUE)
3036                         return true;
3037                 return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
3038         }
3039
3040         if (class == BPF_LD) {
3041                 u8 mode = BPF_MODE(code);
3042
3043                 /* LD_IMM64 */
3044                 if (mode == BPF_IMM)
3045                         return true;
3046
3047                 /* Both LD_IND and LD_ABS return 32-bit data. */
3048                 if (t != SRC_OP)
3049                         return  false;
3050
3051                 /* Implicit ctx ptr. */
3052                 if (regno == BPF_REG_6)
3053                         return true;
3054
3055                 /* Explicit source could be any width. */
3056                 return true;
3057         }
3058
3059         if (class == BPF_ST)
3060                 /* The only source register for BPF_ST is a ptr. */
3061                 return true;
3062
3063         /* Conservatively return true at default. */
3064         return true;
3065 }
3066
3067 /* Return the regno defined by the insn, or -1. */
3068 static int insn_def_regno(const struct bpf_insn *insn)
3069 {
3070         switch (BPF_CLASS(insn->code)) {
3071         case BPF_JMP:
3072         case BPF_JMP32:
3073         case BPF_ST:
3074                 return -1;
3075         case BPF_STX:
3076                 if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC &&
3077                     (insn->imm & BPF_FETCH)) {
3078                         if (insn->imm == BPF_CMPXCHG)
3079                                 return BPF_REG_0;
3080                         else
3081                                 return insn->src_reg;
3082                 } else {
3083                         return -1;
3084                 }
3085         default:
3086                 return insn->dst_reg;
3087         }
3088 }
3089
3090 /* Return TRUE if INSN has defined any 32-bit value explicitly. */
3091 static bool insn_has_def32(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
3092 {
3093         int dst_reg = insn_def_regno(insn);
3094
3095         if (dst_reg == -1)
3096                 return false;
3097
3098         return !is_reg64(env, insn, dst_reg, NULL, DST_OP);
3099 }
3100
3101 static void mark_insn_zext(struct bpf_verifier_env *env,
3102                            struct bpf_reg_state *reg)
3103 {
3104         s32 def_idx = reg->subreg_def;
3105
3106         if (def_idx == DEF_NOT_SUBREG)
3107                 return;
3108
3109         env->insn_aux_data[def_idx - 1].zext_dst = true;
3110         /* The dst will be zero extended, so won't be sub-register anymore. */
3111         reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
3112 }
3113
3114 static int check_reg_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
3115                          enum reg_arg_type t)
3116 {
3117         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
3118         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
3119         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + env->insn_idx;
3120         struct bpf_reg_state *reg, *regs = state->regs;
3121         bool rw64;
3122
3123         if (regno >= MAX_BPF_REG) {
3124                 verbose(env, "R%d is invalid\n", regno);
3125                 return -EINVAL;
3126         }
3127
3128         mark_reg_scratched(env, regno);
3129
3130         reg = &regs[regno];
3131         rw64 = is_reg64(env, insn, regno, reg, t);
3132         if (t == SRC_OP) {
3133                 /* check whether register used as source operand can be read */
3134                 if (reg->type == NOT_INIT) {
3135                         verbose(env, "R%d !read_ok\n", regno);
3136                         return -EACCES;
3137                 }
3138                 /* We don't need to worry about FP liveness because it's read-only */
3139                 if (regno == BPF_REG_FP)
3140                         return 0;
3141
3142                 if (rw64)
3143                         mark_insn_zext(env, reg);
3144
3145                 return mark_reg_read(env, reg, reg->parent,
3146                                      rw64 ? REG_LIVE_READ64 : REG_LIVE_READ32);
3147         } else {
3148                 /* check whether register used as dest operand can be written to */
3149                 if (regno == BPF_REG_FP) {
3150                         verbose(env, "frame pointer is read only\n");
3151                         return -EACCES;
3152                 }
3153                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
3154                 reg->subreg_def = rw64 ? DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
3155                 if (t == DST_OP)
3156                         mark_reg_unknown(env, regs, regno);
3157         }
3158         return 0;
3159 }
3160
3161 static void mark_jmp_point(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
3162 {
3163         env->insn_aux_data[idx].jmp_point = true;
3164 }
3165
3166 static bool is_jmp_point(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
3167 {
3168         return env->insn_aux_data[insn_idx].jmp_point;
3169 }
3170
3171 /* for any branch, call, exit record the history of jmps in the given state */
3172 static int push_jmp_history(struct bpf_verifier_env *env,
3173                             struct bpf_verifier_state *cur)
3174 {
3175         u32 cnt = cur->jmp_history_cnt;
3176         struct bpf_idx_pair *p;
3177         size_t alloc_size;
3178
3179         if (!is_jmp_point(env, env->insn_idx))
3180                 return 0;
3181
3182         cnt++;
3183         alloc_size = kmalloc_size_roundup(size_mul(cnt, sizeof(*p)));
3184         p = krealloc(cur->jmp_history, alloc_size, GFP_USER);
3185         if (!p)
3186                 return -ENOMEM;
3187         p[cnt - 1].idx = env->insn_idx;
3188         p[cnt - 1].prev_idx = env->prev_insn_idx;
3189         cur->jmp_history = p;
3190         cur->jmp_history_cnt = cnt;
3191         return 0;
3192 }
3193
3194 /* Backtrack one insn at a time. If idx is not at the top of recorded
3195  * history then previous instruction came from straight line execution.
3196  */
3197 static int get_prev_insn_idx(struct bpf_verifier_state *st, int i,
3198                              u32 *history)
3199 {
3200         u32 cnt = *history;
3201
3202         if (cnt && st->jmp_history[cnt - 1].idx == i) {
3203                 i = st->jmp_history[cnt - 1].prev_idx;
3204                 (*history)--;
3205         } else {
3206                 i--;
3207         }
3208         return i;
3209 }
3210
3211 static const char *disasm_kfunc_name(void *data, const struct bpf_insn *insn)
3212 {
3213         const struct btf_type *func;
3214         struct btf *desc_btf;
3215
3216         if (insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL)
3217                 return NULL;
3218
3219         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(data, insn->off);
3220         if (IS_ERR(desc_btf))
3221                 return "<error>";
3222
3223         func = btf_type_by_id(desc_btf, insn->imm);
3224         return btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
3225 }
3226
3227 static inline void bt_init(struct backtrack_state *bt, u32 frame)
3228 {
3229         bt->frame = frame;
3230 }
3231
3232 static inline void bt_reset(struct backtrack_state *bt)
3233 {
3234         struct bpf_verifier_env *env = bt->env;
3235
3236         memset(bt, 0, sizeof(*bt));
3237         bt->env = env;
3238 }
3239
3240 static inline u32 bt_empty(struct backtrack_state *bt)
3241 {
3242         u64 mask = 0;
3243         int i;
3244
3245         for (i = 0; i <= bt->frame; i++)
3246                 mask |= bt->reg_masks[i] | bt->stack_masks[i];
3247
3248         return mask == 0;
3249 }
3250
3251 static inline int bt_subprog_enter(struct backtrack_state *bt)
3252 {
3253         if (bt->frame == MAX_CALL_FRAMES - 1) {
3254                 verbose(bt->env, "BUG subprog enter from frame %d\n", bt->frame);
3255                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3256                 return -EFAULT;
3257         }
3258         bt->frame++;
3259         return 0;
3260 }
3261
3262 static inline int bt_subprog_exit(struct backtrack_state *bt)
3263 {
3264         if (bt->frame == 0) {
3265                 verbose(bt->env, "BUG subprog exit from frame 0\n");
3266                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3267                 return -EFAULT;
3268         }
3269         bt->frame--;
3270         return 0;
3271 }
3272
3273 static inline void bt_set_frame_reg(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 reg)
3274 {
3275         bt->reg_masks[frame] |= 1 << reg;
3276 }
3277
3278 static inline void bt_clear_frame_reg(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 reg)
3279 {
3280         bt->reg_masks[frame] &= ~(1 << reg);
3281 }
3282
3283 static inline void bt_set_reg(struct backtrack_state *bt, u32 reg)
3284 {
3285         bt_set_frame_reg(bt, bt->frame, reg);
3286 }
3287
3288 static inline void bt_clear_reg(struct backtrack_state *bt, u32 reg)
3289 {
3290         bt_clear_frame_reg(bt, bt->frame, reg);
3291 }
3292
3293 static inline void bt_set_frame_slot(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 slot)
3294 {
3295         bt->stack_masks[frame] |= 1ull << slot;
3296 }
3297
3298 static inline void bt_clear_frame_slot(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 slot)
3299 {
3300         bt->stack_masks[frame] &= ~(1ull << slot);
3301 }
3302
3303 static inline void bt_set_slot(struct backtrack_state *bt, u32 slot)
3304 {
3305         bt_set_frame_slot(bt, bt->frame, slot);
3306 }
3307
3308 static inline void bt_clear_slot(struct backtrack_state *bt, u32 slot)
3309 {
3310         bt_clear_frame_slot(bt, bt->frame, slot);
3311 }
3312
3313 static inline u32 bt_frame_reg_mask(struct backtrack_state *bt, u32 frame)
3314 {
3315         return bt->reg_masks[frame];
3316 }
3317
3318 static inline u32 bt_reg_mask(struct backtrack_state *bt)
3319 {
3320         return bt->reg_masks[bt->frame];
3321 }
3322
3323 static inline u64 bt_frame_stack_mask(struct backtrack_state *bt, u32 frame)
3324 {
3325         return bt->stack_masks[frame];
3326 }
3327
3328 static inline u64 bt_stack_mask(struct backtrack_state *bt)
3329 {
3330         return bt->stack_masks[bt->frame];
3331 }
3332
3333 static inline bool bt_is_reg_set(struct backtrack_state *bt, u32 reg)
3334 {
3335         return bt->reg_masks[bt->frame] & (1 << reg);
3336 }
3337
3338 static inline bool bt_is_slot_set(struct backtrack_state *bt, u32 slot)
3339 {
3340         return bt->stack_masks[bt->frame] & (1ull << slot);
3341 }
3342
3343 /* format registers bitmask, e.g., "r0,r2,r4" for 0x15 mask */
3344 static void fmt_reg_mask(char *buf, ssize_t buf_sz, u32 reg_mask)
3345 {
3346         DECLARE_BITMAP(mask, 64);
3347         bool first = true;
3348         int i, n;
3349
3350         buf[0] = '\0';
3351
3352         bitmap_from_u64(mask, reg_mask);
3353         for_each_set_bit(i, mask, 32) {
3354                 n = snprintf(buf, buf_sz, "%sr%d", first ? "" : ",", i);
3355                 first = false;
3356                 buf += n;
3357                 buf_sz -= n;
3358                 if (buf_sz < 0)
3359                         break;
3360         }
3361 }
3362 /* format stack slots bitmask, e.g., "-8,-24,-40" for 0x15 mask */
3363 static void fmt_stack_mask(char *buf, ssize_t buf_sz, u64 stack_mask)
3364 {
3365         DECLARE_BITMAP(mask, 64);
3366         bool first = true;
3367         int i, n;
3368
3369         buf[0] = '\0';
3370
3371         bitmap_from_u64(mask, stack_mask);
3372         for_each_set_bit(i, mask, 64) {
3373                 n = snprintf(buf, buf_sz, "%s%d", first ? "" : ",", -(i + 1) * 8);
3374                 first = false;
3375                 buf += n;
3376                 buf_sz -= n;
3377                 if (buf_sz < 0)
3378                         break;
3379         }
3380 }
3381
3382 /* For given verifier state backtrack_insn() is called from the last insn to
3383  * the first insn. Its purpose is to compute a bitmask of registers and
3384  * stack slots that needs precision in the parent verifier state.
3385  *
3386  * @idx is an index of the instruction we are currently processing;
3387  * @subseq_idx is an index of the subsequent instruction that:
3388  *   - *would be* executed next, if jump history is viewed in forward order;
3389  *   - *was* processed previously during backtracking.
3390  */
3391 static int backtrack_insn(struct bpf_verifier_env *env, int idx, int subseq_idx,
3392                           struct backtrack_state *bt)
3393 {
3394         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
3395                 .cb_call        = disasm_kfunc_name,
3396                 .cb_print       = verbose,
3397                 .private_data   = env,
3398         };
3399         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + idx;
3400         u8 class = BPF_CLASS(insn->code);
3401         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
3402         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
3403         u32 dreg = insn->dst_reg;
3404         u32 sreg = insn->src_reg;
3405         u32 spi, i;
3406
3407         if (insn->code == 0)
3408                 return 0;
3409         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3410                 fmt_reg_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN, bt_reg_mask(bt));
3411                 verbose(env, "mark_precise: frame%d: regs=%s ",
3412                         bt->frame, env->tmp_str_buf);
3413                 fmt_stack_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN, bt_stack_mask(bt));
3414                 verbose(env, "stack=%s before ", env->tmp_str_buf);
3415                 verbose(env, "%d: ", idx);
3416                 print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
3417         }
3418
3419         if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
3420                 if (!bt_is_reg_set(bt, dreg))
3421                         return 0;
3422                 if (opcode == BPF_MOV) {
3423                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
3424                                 /* dreg = sreg
3425                                  * dreg needs precision after this insn
3426                                  * sreg needs precision before this insn
3427                                  */
3428                                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3429                                 bt_set_reg(bt, sreg);
3430                         } else {
3431                                 /* dreg = K
3432                                  * dreg needs precision after this insn.
3433                                  * Corresponding register is already marked
3434                                  * as precise=true in this verifier state.
3435                                  * No further markings in parent are necessary
3436                                  */
3437                                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3438                         }
3439                 } else {
3440                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
3441                                 /* dreg += sreg
3442                                  * both dreg and sreg need precision
3443                                  * before this insn
3444                                  */
3445                                 bt_set_reg(bt, sreg);
3446                         } /* else dreg += K
3447                            * dreg still needs precision before this insn
3448                            */
3449                 }
3450         } else if (class == BPF_LDX) {
3451                 if (!bt_is_reg_set(bt, dreg))
3452                         return 0;
3453                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3454
3455                 /* scalars can only be spilled into stack w/o losing precision.
3456                  * Load from any other memory can be zero extended.
3457                  * The desire to keep that precision is already indicated
3458                  * by 'precise' mark in corresponding register of this state.
3459                  * No further tracking necessary.
3460                  */
3461                 if (insn->src_reg != BPF_REG_FP)
3462                         return 0;
3463
3464                 /* dreg = *(u64 *)[fp - off] was a fill from the stack.
3465                  * that [fp - off] slot contains scalar that needs to be
3466                  * tracked with precision
3467                  */
3468                 spi = (-insn->off - 1) / BPF_REG_SIZE;
3469                 if (spi >= 64) {
3470                         verbose(env, "BUG spi %d\n", spi);
3471                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3472                         return -EFAULT;
3473                 }
3474                 bt_set_slot(bt, spi);
3475         } else if (class == BPF_STX || class == BPF_ST) {
3476                 if (bt_is_reg_set(bt, dreg))
3477                         /* stx & st shouldn't be using _scalar_ dst_reg
3478                          * to access memory. It means backtracking
3479                          * encountered a case of pointer subtraction.
3480                          */
3481                         return -ENOTSUPP;
3482                 /* scalars can only be spilled into stack */
3483                 if (insn->dst_reg != BPF_REG_FP)
3484                         return 0;
3485                 spi = (-insn->off - 1) / BPF_REG_SIZE;
3486                 if (spi >= 64) {
3487                         verbose(env, "BUG spi %d\n", spi);
3488                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3489                         return -EFAULT;
3490                 }
3491                 if (!bt_is_slot_set(bt, spi))
3492                         return 0;
3493                 bt_clear_slot(bt, spi);
3494                 if (class == BPF_STX)
3495                         bt_set_reg(bt, sreg);
3496         } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
3497                 if (bpf_pseudo_call(insn)) {
3498                         int subprog_insn_idx, subprog;
3499
3500                         subprog_insn_idx = idx + insn->imm + 1;
3501                         subprog = find_subprog(env, subprog_insn_idx);
3502                         if (subprog < 0)
3503                                 return -EFAULT;
3504
3505                         if (subprog_is_global(env, subprog)) {
3506                                 /* check that jump history doesn't have any
3507                                  * extra instructions from subprog; the next
3508                                  * instruction after call to global subprog
3509                                  * should be literally next instruction in
3510                                  * caller program
3511                                  */
3512                                 WARN_ONCE(idx + 1 != subseq_idx, "verifier backtracking bug");
3513                                 /* r1-r5 are invalidated after subprog call,
3514                                  * so for global func call it shouldn't be set
3515                                  * anymore
3516                                  */
3517                                 if (bt_reg_mask(bt) & BPF_REGMASK_ARGS) {
3518                                         verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3519                                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3520                                         return -EFAULT;
3521                                 }
3522                                 /* global subprog always sets R0 */
3523                                 bt_clear_reg(bt, BPF_REG_0);
3524                                 return 0;
3525                         } else {
3526                                 /* static subprog call instruction, which
3527                                  * means that we are exiting current subprog,
3528                                  * so only r1-r5 could be still requested as
3529                                  * precise, r0 and r6-r10 or any stack slot in
3530                                  * the current frame should be zero by now
3531                                  */
3532                                 if (bt_reg_mask(bt) & ~BPF_REGMASK_ARGS) {
3533                                         verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3534                                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3535                                         return -EFAULT;
3536                                 }
3537                                 /* we don't track register spills perfectly,
3538                                  * so fallback to force-precise instead of failing */
3539                                 if (bt_stack_mask(bt) != 0)
3540                                         return -ENOTSUPP;
3541                                 /* propagate r1-r5 to the caller */
3542                                 for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++) {
3543                                         if (bt_is_reg_set(bt, i)) {
3544                                                 bt_clear_reg(bt, i);
3545                                                 bt_set_frame_reg(bt, bt->frame - 1, i);
3546                                         }
3547                                 }
3548                                 if (bt_subprog_exit(bt))
3549                                         return -EFAULT;
3550                                 return 0;
3551                         }
3552                 } else if ((bpf_helper_call(insn) &&
3553                             is_callback_calling_function(insn->imm) &&
3554                             !is_async_callback_calling_function(insn->imm)) ||
3555                            (bpf_pseudo_kfunc_call(insn) && is_callback_calling_kfunc(insn->imm))) {
3556                         /* callback-calling helper or kfunc call, which means
3557                          * we are exiting from subprog, but unlike the subprog
3558                          * call handling above, we shouldn't propagate
3559                          * precision of r1-r5 (if any requested), as they are
3560                          * not actually arguments passed directly to callback
3561                          * subprogs
3562                          */
3563                         if (bt_reg_mask(bt) & ~BPF_REGMASK_ARGS) {
3564                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3565                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3566                                 return -EFAULT;
3567                         }
3568                         if (bt_stack_mask(bt) != 0)
3569                                 return -ENOTSUPP;
3570                         /* clear r1-r5 in callback subprog's mask */
3571                         for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++)
3572                                 bt_clear_reg(bt, i);
3573                         if (bt_subprog_exit(bt))
3574                                 return -EFAULT;
3575                         return 0;
3576                 } else if (opcode == BPF_CALL) {
3577                         /* kfunc with imm==0 is invalid and fixup_kfunc_call will
3578                          * catch this error later. Make backtracking conservative
3579                          * with ENOTSUPP.
3580                          */
3581                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL && insn->imm == 0)
3582                                 return -ENOTSUPP;
3583                         /* regular helper call sets R0 */
3584                         bt_clear_reg(bt, BPF_REG_0);
3585                         if (bt_reg_mask(bt) & BPF_REGMASK_ARGS) {
3586                                 /* if backtracing was looking for registers R1-R5
3587                                  * they should have been found already.
3588                                  */
3589                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3590                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3591                                 return -EFAULT;
3592                         }
3593                 } else if (opcode == BPF_EXIT) {
3594                         bool r0_precise;
3595
3596                         if (bt_reg_mask(bt) & BPF_REGMASK_ARGS) {
3597                                 /* if backtracing was looking for registers R1-R5
3598                                  * they should have been found already.
3599                                  */
3600                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3601                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3602                                 return -EFAULT;
3603                         }
3604
3605                         /* BPF_EXIT in subprog or callback always returns
3606                          * right after the call instruction, so by checking
3607                          * whether the instruction at subseq_idx-1 is subprog
3608                          * call or not we can distinguish actual exit from
3609                          * *subprog* from exit from *callback*. In the former
3610                          * case, we need to propagate r0 precision, if
3611                          * necessary. In the former we never do that.
3612                          */
3613                         r0_precise = subseq_idx - 1 >= 0 &&
3614                                      bpf_pseudo_call(&env->prog->insnsi[subseq_idx - 1]) &&
3615                                      bt_is_reg_set(bt, BPF_REG_0);
3616
3617                         bt_clear_reg(bt, BPF_REG_0);
3618                         if (bt_subprog_enter(bt))
3619                                 return -EFAULT;
3620
3621                         if (r0_precise)
3622                                 bt_set_reg(bt, BPF_REG_0);
3623                         /* r6-r9 and stack slots will stay set in caller frame
3624                          * bitmasks until we return back from callee(s)
3625                          */
3626                         return 0;
3627                 } else if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
3628                         if (!bt_is_reg_set(bt, dreg) && !bt_is_reg_set(bt, sreg))
3629                                 return 0;
3630                         /* dreg <cond> sreg
3631                          * Both dreg and sreg need precision before
3632                          * this insn. If only sreg was marked precise
3633                          * before it would be equally necessary to
3634                          * propagate it to dreg.
3635                          */
3636                         bt_set_reg(bt, dreg);
3637                         bt_set_reg(bt, sreg);
3638                          /* else dreg <cond> K
3639                           * Only dreg still needs precision before
3640                           * this insn, so for the K-based conditional
3641                           * there is nothing new to be marked.
3642                           */
3643                 }
3644         } else if (class == BPF_LD) {
3645                 if (!bt_is_reg_set(bt, dreg))
3646                         return 0;
3647                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3648                 /* It's ld_imm64 or ld_abs or ld_ind.
3649                  * For ld_imm64 no further tracking of precision
3650                  * into parent is necessary
3651                  */
3652                 if (mode == BPF_IND || mode == BPF_ABS)
3653                         /* to be analyzed */
3654                         return -ENOTSUPP;
3655         }
3656         return 0;
3657 }
3658
3659 /* the scalar precision tracking algorithm:
3660  * . at the start all registers have precise=false.
3661  * . scalar ranges are tracked as normal through alu and jmp insns.
3662  * . once precise value of the scalar register is used in:
3663  *   .  ptr + scalar alu
3664  *   . if (scalar cond K|scalar)
3665  *   .  helper_call(.., scalar, ...) where ARG_CONST is expected
3666  *   backtrack through the verifier states and mark all registers and
3667  *   stack slots with spilled constants that these scalar regisers
3668  *   should be precise.
3669  * . during state pruning two registers (or spilled stack slots)
3670  *   are equivalent if both are not precise.
3671  *
3672  * Note the verifier cannot simply walk register parentage chain,
3673  * since many different registers and stack slots could have been
3674  * used to compute single precise scalar.
3675  *
3676  * The approach of starting with precise=true for all registers and then
3677  * backtrack to mark a register as not precise when the verifier detects
3678  * that program doesn't care about specific value (e.g., when helper
3679  * takes register as ARG_ANYTHING parameter) is not safe.
3680  *
3681  * It's ok to walk single parentage chain of the verifier states.
3682  * It's possible that this backtracking will go all the way till 1st insn.
3683  * All other branches will be explored for needing precision later.
3684  *
3685  * The backtracking needs to deal with cases like:
3686  *   R8=map_value(id=0,off=0,ks=4,vs=1952,imm=0) R9_w=map_value(id=0,off=40,ks=4,vs=1952,imm=0)
3687  * r9 -= r8
3688  * r5 = r9
3689  * if r5 > 0x79f goto pc+7
3690  *    R5_w=inv(id=0,umax_value=1951,var_off=(0x0; 0x7ff))
3691  * r5 += 1
3692  * ...
3693  * call bpf_perf_event_output#25
3694  *   where .arg5_type = ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO
3695  *
3696  * and this case:
3697  * r6 = 1
3698  * call foo // uses callee's r6 inside to compute r0
3699  * r0 += r6
3700  * if r0 == 0 goto
3701  *
3702  * to track above reg_mask/stack_mask needs to be independent for each frame.
3703  *
3704  * Also if parent's curframe > frame where backtracking started,
3705  * the verifier need to mark registers in both frames, otherwise callees
3706  * may incorrectly prune callers. This is similar to
3707  * commit 7640ead93924 ("bpf: verifier: make sure callees don't prune with caller differences")
3708  *
3709  * For now backtracking falls back into conservative marking.
3710  */
3711 static void mark_all_scalars_precise(struct bpf_verifier_env *env,
3712                                      struct bpf_verifier_state *st)
3713 {
3714         struct bpf_func_state *func;
3715         struct bpf_reg_state *reg;
3716         int i, j;
3717
3718         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3719                 verbose(env, "mark_precise: frame%d: falling back to forcing all scalars precise\n",
3720                         st->curframe);
3721         }
3722
3723         /* big hammer: mark all scalars precise in this path.
3724          * pop_stack may still get !precise scalars.
3725          * We also skip current state and go straight to first parent state,
3726          * because precision markings in current non-checkpointed state are
3727          * not needed. See why in the comment in __mark_chain_precision below.
3728          */
3729         for (st = st->parent; st; st = st->parent) {
3730                 for (i = 0; i <= st->curframe; i++) {
3731                         func = st->frame[i];
3732                         for (j = 0; j < BPF_REG_FP; j++) {
3733                                 reg = &func->regs[j];
3734                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE || reg->precise)
3735                                         continue;
3736                                 reg->precise = true;
3737                                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3738                                         verbose(env, "force_precise: frame%d: forcing r%d to be precise\n",
3739                                                 i, j);
3740                                 }
3741                         }
3742                         for (j = 0; j < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; j++) {
3743                                 if (!is_spilled_reg(&func->stack[j]))
3744                                         continue;
3745                                 reg = &func->stack[j].spilled_ptr;
3746                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE || reg->precise)
3747                                         continue;
3748                                 reg->precise = true;
3749                                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3750                                         verbose(env, "force_precise: frame%d: forcing fp%d to be precise\n",
3751                                                 i, -(j + 1) * 8);
3752                                 }
3753                         }
3754                 }
3755         }
3756 }
3757
3758 static void mark_all_scalars_imprecise(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
3759 {
3760         struct bpf_func_state *func;
3761         struct bpf_reg_state *reg;
3762         int i, j;
3763
3764         for (i = 0; i <= st->curframe; i++) {
3765                 func = st->frame[i];
3766                 for (j = 0; j < BPF_REG_FP; j++) {
3767                         reg = &func->regs[j];
3768                         if (reg->type != SCALAR_VALUE)
3769                                 continue;
3770                         reg->precise = false;
3771                 }
3772                 for (j = 0; j < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; j++) {
3773                         if (!is_spilled_reg(&func->stack[j]))
3774                                 continue;
3775                         reg = &func->stack[j].spilled_ptr;
3776                         if (reg->type != SCALAR_VALUE)
3777                                 continue;
3778                         reg->precise = false;
3779                 }
3780         }
3781 }
3782
3783 static bool idset_contains(struct bpf_idset *s, u32 id)
3784 {
3785         u32 i;
3786
3787         for (i = 0; i < s->count; ++i)
3788                 if (s->ids[i] == id)
3789                         return true;
3790
3791         return false;
3792 }
3793
3794 static int idset_push(struct bpf_idset *s, u32 id)
3795 {
3796         if (WARN_ON_ONCE(s->count >= ARRAY_SIZE(s->ids)))
3797                 return -EFAULT;
3798         s->ids[s->count++] = id;
3799         return 0;
3800 }
3801
3802 static void idset_reset(struct bpf_idset *s)
3803 {
3804         s->count = 0;
3805 }
3806
3807 /* Collect a set of IDs for all registers currently marked as precise in env->bt.
3808  * Mark all registers with these IDs as precise.
3809  */
3810 static int mark_precise_scalar_ids(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
3811 {
3812         struct bpf_idset *precise_ids = &env->idset_scratch;
3813         struct backtrack_state *bt = &env->bt;
3814         struct bpf_func_state *func;
3815         struct bpf_reg_state *reg;
3816         DECLARE_BITMAP(mask, 64);
3817         int i, fr;
3818
3819         idset_reset(precise_ids);
3820
3821         for (fr = bt->frame; fr >= 0; fr--) {
3822                 func = st->frame[fr];
3823
3824                 bitmap_from_u64(mask, bt_frame_reg_mask(bt, fr));
3825                 for_each_set_bit(i, mask, 32) {
3826                         reg = &func->regs[i];
3827                         if (!reg->id || reg->type != SCALAR_VALUE)
3828                                 continue;
3829                         if (idset_push(precise_ids, reg->id))
3830                                 return -EFAULT;
3831                 }
3832
3833                 bitmap_from_u64(mask, bt_frame_stack_mask(bt, fr));
3834                 for_each_set_bit(i, mask, 64) {
3835                         if (i >= func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE)
3836                                 break;
3837                         if (!is_spilled_scalar_reg(&func->stack[i]))
3838                                 continue;
3839                         reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
3840                         if (!reg->id)
3841                                 continue;
3842                         if (idset_push(precise_ids, reg->id))
3843                                 return -EFAULT;
3844                 }
3845         }
3846
3847         for (fr = 0; fr <= st->curframe; ++fr) {
3848                 func = st->frame[fr];
3849
3850                 for (i = BPF_REG_0; i < BPF_REG_10; ++i) {
3851                         reg = &func->regs[i];
3852                         if (!reg->id)
3853                                 continue;
3854                         if (!idset_contains(precise_ids, reg->id))
3855                                 continue;
3856                         bt_set_frame_reg(bt, fr, i);
3857                 }
3858                 for (i = 0; i < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; ++i) {
3859                         if (!is_spilled_scalar_reg(&func->stack[i]))
3860                                 continue;
3861                         reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
3862                         if (!reg->id)
3863                                 continue;
3864                         if (!idset_contains(precise_ids, reg->id))
3865                                 continue;
3866                         bt_set_frame_slot(bt, fr, i);
3867                 }
3868         }
3869
3870         return 0;
3871 }
3872
3873 /*
3874  * __mark_chain_precision() backtracks BPF program instruction sequence and
3875  * chain of verifier states making sure that register *regno* (if regno >= 0)
3876  * and/or stack slot *spi* (if spi >= 0) are marked as precisely tracked
3877  * SCALARS, as well as any other registers and slots that contribute to
3878  * a tracked state of given registers/stack slots, depending on specific BPF
3879  * assembly instructions (see backtrack_insns() for exact instruction handling
3880  * logic). This backtracking relies on recorded jmp_history and is able to
3881  * traverse entire chain of parent states. This process ends only when all the
3882  * necessary registers/slots and their transitive dependencies are marked as
3883  * precise.
3884  *
3885  * One important and subtle aspect is that precise marks *do not matter* in
3886  * the currently verified state (current state). It is important to understand
3887  * why this is the case.
3888  *
3889  * First, note that current state is the state that is not yet "checkpointed",
3890  * i.e., it is not yet put into env->explored_states, and it has no children
3891  * states as well. It's ephemeral, and can end up either a) being discarded if
3892  * compatible explored state is found at some point or BPF_EXIT instruction is
3893  * reached or b) checkpointed and put into env->explored_states, branching out
3894  * into one or more children states.
3895  *
3896  * In the former case, precise markings in current state are completely
3897  * ignored by state comparison code (see regsafe() for details). Only
3898  * checkpointed ("old") state precise markings are important, and if old
3899  * state's register/slot is precise, regsafe() assumes current state's
3900  * register/slot as precise and checks value ranges exactly and precisely. If
3901  * states turn out to be compatible, current state's necessary precise
3902  * markings and any required parent states' precise markings are enforced
3903  * after the fact with propagate_precision() logic, after the fact. But it's
3904  * important to realize that in this case, even after marking current state
3905  * registers/slots as precise, we immediately discard current state. So what
3906  * actually matters is any of the precise markings propagated into current
3907  * state's parent states, which are always checkpointed (due to b) case above).
3908  * As such, for scenario a) it doesn't matter if current state has precise
3909  * markings set or not.
3910  *
3911  * Now, for the scenario b), checkpointing and forking into child(ren)
3912  * state(s). Note that before current state gets to checkpointing step, any
3913  * processed instruction always assumes precise SCALAR register/slot
3914  * knowledge: if precise value or range is useful to prune jump branch, BPF
3915  * verifier takes this opportunity enthusiastically. Similarly, when
3916  * register's value is used to calculate offset or memory address, exact
3917  * knowledge of SCALAR range is assumed, checked, and enforced. So, similar to
3918  * what we mentioned above about state comparison ignoring precise markings
3919  * during state comparison, BPF verifier ignores and also assumes precise
3920  * markings *at will* during instruction verification process. But as verifier
3921  * assumes precision, it also propagates any precision dependencies across
3922  * parent states, which are not yet finalized, so can be further restricted
3923  * based on new knowledge gained from restrictions enforced by their children
3924  * states. This is so that once those parent states are finalized, i.e., when
3925  * they have no more active children state, state comparison logic in
3926  * is_state_visited() would enforce strict and precise SCALAR ranges, if
3927  * required for correctness.
3928  *
3929  * To build a bit more intuition, note also that once a state is checkpointed,
3930  * the path we took to get to that state is not important. This is crucial
3931  * property for state pruning. When state is checkpointed and finalized at
3932  * some instruction index, it can be correctly and safely used to "short
3933  * circuit" any *compatible* state that reaches exactly the same instruction
3934  * index. I.e., if we jumped to that instruction from a completely different
3935  * code path than original finalized state was derived from, it doesn't
3936  * matter, current state can be discarded because from that instruction
3937  * forward having a compatible state will ensure we will safely reach the
3938  * exit. States describe preconditions for further exploration, but completely
3939  * forget the history of how we got here.
3940  *
3941  * This also means that even if we needed precise SCALAR range to get to
3942  * finalized state, but from that point forward *that same* SCALAR register is
3943  * never used in a precise context (i.e., it's precise value is not needed for
3944  * correctness), it's correct and safe to mark such register as "imprecise"
3945  * (i.e., precise marking set to false). This is what we rely on when we do
3946  * not set precise marking in current state. If no child state requires
3947  * precision for any given SCALAR register, it's safe to dictate that it can
3948  * be imprecise. If any child state does require this register to be precise,
3949  * we'll mark it precise later retroactively during precise markings
3950  * propagation from child state to parent states.
3951  *
3952  * Skipping precise marking setting in current state is a mild version of
3953  * relying on the above observation. But we can utilize this property even
3954  * more aggressively by proactively forgetting any precise marking in the
3955  * current state (which we inherited from the parent state), right before we
3956  * checkpoint it and branch off into new child state. This is done by
3957  * mark_all_scalars_imprecise() to hopefully get more permissive and generic
3958  * finalized states which help in short circuiting more future states.
3959  */
3960 static int __mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
3961 {
3962         struct backtrack_state *bt = &env->bt;
3963         struct bpf_verifier_state *st = env->cur_state;
3964         int first_idx = st->first_insn_idx;
3965         int last_idx = env->insn_idx;
3966         int subseq_idx = -1;
3967         struct bpf_func_state *func;
3968         struct bpf_reg_state *reg;
3969         bool skip_first = true;
3970         int i, fr, err;
3971
3972         if (!env->bpf_capable)
3973                 return 0;
3974
3975         /* set frame number from which we are starting to backtrack */
3976         bt_init(bt, env->cur_state->curframe);
3977
3978         /* Do sanity checks against current state of register and/or stack
3979          * slot, but don't set precise flag in current state, as precision
3980          * tracking in the current state is unnecessary.
3981          */
3982         func = st->frame[bt->frame];
3983         if (regno >= 0) {
3984                 reg = &func->regs[regno];
3985                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
3986                         WARN_ONCE(1, "backtracing misuse");
3987                         return -EFAULT;
3988                 }
3989                 bt_set_reg(bt, regno);
3990         }
3991
3992         if (bt_empty(bt))
3993                 return 0;
3994
3995         for (;;) {
3996                 DECLARE_BITMAP(mask, 64);
3997                 u32 history = st->jmp_history_cnt;
3998
3999                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
4000                         verbose(env, "mark_precise: frame%d: last_idx %d first_idx %d subseq_idx %d \n",
4001                                 bt->frame, last_idx, first_idx, subseq_idx);
4002                 }
4003
4004                 /* If some register with scalar ID is marked as precise,
4005                  * make sure that all registers sharing this ID are also precise.
4006                  * This is needed to estimate effect of find_equal_scalars().
4007                  * Do this at the last instruction of each state,
4008                  * bpf_reg_state::id fields are valid for these instructions.
4009                  *
4010                  * Allows to track precision in situation like below:
4011                  *
4012                  *     r2 = unknown value
4013                  *     ...
4014                  *   --- state #0 ---
4015                  *     ...
4016                  *     r1 = r2                 // r1 and r2 now share the same ID
4017                  *     ...
4018                  *   --- state #1 {r1.id = A, r2.id = A} ---
4019                  *     ...
4020                  *     if (r2 > 10) goto exit; // find_equal_scalars() assigns range to r1
4021                  *     ...
4022                  *   --- state #2 {r1.id = A, r2.id = A} ---
4023                  *     r3 = r10
4024                  *     r3 += r1                // need to mark both r1 and r2
4025                  */
4026                 if (mark_precise_scalar_ids(env, st))
4027                         return -EFAULT;
4028
4029                 if (last_idx < 0) {
4030                         /* we are at the entry into subprog, which
4031                          * is expected for global funcs, but only if
4032                          * requested precise registers are R1-R5
4033                          * (which are global func's input arguments)
4034                          */
4035                         if (st->curframe == 0 &&
4036                             st->frame[0]->subprogno > 0 &&
4037                             st->frame[0]->callsite == BPF_MAIN_FUNC &&
4038                             bt_stack_mask(bt) == 0 &&
4039                             (bt_reg_mask(bt) & ~BPF_REGMASK_ARGS) == 0) {
4040                                 bitmap_from_u64(mask, bt_reg_mask(bt));
4041                                 for_each_set_bit(i, mask, 32) {
4042                                         reg = &st->frame[0]->regs[i];
4043                                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
4044                                                 bt_clear_reg(bt, i);
4045                                                 continue;
4046                                         }
4047                                         reg->precise = true;
4048                                 }
4049                                 return 0;
4050                         }
4051
4052                         verbose(env, "BUG backtracking func entry subprog %d reg_mask %x stack_mask %llx\n",
4053                                 st->frame[0]->subprogno, bt_reg_mask(bt), bt_stack_mask(bt));
4054                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
4055                         return -EFAULT;
4056                 }
4057
4058                 for (i = last_idx;;) {
4059                         if (skip_first) {
4060                                 err = 0;
4061                                 skip_first = false;
4062                         } else {
4063                                 err = backtrack_insn(env, i, subseq_idx, bt);
4064                         }
4065                         if (err == -ENOTSUPP) {
4066                                 mark_all_scalars_precise(env, env->cur_state);
4067                                 bt_reset(bt);
4068                                 return 0;
4069                         } else if (err) {
4070                                 return err;
4071                         }
4072                         if (bt_empty(bt))
4073                                 /* Found assignment(s) into tracked register in this state.
4074                                  * Since this state is already marked, just return.
4075                                  * Nothing to be tracked further in the parent state.
4076                                  */
4077                                 return 0;
4078                         if (i == first_idx)
4079                                 break;
4080                         subseq_idx = i;
4081                         i = get_prev_insn_idx(st, i, &history);
4082                         if (i >= env->prog->len) {
4083                                 /* This can happen if backtracking reached insn 0
4084                                  * and there are still reg_mask or stack_mask
4085                                  * to backtrack.
4086                                  * It means the backtracking missed the spot where
4087                                  * particular register was initialized with a constant.
4088                                  */
4089                                 verbose(env, "BUG backtracking idx %d\n", i);
4090                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
4091                                 return -EFAULT;
4092                         }
4093                 }
4094                 st = st->parent;
4095                 if (!st)
4096                         break;
4097
4098                 for (fr = bt->frame; fr >= 0; fr--) {
4099                         func = st->frame[fr];
4100                         bitmap_from_u64(mask, bt_frame_reg_mask(bt, fr));
4101                         for_each_set_bit(i, mask, 32) {
4102                                 reg = &func->regs[i];
4103                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
4104                                         bt_clear_frame_reg(bt, fr, i);
4105                                         continue;
4106                                 }
4107                                 if (reg->precise)
4108                                         bt_clear_frame_reg(bt, fr, i);
4109                                 else
4110                                         reg->precise = true;
4111                         }
4112
4113                         bitmap_from_u64(mask, bt_frame_stack_mask(bt, fr));
4114                         for_each_set_bit(i, mask, 64) {
4115                                 if (i >= func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE) {
4116                                         /* the sequence of instructions:
4117                                          * 2: (bf) r3 = r10
4118                                          * 3: (7b) *(u64 *)(r3 -8) = r0
4119                                          * 4: (79) r4 = *(u64 *)(r10 -8)
4120                                          * doesn't contain jmps. It's backtracked
4121                                          * as a single block.
4122                                          * During backtracking insn 3 is not recognized as
4123                                          * stack access, so at the end of backtracking
4124                                          * stack slot fp-8 is still marked in stack_mask.
4125                                          * However the parent state may not have accessed
4126                                          * fp-8 and it's "unallocated" stack space.
4127                                          * In such case fallback to conservative.
4128                                          */
4129                                         mark_all_scalars_precise(env, env->cur_state);
4130                                         bt_reset(bt);
4131                                         return 0;
4132                                 }
4133
4134                                 if (!is_spilled_scalar_reg(&func->stack[i])) {
4135                                         bt_clear_frame_slot(bt, fr, i);
4136                                         continue;
4137                                 }
4138                                 reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
4139                                 if (reg->precise)
4140                                         bt_clear_frame_slot(bt, fr, i);
4141                                 else
4142                                         reg->precise = true;
4143                         }
4144                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
4145                                 fmt_reg_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN,
4146                                              bt_frame_reg_mask(bt, fr));
4147                                 verbose(env, "mark_precise: frame%d: parent state regs=%s ",
4148                                         fr, env->tmp_str_buf);
4149                                 fmt_stack_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN,
4150                                                bt_frame_stack_mask(bt, fr));
4151                                 verbose(env, "stack=%s: ", env->tmp_str_buf);
4152                                 print_verifier_state(env, func, true);
4153                         }
4154                 }
4155
4156                 if (bt_empty(bt))
4157                         return 0;
4158
4159                 subseq_idx = first_idx;
4160                 last_idx = st->last_insn_idx;
4161                 first_idx = st->first_insn_idx;
4162         }
4163
4164         /* if we still have requested precise regs or slots, we missed
4165          * something (e.g., stack access through non-r10 register), so
4166          * fallback to marking all precise
4167          */
4168         if (!bt_empty(bt)) {
4169                 mark_all_scalars_precise(env, env->cur_state);
4170                 bt_reset(bt);
4171         }
4172
4173         return 0;
4174 }
4175
4176 int mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4177 {
4178         return __mark_chain_precision(env, regno);
4179 }
4180
4181 /* mark_chain_precision_batch() assumes that env->bt is set in the caller to
4182  * desired reg and stack masks across all relevant frames
4183  */
4184 static int mark_chain_precision_batch(struct bpf_verifier_env *env)
4185 {
4186         return __mark_chain_precision(env, -1);
4187 }
4188
4189 static bool is_spillable_regtype(enum bpf_reg_type type)
4190 {
4191         switch (base_type(type)) {
4192         case PTR_TO_MAP_VALUE:
4193         case PTR_TO_STACK:
4194         case PTR_TO_CTX:
4195         case PTR_TO_PACKET:
4196         case PTR_TO_PACKET_META:
4197         case PTR_TO_PACKET_END:
4198         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
4199         case CONST_PTR_TO_MAP:
4200         case PTR_TO_SOCKET:
4201         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
4202         case PTR_TO_TCP_SOCK:
4203         case PTR_TO_XDP_SOCK:
4204         case PTR_TO_BTF_ID:
4205         case PTR_TO_BUF:
4206         case PTR_TO_MEM:
4207         case PTR_TO_FUNC:
4208         case PTR_TO_MAP_KEY:
4209                 return true;
4210         default:
4211                 return false;
4212         }
4213 }
4214
4215 /* Does this register contain a constant zero? */
4216 static bool register_is_null(struct bpf_reg_state *reg)
4217 {
4218         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
4219 }
4220
4221 static bool register_is_const(struct bpf_reg_state *reg)
4222 {
4223         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_is_const(reg->var_off);
4224 }
4225
4226 static bool __is_scalar_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
4227 {
4228         return tnum_is_unknown(reg->var_off) &&
4229                reg->smin_value == S64_MIN && reg->smax_value == S64_MAX &&
4230                reg->umin_value == 0 && reg->umax_value == U64_MAX &&
4231                reg->s32_min_value == S32_MIN && reg->s32_max_value == S32_MAX &&
4232                reg->u32_min_value == 0 && reg->u32_max_value == U32_MAX;
4233 }
4234
4235 static bool register_is_bounded(struct bpf_reg_state *reg)
4236 {
4237         return reg->type == SCALAR_VALUE && !__is_scalar_unbounded(reg);
4238 }
4239
4240 static bool __is_pointer_value(bool allow_ptr_leaks,
4241                                const struct bpf_reg_state *reg)
4242 {
4243         if (allow_ptr_leaks)
4244                 return false;
4245
4246         return reg->type != SCALAR_VALUE;
4247 }
4248
4249 /* Copy src state preserving dst->parent and dst->live fields */
4250 static void copy_register_state(struct bpf_reg_state *dst, const struct bpf_reg_state *src)
4251 {
4252         struct bpf_reg_state *parent = dst->parent;
4253         enum bpf_reg_liveness live = dst->live;
4254
4255         *dst = *src;
4256         dst->parent = parent;
4257         dst->live = live;
4258 }
4259
4260 static void save_register_state(struct bpf_func_state *state,
4261                                 int spi, struct bpf_reg_state *reg,
4262                                 int size)
4263 {
4264         int i;
4265
4266         copy_register_state(&state->stack[spi].spilled_ptr, reg);
4267         if (size == BPF_REG_SIZE)
4268                 state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4269
4270         for (i = BPF_REG_SIZE; i > BPF_REG_SIZE - size; i--)
4271                 state->stack[spi].slot_type[i - 1] = STACK_SPILL;
4272
4273         /* size < 8 bytes spill */
4274         for (; i; i--)
4275                 scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[i - 1]);
4276 }
4277
4278 static bool is_bpf_st_mem(struct bpf_insn *insn)
4279 {
4280         return BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ST && BPF_MODE(insn->code) == BPF_MEM;
4281 }
4282
4283 /* check_stack_{read,write}_fixed_off functions track spill/fill of registers,
4284  * stack boundary and alignment are checked in check_mem_access()
4285  */
4286 static int check_stack_write_fixed_off(struct bpf_verifier_env *env,
4287                                        /* stack frame we're writing to */
4288                                        struct bpf_func_state *state,
4289                                        int off, int size, int value_regno,
4290                                        int insn_idx)
4291 {
4292         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
4293         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE, err;
4294         struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[insn_idx];
4295         struct bpf_reg_state *reg = NULL;
4296         u32 dst_reg = insn->dst_reg;
4297
4298         err = grow_stack_state(state, round_up(slot + 1, BPF_REG_SIZE));
4299         if (err)
4300                 return err;
4301         /* caller checked that off % size == 0 and -MAX_BPF_STACK <= off < 0,
4302          * so it's aligned access and [off, off + size) are within stack limits
4303          */
4304         if (!env->allow_ptr_leaks &&
4305             state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL &&
4306             size != BPF_REG_SIZE) {
4307                 verbose(env, "attempt to corrupt spilled pointer on stack\n");
4308                 return -EACCES;
4309         }
4310
4311         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
4312         if (value_regno >= 0)
4313                 reg = &cur->regs[value_regno];
4314         if (!env->bypass_spec_v4) {
4315                 bool sanitize = reg && is_spillable_regtype(reg->type);
4316
4317                 for (i = 0; i < size; i++) {
4318                         u8 type = state->stack[spi].slot_type[i];
4319
4320                         if (type != STACK_MISC && type != STACK_ZERO) {
4321                                 sanitize = true;
4322                                 break;
4323                         }
4324                 }
4325
4326                 if (sanitize)
4327                         env->insn_aux_data[insn_idx].sanitize_stack_spill = true;
4328         }
4329
4330         err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi);
4331         if (err)
4332                 return err;
4333
4334         mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4335         if (reg && !(off % BPF_REG_SIZE) && register_is_bounded(reg) &&
4336             !register_is_null(reg) && env->bpf_capable) {
4337                 if (dst_reg != BPF_REG_FP) {
4338                         /* The backtracking logic can only recognize explicit
4339                          * stack slot address like [fp - 8]. Other spill of
4340                          * scalar via different register has to be conservative.
4341                          * Backtrack from here and mark all registers as precise
4342                          * that contributed into 'reg' being a constant.
4343                          */
4344                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
4345                         if (err)
4346                                 return err;
4347                 }
4348                 save_register_state(state, spi, reg, size);
4349                 /* Break the relation on a narrowing spill. */
4350                 if (fls64(reg->umax_value) > BITS_PER_BYTE * size)
4351                         state->stack[spi].spilled_ptr.id = 0;
4352         } else if (!reg && !(off % BPF_REG_SIZE) && is_bpf_st_mem(insn) &&
4353                    insn->imm != 0 && env->bpf_capable) {
4354                 struct bpf_reg_state fake_reg = {};
4355
4356                 __mark_reg_known(&fake_reg, (u32)insn->imm);
4357                 fake_reg.type = SCALAR_VALUE;
4358                 save_register_state(state, spi, &fake_reg, size);
4359         } else if (reg && is_spillable_regtype(reg->type)) {
4360                 /* register containing pointer is being spilled into stack */
4361                 if (size != BPF_REG_SIZE) {
4362                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
4363                         verbose(env, "invalid size of register spill\n");
4364                         return -EACCES;
4365                 }
4366                 if (state != cur && reg->type == PTR_TO_STACK) {
4367                         verbose(env, "cannot spill pointers to stack into stack frame of the caller\n");
4368                         return -EINVAL;
4369                 }
4370                 save_register_state(state, spi, reg, size);
4371         } else {
4372                 u8 type = STACK_MISC;
4373
4374                 /* regular write of data into stack destroys any spilled ptr */
4375                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
4376                 /* Mark slots as STACK_MISC if they belonged to spilled ptr/dynptr/iter. */
4377                 if (is_stack_slot_special(&state->stack[spi]))
4378                         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++)
4379                                 scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[i]);
4380
4381                 /* only mark the slot as written if all 8 bytes were written
4382                  * otherwise read propagation may incorrectly stop too soon
4383                  * when stack slots are partially written.
4384                  * This heuristic means that read propagation will be
4385                  * conservative, since it will add reg_live_read marks
4386                  * to stack slots all the way to first state when programs
4387                  * writes+reads less than 8 bytes
4388                  */
4389                 if (size == BPF_REG_SIZE)
4390                         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4391
4392                 /* when we zero initialize stack slots mark them as such */
4393                 if ((reg && register_is_null(reg)) ||
4394                     (!reg && is_bpf_st_mem(insn) && insn->imm == 0)) {
4395                         /* backtracking doesn't work for STACK_ZERO yet. */
4396                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
4397                         if (err)
4398                                 return err;
4399                         type = STACK_ZERO;
4400                 }
4401
4402                 /* Mark slots affected by this stack write. */
4403                 for (i = 0; i < size; i++)
4404                         state->stack[spi].slot_type[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] =
4405                                 type;
4406         }
4407         return 0;
4408 }
4409
4410 /* Write the stack: 'stack[ptr_regno + off] = value_regno'. 'ptr_regno' is
4411  * known to contain a variable offset.
4412  * This function checks whether the write is permitted and conservatively
4413  * tracks the effects of the write, considering that each stack slot in the
4414  * dynamic range is potentially written to.
4415  *
4416  * 'off' includes 'regno->off'.
4417  * 'value_regno' can be -1, meaning that an unknown value is being written to
4418  * the stack.
4419  *
4420  * Spilled pointers in range are not marked as written because we don't know
4421  * what's going to be actually written. This means that read propagation for
4422  * future reads cannot be terminated by this write.
4423  *
4424  * For privileged programs, uninitialized stack slots are considered
4425  * initialized by this write (even though we don't know exactly what offsets
4426  * are going to be written to). The idea is that we don't want the verifier to
4427  * reject future reads that access slots written to through variable offsets.
4428  */
4429 static int check_stack_write_var_off(struct bpf_verifier_env *env,
4430                                      /* func where register points to */
4431                                      struct bpf_func_state *state,
4432                                      int ptr_regno, int off, int size,
4433                                      int value_regno, int insn_idx)
4434 {
4435         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
4436         int min_off, max_off;
4437         int i, err;
4438         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, *value_reg = NULL;
4439         struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[insn_idx];
4440         bool writing_zero = false;
4441         /* set if the fact that we're writing a zero is used to let any
4442          * stack slots remain STACK_ZERO
4443          */
4444         bool zero_used = false;
4445
4446         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
4447         ptr_reg = &cur->regs[ptr_regno];
4448         min_off = ptr_reg->smin_value + off;
4449         max_off = ptr_reg->smax_value + off + size;
4450         if (value_regno >= 0)
4451                 value_reg = &cur->regs[value_regno];
4452         if ((value_reg && register_is_null(value_reg)) ||
4453             (!value_reg && is_bpf_st_mem(insn) && insn->imm == 0))
4454                 writing_zero = true;
4455
4456         err = grow_stack_state(state, round_up(-min_off, BPF_REG_SIZE));
4457         if (err)
4458                 return err;
4459
4460         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
4461                 int spi;
4462
4463                 spi = __get_spi(i);
4464                 err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi);
4465                 if (err)
4466                         return err;
4467         }
4468
4469         /* Variable offset writes destroy any spilled pointers in range. */
4470         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
4471                 u8 new_type, *stype;
4472                 int slot, spi;
4473
4474                 slot = -i - 1;
4475                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
4476                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
4477                 mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4478
4479                 if (!env->allow_ptr_leaks && *stype != STACK_MISC && *stype != STACK_ZERO) {
4480                         /* Reject the write if range we may write to has not
4481                          * been initialized beforehand. If we didn't reject
4482                          * here, the ptr status would be erased below (even
4483                          * though not all slots are actually overwritten),
4484                          * possibly opening the door to leaks.
4485                          *
4486                          * We do however catch STACK_INVALID case below, and
4487                          * only allow reading possibly uninitialized memory
4488                          * later for CAP_PERFMON, as the write may not happen to
4489                          * that slot.
4490                          */
4491                         verbose(env, "spilled ptr in range of var-offset stack write; insn %d, ptr off: %d",
4492                                 insn_idx, i);
4493                         return -EINVAL;
4494                 }
4495
4496                 /* Erase all spilled pointers. */
4497                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
4498
4499                 /* Update the slot type. */
4500                 new_type = STACK_MISC;
4501                 if (writing_zero && *stype == STACK_ZERO) {
4502                         new_type = STACK_ZERO;
4503                         zero_used = true;
4504                 }
4505                 /* If the slot is STACK_INVALID, we check whether it's OK to
4506                  * pretend that it will be initialized by this write. The slot
4507                  * might not actually be written to, and so if we mark it as
4508                  * initialized future reads might leak uninitialized memory.
4509                  * For privileged programs, we will accept such reads to slots
4510                  * that may or may not be written because, if we're reject
4511                  * them, the error would be too confusing.
4512                  */
4513                 if (*stype == STACK_INVALID && !env->allow_uninit_stack) {
4514                         verbose(env, "uninit stack in range of var-offset write prohibited for !root; insn %d, off: %d",
4515                                         insn_idx, i);
4516                         return -EINVAL;
4517                 }
4518                 *stype = new_type;
4519         }
4520         if (zero_used) {
4521                 /* backtracking doesn't work for STACK_ZERO yet. */
4522                 err = mark_chain_precision(env, value_regno);
4523                 if (err)
4524                         return err;
4525         }
4526         return 0;
4527 }
4528
4529 /* When register 'dst_regno' is assigned some values from stack[min_off,
4530  * max_off), we set the register's type according to the types of the
4531  * respective stack slots. If all the stack values are known to be zeros, then
4532  * so is the destination reg. Otherwise, the register is considered to be
4533  * SCALAR. This function does not deal with register filling; the caller must
4534  * ensure that all spilled registers in the stack range have been marked as
4535  * read.
4536  */
4537 static void mark_reg_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
4538                                 /* func where src register points to */
4539                                 struct bpf_func_state *ptr_state,
4540                                 int min_off, int max_off, int dst_regno)
4541 {
4542         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4543         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
4544         int i, slot, spi;
4545         u8 *stype;
4546         int zeros = 0;
4547
4548         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
4549                 slot = -i - 1;
4550                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
4551                 mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4552                 stype = ptr_state->stack[spi].slot_type;
4553                 if (stype[slot % BPF_REG_SIZE] != STACK_ZERO)
4554                         break;
4555                 zeros++;
4556         }
4557         if (zeros == max_off - min_off) {
4558                 /* any access_size read into register is zero extended,
4559                  * so the whole register == const_zero
4560                  */
4561                 __mark_reg_const_zero(&state->regs[dst_regno]);
4562                 /* backtracking doesn't support STACK_ZERO yet,
4563                  * so mark it precise here, so that later
4564                  * backtracking can stop here.
4565                  * Backtracking may not need this if this register
4566                  * doesn't participate in pointer adjustment.
4567                  * Forward propagation of precise flag is not
4568                  * necessary either. This mark is only to stop
4569                  * backtracking. Any register that contributed
4570                  * to const 0 was marked precise before spill.
4571                  */
4572                 state->regs[dst_regno].precise = true;
4573         } else {
4574                 /* have read misc data from the stack */
4575                 mark_reg_unknown(env, state->regs, dst_regno);
4576         }
4577         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4578 }
4579
4580 /* Read the stack at 'off' and put the results into the register indicated by
4581  * 'dst_regno'. It handles reg filling if the addressed stack slot is a
4582  * spilled reg.
4583  *
4584  * 'dst_regno' can be -1, meaning that the read value is not going to a
4585  * register.
4586  *
4587  * The access is assumed to be within the current stack bounds.
4588  */
4589 static int check_stack_read_fixed_off(struct bpf_verifier_env *env,
4590                                       /* func where src register points to */
4591                                       struct bpf_func_state *reg_state,
4592                                       int off, int size, int dst_regno)
4593 {
4594         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4595         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
4596         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE;
4597         struct bpf_reg_state *reg;
4598         u8 *stype, type;
4599
4600         stype = reg_state->stack[spi].slot_type;
4601         reg = &reg_state->stack[spi].spilled_ptr;
4602
4603         mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4604
4605         if (is_spilled_reg(&reg_state->stack[spi])) {
4606                 u8 spill_size = 1;
4607
4608                 for (i = BPF_REG_SIZE - 1; i > 0 && stype[i - 1] == STACK_SPILL; i--)
4609                         spill_size++;
4610
4611                 if (size != BPF_REG_SIZE || spill_size != BPF_REG_SIZE) {
4612                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
4613                                 verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
4614                                 verbose(env, "invalid size of register fill\n");
4615                                 return -EACCES;
4616                         }
4617
4618                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
4619                         if (dst_regno < 0)
4620                                 return 0;
4621
4622                         if (!(off % BPF_REG_SIZE) && size == spill_size) {
4623                                 /* The earlier check_reg_arg() has decided the
4624                                  * subreg_def for this insn.  Save it first.
4625                                  */
4626                                 s32 subreg_def = state->regs[dst_regno].subreg_def;
4627
4628                                 copy_register_state(&state->regs[dst_regno], reg);
4629                                 state->regs[dst_regno].subreg_def = subreg_def;
4630                         } else {
4631                                 for (i = 0; i < size; i++) {
4632                                         type = stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE];
4633                                         if (type == STACK_SPILL)
4634                                                 continue;
4635                                         if (type == STACK_MISC)
4636                                                 continue;
4637                                         if (type == STACK_INVALID && env->allow_uninit_stack)
4638                                                 continue;
4639                                         verbose(env, "invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
4640                                                 off, i, size);
4641                                         return -EACCES;
4642                                 }
4643                                 mark_reg_unknown(env, state->regs, dst_regno);
4644                         }
4645                         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4646                         return 0;
4647                 }
4648
4649                 if (dst_regno >= 0) {
4650                         /* restore register state from stack */
4651                         copy_register_state(&state->regs[dst_regno], reg);
4652                         /* mark reg as written since spilled pointer state likely
4653                          * has its liveness marks cleared by is_state_visited()
4654                          * which resets stack/reg liveness for state transitions
4655                          */
4656                         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4657                 } else if (__is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg)) {
4658                         /* If dst_regno==-1, the caller is asking us whether
4659                          * it is acceptable to use this value as a SCALAR_VALUE
4660                          * (e.g. for XADD).
4661                          * We must not allow unprivileged callers to do that
4662                          * with spilled pointers.
4663                          */
4664                         verbose(env, "leaking pointer from stack off %d\n",
4665                                 off);
4666                         return -EACCES;
4667                 }
4668                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
4669         } else {
4670                 for (i = 0; i < size; i++) {
4671                         type = stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE];
4672                         if (type == STACK_MISC)
4673                                 continue;
4674                         if (type == STACK_ZERO)
4675                                 continue;
4676                         if (type == STACK_INVALID && env->allow_uninit_stack)
4677                                 continue;
4678                         verbose(env, "invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
4679                                 off, i, size);
4680                         return -EACCES;
4681                 }
4682                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
4683                 if (dst_regno >= 0)
4684                         mark_reg_stack_read(env, reg_state, off, off + size, dst_regno);
4685         }
4686         return 0;
4687 }
4688
4689 enum bpf_access_src {
4690         ACCESS_DIRECT = 1,  /* the access is performed by an instruction */
4691         ACCESS_HELPER = 2,  /* the access is performed by a helper */
4692 };
4693
4694 static int check_stack_range_initialized(struct bpf_verifier_env *env,
4695                                          int regno, int off, int access_size,
4696                                          bool zero_size_allowed,
4697                                          enum bpf_access_src type,
4698                                          struct bpf_call_arg_meta *meta);
4699
4700 static struct bpf_reg_state *reg_state(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4701 {
4702         return cur_regs(env) + regno;
4703 }
4704
4705 /* Read the stack at 'ptr_regno + off' and put the result into the register
4706  * 'dst_regno'.
4707  * 'off' includes the pointer register's fixed offset(i.e. 'ptr_regno.off'),
4708  * but not its variable offset.
4709  * 'size' is assumed to be <= reg size and the access is assumed to be aligned.
4710  *
4711  * As opposed to check_stack_read_fixed_off, this function doesn't deal with
4712  * filling registers (i.e. reads of spilled register cannot be detected when
4713  * the offset is not fixed). We conservatively mark 'dst_regno' as containing
4714  * SCALAR_VALUE. That's why we assert that the 'ptr_regno' has a variable
4715  * offset; for a fixed offset check_stack_read_fixed_off should be used
4716  * instead.
4717  */
4718 static int check_stack_read_var_off(struct bpf_verifier_env *env,
4719                                     int ptr_regno, int off, int size, int dst_regno)
4720 {
4721         /* The state of the source register. */
4722         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
4723         struct bpf_func_state *ptr_state = func(env, reg);
4724         int err;
4725         int min_off, max_off;
4726
4727         /* Note that we pass a NULL meta, so raw access will not be permitted.
4728          */
4729         err = check_stack_range_initialized(env, ptr_regno, off, size,
4730                                             false, ACCESS_DIRECT, NULL);
4731         if (err)
4732                 return err;
4733
4734         min_off = reg->smin_value + off;
4735         max_off = reg->smax_value + off;
4736         mark_reg_stack_read(env, ptr_state, min_off, max_off + size, dst_regno);
4737         return 0;
4738 }
4739
4740 /* check_stack_read dispatches to check_stack_read_fixed_off or
4741  * check_stack_read_var_off.
4742  *
4743  * The caller must ensure that the offset falls within the allocated stack
4744  * bounds.
4745  *
4746  * 'dst_regno' is a register which will receive the value from the stack. It
4747  * can be -1, meaning that the read value is not going to a register.
4748  */
4749 static int check_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
4750                             int ptr_regno, int off, int size,
4751                             int dst_regno)
4752 {
4753         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
4754         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
4755         int err;
4756         /* Some accesses are only permitted with a static offset. */
4757         bool var_off = !tnum_is_const(reg->var_off);
4758
4759         /* The offset is required to be static when reads don't go to a
4760          * register, in order to not leak pointers (see
4761          * check_stack_read_fixed_off).
4762          */
4763         if (dst_regno < 0 && var_off) {
4764                 char tn_buf[48];
4765
4766                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4767                 verbose(env, "variable offset stack pointer cannot be passed into helper function; var_off=%s off=%d size=%d\n",
4768                         tn_buf, off, size);
4769                 return -EACCES;
4770         }
4771         /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for simplicity
4772          * since it requires corresponding support in Spectre masking for stack
4773          * ALU. See also retrieve_ptr_limit(). The check in
4774          * check_stack_access_for_ptr_arithmetic() called by
4775          * adjust_ptr_min_max_vals() prevents users from creating stack pointers
4776          * with variable offsets, therefore no check is required here. Further,
4777          * just checking it here would be insufficient as speculative stack
4778          * writes could still lead to unsafe speculative behaviour.
4779          */
4780         if (!var_off) {
4781                 off += reg->var_off.value;
4782                 err = check_stack_read_fixed_off(env, state, off, size,
4783                                                  dst_regno);
4784         } else {
4785                 /* Variable offset stack reads need more conservative handling
4786                  * than fixed offset ones. Note that dst_regno >= 0 on this
4787                  * branch.
4788                  */
4789                 err = check_stack_read_var_off(env, ptr_regno, off, size,
4790                                                dst_regno);
4791         }
4792         return err;
4793 }
4794
4795
4796 /* check_stack_write dispatches to check_stack_write_fixed_off or
4797  * check_stack_write_var_off.
4798  *
4799  * 'ptr_regno' is the register used as a pointer into the stack.
4800  * 'off' includes 'ptr_regno->off', but not its variable offset (if any).
4801  * 'value_regno' is the register whose value we're writing to the stack. It can
4802  * be -1, meaning that we're not writing from a register.
4803  *
4804  * The caller must ensure that the offset falls within the maximum stack size.
4805  */
4806 static int check_stack_write(struct bpf_verifier_env *env,
4807                              int ptr_regno, int off, int size,
4808                              int value_regno, int insn_idx)
4809 {
4810         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
4811         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
4812         int err;
4813
4814         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
4815                 off += reg->var_off.value;
4816                 err = check_stack_write_fixed_off(env, state, off, size,
4817                                                   value_regno, insn_idx);
4818         } else {
4819                 /* Variable offset stack reads need more conservative handling
4820                  * than fixed offset ones.
4821                  */
4822                 err = check_stack_write_var_off(env, state,
4823                                                 ptr_regno, off, size,
4824                                                 value_regno, insn_idx);
4825         }
4826         return err;
4827 }
4828
4829 static int check_map_access_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
4830                                  int off, int size, enum bpf_access_type type)
4831 {
4832         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
4833         struct bpf_map *map = regs[regno].map_ptr;
4834         u32 cap = bpf_map_flags_to_cap(map);
4835
4836         if (type == BPF_WRITE && !(cap & BPF_MAP_CAN_WRITE)) {
4837                 verbose(env, "write into map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
4838                         map->value_size, off, size);
4839                 return -EACCES;
4840         }
4841
4842         if (type == BPF_READ && !(cap & BPF_MAP_CAN_READ)) {
4843                 verbose(env, "read from map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
4844                         map->value_size, off, size);
4845                 return -EACCES;
4846         }
4847
4848         return 0;
4849 }
4850
4851 /* check read/write into memory region (e.g., map value, ringbuf sample, etc) */
4852 static int __check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
4853                               int off, int size, u32 mem_size,
4854                               bool zero_size_allowed)
4855 {
4856         bool size_ok = size > 0 || (size == 0 && zero_size_allowed);
4857         struct bpf_reg_state *reg;
4858
4859         if (off >= 0 && size_ok && (u64)off + size <= mem_size)
4860                 return 0;
4861
4862         reg = &cur_regs(env)[regno];
4863         switch (reg->type) {
4864         case PTR_TO_MAP_KEY:
4865                 verbose(env, "invalid access to map key, key_size=%d off=%d size=%d\n",
4866                         mem_size, off, size);
4867                 break;
4868         case PTR_TO_MAP_VALUE:
4869                 verbose(env, "invalid access to map value, value_size=%d off=%d size=%d\n",
4870                         mem_size, off, size);
4871                 break;
4872         case PTR_TO_PACKET:
4873         case PTR_TO_PACKET_META:
4874         case PTR_TO_PACKET_END:
4875                 verbose(env, "invalid access to packet, off=%d size=%d, R%d(id=%d,off=%d,r=%d)\n",
4876                         off, size, regno, reg->id, off, mem_size);
4877                 break;
4878         case PTR_TO_MEM:
4879         default:
4880                 verbose(env, "invalid access to memory, mem_size=%u off=%d size=%d\n",
4881                         mem_size, off, size);
4882         }
4883
4884         return -EACCES;
4885 }
4886
4887 /* check read/write into a memory region with possible variable offset */
4888 static int check_mem_region_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
4889                                    int off, int size, u32 mem_size,
4890                                    bool zero_size_allowed)
4891 {
4892         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4893         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
4894         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
4895         int err;
4896
4897         /* We may have adjusted the register pointing to memory region, so we
4898          * need to try adding each of min_value and max_value to off
4899          * to make sure our theoretical access will be safe.
4900          *
4901          * The minimum value is only important with signed
4902          * comparisons where we can't assume the floor of a
4903          * value is 0.  If we are using signed variables for our
4904          * index'es we need to make sure that whatever we use
4905          * will have a set floor within our range.
4906          */
4907         if (reg->smin_value < 0 &&
4908             (reg->smin_value == S64_MIN ||
4909              (off + reg->smin_value != (s64)(s32)(off + reg->smin_value)) ||
4910               reg->smin_value + off < 0)) {
4911                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
4912                         regno);
4913                 return -EACCES;
4914         }
4915         err = __check_mem_access(env, regno, reg->smin_value + off, size,
4916                                  mem_size, zero_size_allowed);
4917         if (err) {
4918                 verbose(env, "R%d min value is outside of the allowed memory range\n",
4919                         regno);
4920                 return err;
4921         }
4922
4923         /* If we haven't set a max value then we need to bail since we can't be
4924          * sure we won't do bad things.
4925          * If reg->umax_value + off could overflow, treat that as unbounded too.
4926          */
4927         if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
4928                 verbose(env, "R%d unbounded memory access, make sure to bounds check any such access\n",
4929                         regno);
4930                 return -EACCES;
4931         }
4932         err = __check_mem_access(env, regno, reg->umax_value + off, size,
4933                                  mem_size, zero_size_allowed);
4934         if (err) {
4935                 verbose(env, "R%d max value is outside of the allowed memory range\n",
4936                         regno);
4937                 return err;
4938         }
4939
4940         return 0;
4941 }
4942
4943 static int __check_ptr_off_reg(struct bpf_verifier_env *env,
4944                                const struct bpf_reg_state *reg, int regno,
4945                                bool fixed_off_ok)
4946 {
4947         /* Access to this pointer-typed register or passing it to a helper
4948          * is only allowed in its original, unmodified form.
4949          */
4950
4951         if (reg->off < 0) {
4952                 verbose(env, "negative offset %s ptr R%d off=%d disallowed\n",
4953                         reg_type_str(env, reg->type), regno, reg->off);
4954                 return -EACCES;
4955         }
4956
4957         if (!fixed_off_ok && reg->off) {
4958                 verbose(env, "dereference of modified %s ptr R%d off=%d disallowed\n",
4959                         reg_type_str(env, reg->type), regno, reg->off);
4960                 return -EACCES;
4961         }
4962
4963         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
4964                 char tn_buf[48];
4965
4966                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4967                 verbose(env, "variable %s access var_off=%s disallowed\n",
4968                         reg_type_str(env, reg->type), tn_buf);
4969                 return -EACCES;
4970         }
4971
4972         return 0;
4973 }
4974
4975 int check_ptr_off_reg(struct bpf_verifier_env *env,
4976                       const struct bpf_reg_state *reg, int regno)
4977 {
4978         return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
4979 }
4980
4981 static int map_kptr_match_type(struct bpf_verifier_env *env,
4982                                struct btf_field *kptr_field,
4983                                struct bpf_reg_state *reg, u32 regno)
4984 {
4985         const char *targ_name = btf_type_name(kptr_field->kptr.btf, kptr_field->kptr.btf_id);
4986         int perm_flags = PTR_MAYBE_NULL | PTR_TRUSTED | MEM_RCU;
4987         const char *reg_name = "";
4988
4989         /* Only unreferenced case accepts untrusted pointers */
4990         if (kptr_field->type == BPF_KPTR_UNREF)
4991                 perm_flags |= PTR_UNTRUSTED;
4992
4993         if (base_type(reg->type) != PTR_TO_BTF_ID || (type_flag(reg->type) & ~perm_flags))
4994                 goto bad_type;
4995
4996         if (!btf_is_kernel(reg->btf)) {
4997                 verbose(env, "R%d must point to kernel BTF\n", regno);
4998                 return -EINVAL;
4999         }
5000         /* We need to verify reg->type and reg->btf, before accessing reg->btf */
5001         reg_name = btf_type_name(reg->btf, reg->btf_id);
5002
5003         /* For ref_ptr case, release function check should ensure we get one
5004          * referenced PTR_TO_BTF_ID, and that its fixed offset is 0. For the
5005          * normal store of unreferenced kptr, we must ensure var_off is zero.
5006          * Since ref_ptr cannot be accessed directly by BPF insns, checks for
5007          * reg->off and reg->ref_obj_id are not needed here.
5008          */
5009         if (__check_ptr_off_reg(env, reg, regno, true))
5010                 return -EACCES;
5011
5012         /* A full type match is needed, as BTF can be vmlinux or module BTF, and
5013          * we also need to take into account the reg->off.
5014          *
5015          * We want to support cases like:
5016          *
5017          * struct foo {
5018          *         struct bar br;
5019          *         struct baz bz;
5020          * };
5021          *
5022          * struct foo *v;
5023          * v = func();        // PTR_TO_BTF_ID
5024          * val->foo = v;      // reg->off is zero, btf and btf_id match type
5025          * val->bar = &v->br; // reg->off is still zero, but we need to retry with
5026          *                    // first member type of struct after comparison fails
5027          * val->baz = &v->bz; // reg->off is non-zero, so struct needs to be walked
5028          *                    // to match type
5029          *
5030          * In the kptr_ref case, check_func_arg_reg_off already ensures reg->off
5031          * is zero. We must also ensure that btf_struct_ids_match does not walk
5032          * the struct to match type against first member of struct, i.e. reject
5033          * second case from above. Hence, when type is BPF_KPTR_REF, we set
5034          * strict mode to true for type match.
5035          */
5036         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, reg->off,
5037                                   kptr_field->kptr.btf, kptr_field->kptr.btf_id,
5038                                   kptr_field->type == BPF_KPTR_REF))
5039                 goto bad_type;
5040         return 0;
5041 bad_type:
5042         verbose(env, "invalid kptr access, R%d type=%s%s ", regno,
5043                 reg_type_str(env, reg->type), reg_name);
5044         verbose(env, "expected=%s%s", reg_type_str(env, PTR_TO_BTF_ID), targ_name);
5045         if (kptr_field->type == BPF_KPTR_UNREF)
5046                 verbose(env, " or %s%s\n", reg_type_str(env, PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED),
5047                         targ_name);
5048         else
5049                 verbose(env, "\n");
5050         return -EINVAL;
5051 }
5052
5053 /* The non-sleepable programs and sleepable programs with explicit bpf_rcu_read_lock()
5054  * can dereference RCU protected pointers and result is PTR_TRUSTED.
5055  */
5056 static bool in_rcu_cs(struct bpf_verifier_env *env)
5057 {
5058         return env->cur_state->active_rcu_lock || !env->prog->aux->sleepable;
5059 }
5060
5061 /* Once GCC supports btf_type_tag the following mechanism will be replaced with tag check */
5062 BTF_SET_START(rcu_protected_types)
5063 BTF_ID(struct, prog_test_ref_kfunc)
5064 BTF_ID(struct, cgroup)
5065 BTF_ID(struct, bpf_cpumask)
5066 BTF_ID(struct, task_struct)
5067 BTF_SET_END(rcu_protected_types)
5068
5069 static bool rcu_protected_object(const struct btf *btf, u32 btf_id)
5070 {
5071         if (!btf_is_kernel(btf))
5072                 return false;
5073         return btf_id_set_contains(&rcu_protected_types, btf_id);
5074 }
5075
5076 static bool rcu_safe_kptr(const struct btf_field *field)
5077 {
5078         const struct btf_field_kptr *kptr = &field->kptr;
5079
5080         return field->type == BPF_KPTR_REF && rcu_protected_object(kptr->btf, kptr->btf_id);
5081 }
5082
5083 static int check_map_kptr_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
5084                                  int value_regno, int insn_idx,
5085                                  struct btf_field *kptr_field)
5086 {
5087         struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[insn_idx];
5088         int class = BPF_CLASS(insn->code);
5089         struct bpf_reg_state *val_reg;
5090
5091         /* Things we already checked for in check_map_access and caller:
5092          *  - Reject cases where variable offset may touch kptr
5093          *  - size of access (must be BPF_DW)
5094          *  - tnum_is_const(reg->var_off)
5095          *  - kptr_field->offset == off + reg->var_off.value
5096          */
5097         /* Only BPF_[LDX,STX,ST] | BPF_MEM | BPF_DW is supported */
5098         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM) {
5099                 verbose(env, "kptr in map can only be accessed using BPF_MEM instruction mode\n");
5100                 return -EACCES;
5101         }
5102
5103         /* We only allow loading referenced kptr, since it will be marked as
5104          * untrusted, similar to unreferenced kptr.
5105          */
5106         if (class != BPF_LDX && kptr_field->type == BPF_KPTR_REF) {
5107                 verbose(env, "store to referenced kptr disallowed\n");
5108                 return -EACCES;
5109         }
5110
5111         if (class == BPF_LDX) {
5112                 val_reg = reg_state(env, value_regno);
5113                 /* We can simply mark the value_regno receiving the pointer
5114                  * value from map as PTR_TO_BTF_ID, with the correct type.
5115                  */
5116                 mark_btf_ld_reg(env, cur_regs(env), value_regno, PTR_TO_BTF_ID, kptr_field->kptr.btf,
5117                                 kptr_field->kptr.btf_id,
5118                                 rcu_safe_kptr(kptr_field) && in_rcu_cs(env) ?
5119                                 PTR_MAYBE_NULL | MEM_RCU :
5120                                 PTR_MAYBE_NULL | PTR_UNTRUSTED);
5121                 /* For mark_ptr_or_null_reg */
5122                 val_reg->id = ++env->id_gen;
5123         } else if (class == BPF_STX) {
5124                 val_reg = reg_state(env, value_regno);
5125                 if (!register_is_null(val_reg) &&
5126                     map_kptr_match_type(env, kptr_field, val_reg, value_regno))
5127                         return -EACCES;
5128         } else if (class == BPF_ST) {
5129                 if (insn->imm) {
5130                         verbose(env, "BPF_ST imm must be 0 when storing to kptr at off=%u\n",
5131                                 kptr_field->offset);
5132                         return -EACCES;
5133                 }
5134         } else {
5135                 verbose(env, "kptr in map can only be accessed using BPF_LDX/BPF_STX/BPF_ST\n");
5136                 return -EACCES;
5137         }
5138         return 0;
5139 }
5140
5141 /* check read/write into a map element with possible variable offset */
5142 static int check_map_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
5143                             int off, int size, bool zero_size_allowed,
5144                             enum bpf_access_src src)
5145 {
5146         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
5147         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
5148         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
5149         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
5150         struct btf_record *rec;
5151         int err, i;
5152
5153         err = check_mem_region_access(env, regno, off, size, map->value_size,
5154                                       zero_size_allowed);
5155         if (err)
5156                 return err;
5157
5158         if (IS_ERR_OR_NULL(map->record))
5159                 return 0;
5160         rec = map->record;
5161         for (i = 0; i < rec->cnt; i++) {
5162                 struct btf_field *field = &rec->fields[i];
5163                 u32 p = field->offset;
5164
5165                 /* If any part of a field  can be touched by load/store, reject
5166                  * this program. To check that [x1, x2) overlaps with [y1, y2),
5167                  * it is sufficient to check x1 < y2 && y1 < x2.
5168                  */
5169                 if (reg->smin_value + off < p + btf_field_type_size(field->type) &&
5170                     p < reg->umax_value + off + size) {
5171                         switch (field->type) {
5172                         case BPF_KPTR_UNREF:
5173                         case BPF_KPTR_REF:
5174                                 if (src != ACCESS_DIRECT) {
5175                                         verbose(env, "kptr cannot be accessed indirectly by helper\n");
5176                                         return -EACCES;
5177                                 }
5178                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
5179                                         verbose(env, "kptr access cannot have variable offset\n");
5180                                         return -EACCES;
5181                                 }
5182                                 if (p != off + reg->var_off.value) {
5183                                         verbose(env, "kptr access misaligned expected=%u off=%llu\n",
5184                                                 p, off + reg->var_off.value);
5185                                         return -EACCES;
5186                                 }
5187                                 if (size != bpf_size_to_bytes(BPF_DW)) {
5188                                         verbose(env, "kptr access size must be BPF_DW\n");
5189                                         return -EACCES;
5190                                 }
5191                                 break;
5192                         default:
5193                                 verbose(env, "%s cannot be accessed directly by load/store\n",
5194                                         btf_field_type_name(field->type));
5195                                 return -EACCES;
5196                         }
5197                 }
5198         }
5199         return 0;
5200 }
5201
5202 #define MAX_PACKET_OFF 0xffff
5203
5204 static bool may_access_direct_pkt_data(struct bpf_verifier_env *env,
5205                                        const struct bpf_call_arg_meta *meta,
5206                                        enum bpf_access_type t)
5207 {
5208         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
5209
5210         switch (prog_type) {
5211         /* Program types only with direct read access go here! */
5212         case BPF_PROG_TYPE_LWT_IN:
5213         case BPF_PROG_TYPE_LWT_OUT:
5214         case BPF_PROG_TYPE_LWT_SEG6LOCAL:
5215         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
5216         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
5217         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
5218                 if (t == BPF_WRITE)
5219                         return false;
5220                 fallthrough;
5221
5222         /* Program types with direct read + write access go here! */
5223         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
5224         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
5225         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
5226         case BPF_PROG_TYPE_LWT_XMIT:
5227         case BPF_PROG_TYPE_SK_SKB:
5228         case BPF_PROG_TYPE_SK_MSG:
5229                 if (meta)
5230                         return meta->pkt_access;
5231
5232                 env->seen_direct_write = true;
5233                 return true;
5234
5235         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
5236                 if (t == BPF_WRITE)
5237                         env->seen_direct_write = true;
5238
5239                 return true;
5240
5241         default:
5242                 return false;
5243         }
5244 }
5245
5246 static int check_packet_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno, int off,
5247                                int size, bool zero_size_allowed)
5248 {
5249         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
5250         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
5251         int err;
5252
5253         /* We may have added a variable offset to the packet pointer; but any
5254          * reg->range we have comes after that.  We are only checking the fixed
5255          * offset.
5256          */
5257
5258         /* We don't allow negative numbers, because we aren't tracking enough
5259          * detail to prove they're safe.
5260          */
5261         if (reg->smin_value < 0) {
5262                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
5263                         regno);
5264                 return -EACCES;
5265         }
5266
5267         err = reg->range < 0 ? -EINVAL :
5268               __check_mem_access(env, regno, off, size, reg->range,
5269                                  zero_size_allowed);
5270         if (err) {
5271                 verbose(env, "R%d offset is outside of the packet\n", regno);
5272                 return err;
5273         }
5274
5275         /* __check_mem_access has made sure "off + size - 1" is within u16.
5276          * reg->umax_value can't be bigger than MAX_PACKET_OFF which is 0xffff,
5277          * otherwise find_good_pkt_pointers would have refused to set range info
5278          * that __check_mem_access would have rejected this pkt access.
5279          * Therefore, "off + reg->umax_value + size - 1" won't overflow u32.
5280          */
5281         env->prog->aux->max_pkt_offset =
5282                 max_t(u32, env->prog->aux->max_pkt_offset,
5283                       off + reg->umax_value + size - 1);
5284
5285         return err;
5286 }
5287
5288 /* check access to 'struct bpf_context' fields.  Supports fixed offsets only */
5289 static int check_ctx_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, int off, int size,
5290                             enum bpf_access_type t, enum bpf_reg_type *reg_type,
5291                             struct btf **btf, u32 *btf_id)
5292 {
5293         struct bpf_insn_access_aux info = {
5294                 .reg_type = *reg_type,
5295                 .log = &env->log,
5296         };
5297
5298         if (env->ops->is_valid_access &&
5299             env->ops->is_valid_access(off, size, t, env->prog, &info)) {
5300                 /* A non zero info.ctx_field_size indicates that this field is a
5301                  * candidate for later verifier transformation to load the whole
5302                  * field and then apply a mask when accessed with a narrower
5303                  * access than actual ctx access size. A zero info.ctx_field_size
5304                  * will only allow for whole field access and rejects any other
5305                  * type of narrower access.
5306                  */
5307                 *reg_type = info.reg_type;
5308
5309                 if (base_type(*reg_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
5310                         *btf = info.btf;
5311                         *btf_id = info.btf_id;
5312                 } else {
5313                         env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size = info.ctx_field_size;
5314                 }
5315                 /* remember the offset of last byte accessed in ctx */
5316                 if (env->prog->aux->max_ctx_offset < off + size)
5317                         env->prog->aux->max_ctx_offset = off + size;
5318                 return 0;
5319         }
5320
5321         verbose(env, "invalid bpf_context access off=%d size=%d\n", off, size);
5322         return -EACCES;
5323 }
5324
5325 static int check_flow_keys_access(struct bpf_verifier_env *env, int off,
5326                                   int size)
5327 {
5328         if (size < 0 || off < 0 ||
5329             (u64)off + size > sizeof(struct bpf_flow_keys)) {
5330                 verbose(env, "invalid access to flow keys off=%d size=%d\n",
5331                         off, size);
5332                 return -EACCES;
5333         }
5334         return 0;
5335 }
5336
5337 static int check_sock_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx,
5338                              u32 regno, int off, int size,
5339                              enum bpf_access_type t)
5340 {
5341         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
5342         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
5343         struct bpf_insn_access_aux info = {};
5344         bool valid;
5345
5346         if (reg->smin_value < 0) {
5347                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
5348                         regno);
5349                 return -EACCES;
5350         }
5351
5352         switch (reg->type) {
5353         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
5354                 valid = bpf_sock_common_is_valid_access(off, size, t, &info);
5355                 break;
5356         case PTR_TO_SOCKET:
5357                 valid = bpf_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
5358                 break;
5359         case PTR_TO_TCP_SOCK:
5360                 valid = bpf_tcp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
5361                 break;
5362         case PTR_TO_XDP_SOCK:
5363                 valid = bpf_xdp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
5364                 break;
5365         default:
5366                 valid = false;
5367         }
5368
5369
5370         if (valid) {
5371                 env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size =
5372                         info.ctx_field_size;
5373                 return 0;
5374         }
5375
5376         verbose(env, "R%d invalid %s access off=%d size=%d\n",
5377                 regno, reg_type_str(env, reg->type), off, size);
5378
5379         return -EACCES;
5380 }
5381
5382 static bool is_pointer_value(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5383 {
5384         return __is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg_state(env, regno));
5385 }
5386
5387 static bool is_ctx_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5388 {
5389         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5390
5391         return reg->type == PTR_TO_CTX;
5392 }
5393
5394 static bool is_sk_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5395 {
5396         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5397
5398         return type_is_sk_pointer(reg->type);
5399 }
5400
5401 static bool is_pkt_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5402 {
5403         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5404
5405         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
5406 }
5407
5408 static bool is_flow_key_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5409 {
5410         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5411
5412         /* Separate to is_ctx_reg() since we still want to allow BPF_ST here. */
5413         return reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS;
5414 }
5415
5416 static bool is_trusted_reg(const struct bpf_reg_state *reg)
5417 {
5418         /* A referenced register is always trusted. */
5419         if (reg->ref_obj_id)
5420                 return true;
5421
5422         /* If a register is not referenced, it is trusted if it has the
5423          * MEM_ALLOC or PTR_TRUSTED type modifiers, and no others. Some of the
5424          * other type modifiers may be safe, but we elect to take an opt-in
5425          * approach here as some (e.g. PTR_UNTRUSTED and PTR_MAYBE_NULL) are
5426          * not.
5427          *
5428          * Eventually, we should make PTR_TRUSTED the single source of truth
5429          * for whether a register is trusted.
5430          */
5431         return type_flag(reg->type) & BPF_REG_TRUSTED_MODIFIERS &&
5432                !bpf_type_has_unsafe_modifiers(reg->type);
5433 }
5434
5435 static bool is_rcu_reg(const struct bpf_reg_state *reg)
5436 {
5437         return reg->type & MEM_RCU;
5438 }
5439
5440 static void clear_trusted_flags(enum bpf_type_flag *flag)
5441 {
5442         *flag &= ~(BPF_REG_TRUSTED_MODIFIERS | MEM_RCU);
5443 }
5444
5445 static int check_pkt_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
5446                                    const struct bpf_reg_state *reg,
5447                                    int off, int size, bool strict)
5448 {
5449         struct tnum reg_off;
5450         int ip_align;
5451
5452         /* Byte size accesses are always allowed. */
5453         if (!strict || size == 1)
5454                 return 0;
5455
5456         /* For platforms that do not have a Kconfig enabling
5457          * CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS the value of
5458          * NET_IP_ALIGN is universally set to '2'.  And on platforms
5459          * that do set CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS, we get
5460          * to this code only in strict mode where we want to emulate
5461          * the NET_IP_ALIGN==2 checking.  Therefore use an
5462          * unconditional IP align value of '2'.
5463          */
5464         ip_align = 2;
5465
5466         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(ip_align + reg->off + off));
5467         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
5468                 char tn_buf[48];
5469
5470                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5471                 verbose(env,
5472                         "misaligned packet access off %d+%s+%d+%d size %d\n",
5473                         ip_align, tn_buf, reg->off, off, size);
5474                 return -EACCES;
5475         }
5476
5477         return 0;
5478 }
5479
5480 static int check_generic_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
5481                                        const struct bpf_reg_state *reg,
5482                                        const char *pointer_desc,
5483                                        int off, int size, bool strict)
5484 {
5485         struct tnum reg_off;
5486
5487         /* Byte size accesses are always allowed. */
5488         if (!strict || size == 1)
5489                 return 0;
5490
5491         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(reg->off + off));
5492         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
5493                 char tn_buf[48];
5494
5495                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5496                 verbose(env, "misaligned %saccess off %s+%d+%d size %d\n",
5497                         pointer_desc, tn_buf, reg->off, off, size);
5498                 return -EACCES;
5499         }
5500
5501         return 0;
5502 }
5503
5504 static int check_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
5505                                const struct bpf_reg_state *reg, int off,
5506                                int size, bool strict_alignment_once)
5507 {
5508         bool strict = env->strict_alignment || strict_alignment_once;
5509         const char *pointer_desc = "";
5510
5511         switch (reg->type) {
5512         case PTR_TO_PACKET:
5513         case PTR_TO_PACKET_META:
5514                 /* Special case, because of NET_IP_ALIGN. Given metadata sits
5515                  * right in front, treat it the very same way.
5516                  */
5517                 return check_pkt_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict);
5518         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
5519                 pointer_desc = "flow keys ";
5520                 break;
5521         case PTR_TO_MAP_KEY:
5522                 pointer_desc = "key ";
5523                 break;
5524         case PTR_TO_MAP_VALUE:
5525                 pointer_desc = "value ";
5526                 break;
5527         case PTR_TO_CTX:
5528                 pointer_desc = "context ";
5529                 break;
5530         case PTR_TO_STACK:
5531                 pointer_desc = "stack ";
5532                 /* The stack spill tracking logic in check_stack_write_fixed_off()
5533                  * and check_stack_read_fixed_off() relies on stack accesses being
5534                  * aligned.
5535                  */
5536                 strict = true;
5537                 break;
5538         case PTR_TO_SOCKET:
5539                 pointer_desc = "sock ";
5540                 break;
5541         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
5542                 pointer_desc = "sock_common ";
5543                 break;
5544         case PTR_TO_TCP_SOCK:
5545                 pointer_desc = "tcp_sock ";
5546                 break;
5547         case PTR_TO_XDP_SOCK:
5548                 pointer_desc = "xdp_sock ";
5549                 break;
5550         default:
5551                 break;
5552         }
5553         return check_generic_ptr_alignment(env, reg, pointer_desc, off, size,
5554                                            strict);
5555 }
5556
5557 static int update_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
5558                               const struct bpf_func_state *func,
5559                               int off)
5560 {
5561         u16 stack = env->subprog_info[func->subprogno].stack_depth;
5562
5563         if (stack >= -off)
5564                 return 0;
5565
5566         /* update known max for given subprogram */
5567         env->subprog_info[func->subprogno].stack_depth = -off;
5568         return 0;
5569 }
5570
5571 /* starting from main bpf function walk all instructions of the function
5572  * and recursively walk all callees that given function can call.
5573  * Ignore jump and exit insns.
5574  * Since recursion is prevented by check_cfg() this algorithm
5575  * only needs a local stack of MAX_CALL_FRAMES to remember callsites
5576  */
5577 static int check_max_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env)
5578 {
5579         int depth = 0, frame = 0, idx = 0, i = 0, subprog_end;
5580         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
5581         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
5582         bool tail_call_reachable = false;
5583         int ret_insn[MAX_CALL_FRAMES];
5584         int ret_prog[MAX_CALL_FRAMES];
5585         int j;
5586
5587 process_func:
5588         /* protect against potential stack overflow that might happen when
5589          * bpf2bpf calls get combined with tailcalls. Limit the caller's stack
5590          * depth for such case down to 256 so that the worst case scenario
5591          * would result in 8k stack size (32 which is tailcall limit * 256 =
5592          * 8k).
5593          *
5594          * To get the idea what might happen, see an example:
5595          * func1 -> sub rsp, 128
5596          *  subfunc1 -> sub rsp, 256
5597          *  tailcall1 -> add rsp, 256
5598          *   func2 -> sub rsp, 192 (total stack size = 128 + 192 = 320)
5599          *   subfunc2 -> sub rsp, 64
5600          *   subfunc22 -> sub rsp, 128
5601          *   tailcall2 -> add rsp, 128
5602          *    func3 -> sub rsp, 32 (total stack size 128 + 192 + 64 + 32 = 416)
5603          *
5604          * tailcall will unwind the current stack frame but it will not get rid
5605          * of caller's stack as shown on the example above.
5606          */
5607         if (idx && subprog[idx].has_tail_call && depth >= 256) {
5608                 verbose(env,
5609                         "tail_calls are not allowed when call stack of previous frames is %d bytes. Too large\n",
5610                         depth);
5611                 return -EACCES;
5612         }
5613         /* round up to 32-bytes, since this is granularity
5614          * of interpreter stack size
5615          */
5616         depth += round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
5617         if (depth > MAX_BPF_STACK) {
5618                 verbose(env, "combined stack size of %d calls is %d. Too large\n",
5619                         frame + 1, depth);
5620                 return -EACCES;
5621         }
5622 continue_func:
5623         subprog_end = subprog[idx + 1].start;
5624         for (; i < subprog_end; i++) {
5625                 int next_insn;
5626
5627                 if (!bpf_pseudo_call(insn + i) && !bpf_pseudo_func(insn + i))
5628                         continue;
5629                 /* remember insn and function to return to */
5630                 ret_insn[frame] = i + 1;
5631                 ret_prog[frame] = idx;
5632
5633                 /* find the callee */
5634                 next_insn = i + insn[i].imm + 1;
5635                 idx = find_subprog(env, next_insn);
5636                 if (idx < 0) {
5637                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
5638                                   next_insn);
5639                         return -EFAULT;
5640                 }
5641                 if (subprog[idx].is_async_cb) {
5642                         if (subprog[idx].has_tail_call) {
5643                                 verbose(env, "verifier bug. subprog has tail_call and async cb\n");
5644                                 return -EFAULT;
5645                         }
5646                         /* async callbacks don't increase bpf prog stack size unless called directly */
5647                         if (!bpf_pseudo_call(insn + i))
5648                                 continue;
5649                 }
5650                 i = next_insn;
5651
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
6072                                 /* We always trust them */
6073                                 if (type_is_rcu_or_null(env, reg, field_name, btf_id) &&
6074                                     flag & PTR_UNTRUSTED)
6075                                         flag &= ~PTR_UNTRUSTED;
6076                         } else if (flag & (MEM_PERCPU | MEM_USER)) {
6077                                 /* keep as-is */
6078                         } else {
6079                                 /* walking unknown pointers yields old deprecated PTR_TO_BTF_ID */
6080                                 clear_trusted_flags(&flag);
6081                         }
6082                 } else {
6083                         /*
6084                          * If not in RCU CS or MEM_RCU pointer can be NULL then
6085                          * aggressively mark as untrusted otherwise such
6086                          * pointers will be plain PTR_TO_BTF_ID without flags
6087                          * and will be allowed to be passed into helpers for
6088                          * compat reasons.
6089                          */
6090                         flag = PTR_UNTRUSTED;
6091                 }
6092         } else {
6093                 /* Old compat. Deprecated */
6094                 clear_trusted_flags(&flag);
6095         }
6096
6097         if (atype == BPF_READ && value_regno >= 0)
6098                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, reg->btf, btf_id, flag);
6099
6100         return 0;
6101 }
6102
6103 static int check_ptr_to_map_access(struct bpf_verifier_env *env,
6104                                    struct bpf_reg_state *regs,
6105                                    int regno, int off, int size,
6106                                    enum bpf_access_type atype,
6107                                    int value_regno)
6108 {
6109         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
6110         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
6111         struct bpf_reg_state map_reg;
6112         enum bpf_type_flag flag = 0;
6113         const struct btf_type *t;
6114         const char *tname;
6115         u32 btf_id;
6116         int ret;
6117
6118         if (!btf_vmlinux) {
6119                 verbose(env, "map_ptr access not supported without CONFIG_DEBUG_INFO_BTF\n");
6120                 return -ENOTSUPP;
6121         }
6122
6123         if (!map->ops->map_btf_id || !*map->ops->map_btf_id) {
6124                 verbose(env, "map_ptr access not supported for map type %d\n",
6125                         map->map_type);
6126                 return -ENOTSUPP;
6127         }
6128
6129         t = btf_type_by_id(btf_vmlinux, *map->ops->map_btf_id);
6130         tname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, t->name_off);
6131
6132         if (!env->allow_ptr_leaks) {
6133                 verbose(env,
6134                         "'struct %s' access is allowed only to CAP_PERFMON and CAP_SYS_ADMIN\n",
6135                         tname);
6136                 return -EPERM;
6137         }
6138
6139         if (off < 0) {
6140                 verbose(env, "R%d is %s invalid negative access: off=%d\n",
6141                         regno, tname, off);
6142                 return -EACCES;
6143         }
6144
6145         if (atype != BPF_READ) {
6146                 verbose(env, "only read from %s is supported\n", tname);
6147                 return -EACCES;
6148         }
6149
6150         /* Simulate access to a PTR_TO_BTF_ID */
6151         memset(&map_reg, 0, sizeof(map_reg));
6152         mark_btf_ld_reg(env, &map_reg, 0, PTR_TO_BTF_ID, btf_vmlinux, *map->ops->map_btf_id, 0);
6153         ret = btf_struct_access(&env->log, &map_reg, off, size, atype, &btf_id, &flag, NULL);
6154         if (ret < 0)
6155                 return ret;
6156
6157         if (value_regno >= 0)
6158                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, btf_vmlinux, btf_id, flag);
6159
6160         return 0;
6161 }
6162
6163 /* Check that the stack access at the given offset is within bounds. The
6164  * maximum valid offset is -1.
6165  *
6166  * The minimum valid offset is -MAX_BPF_STACK for writes, and
6167  * -state->allocated_stack for reads.
6168  */
6169 static int check_stack_slot_within_bounds(int off,
6170                                           struct bpf_func_state *state,
6171                                           enum bpf_access_type t)
6172 {
6173         int min_valid_off;
6174
6175         if (t == BPF_WRITE)
6176                 min_valid_off = -MAX_BPF_STACK;
6177         else
6178                 min_valid_off = -state->allocated_stack;
6179
6180         if (off < min_valid_off || off > -1)
6181                 return -EACCES;
6182         return 0;
6183 }
6184
6185 /* Check that the stack access at 'regno + off' falls within the maximum stack
6186  * bounds.
6187  *
6188  * 'off' includes `regno->offset`, but not its dynamic part (if any).
6189  */
6190 static int check_stack_access_within_bounds(
6191                 struct bpf_verifier_env *env,
6192                 int regno, int off, int access_size,
6193                 enum bpf_access_src src, enum bpf_access_type type)
6194 {
6195         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
6196         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
6197         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
6198         int min_off, max_off;
6199         int err;
6200         char *err_extra;
6201
6202         if (src == ACCESS_HELPER)
6203                 /* We don't know if helpers are reading or writing (or both). */
6204                 err_extra = " indirect access to";
6205         else if (type == BPF_READ)
6206                 err_extra = " read from";
6207         else
6208                 err_extra = " write to";
6209
6210         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6211                 min_off = reg->var_off.value + off;
6212                 if (access_size > 0)
6213                         max_off = min_off + access_size - 1;
6214                 else
6215                         max_off = min_off;
6216         } else {
6217                 if (reg->smax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF ||
6218                     reg->smin_value <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
6219                         verbose(env, "invalid unbounded variable-offset%s stack R%d\n",
6220                                 err_extra, regno);
6221                         return -EACCES;
6222                 }
6223                 min_off = reg->smin_value + off;
6224                 if (access_size > 0)
6225                         max_off = reg->smax_value + off + access_size - 1;
6226                 else
6227                         max_off = min_off;
6228         }
6229
6230         err = check_stack_slot_within_bounds(min_off, state, type);
6231         if (!err)
6232                 err = check_stack_slot_within_bounds(max_off, state, type);
6233
6234         if (err) {
6235                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6236                         verbose(env, "invalid%s stack R%d off=%d size=%d\n",
6237                                 err_extra, regno, off, access_size);
6238                 } else {
6239                         char tn_buf[48];
6240
6241                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
6242                         verbose(env, "invalid variable-offset%s stack R%d var_off=%s size=%d\n",
6243                                 err_extra, regno, tn_buf, access_size);
6244                 }
6245         }
6246         return err;
6247 }
6248
6249 /* check whether memory at (regno + off) is accessible for t = (read | write)
6250  * if t==write, value_regno is a register which value is stored into memory
6251  * if t==read, value_regno is a register which will receive the value from memory
6252  * if t==write && value_regno==-1, some unknown value is stored into memory
6253  * if t==read && value_regno==-1, don't care what we read from memory
6254  */
6255 static int check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, u32 regno,
6256                             int off, int bpf_size, enum bpf_access_type t,
6257                             int value_regno, bool strict_alignment_once)
6258 {
6259         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
6260         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
6261         struct bpf_func_state *state;
6262         int size, err = 0;
6263
6264         size = bpf_size_to_bytes(bpf_size);
6265         if (size < 0)
6266                 return size;
6267
6268         /* alignment checks will add in reg->off themselves */
6269         err = check_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict_alignment_once);
6270         if (err)
6271                 return err;
6272
6273         /* for access checks, reg->off is just part of off */
6274         off += reg->off;
6275
6276         if (reg->type == PTR_TO_MAP_KEY) {
6277                 if (t == BPF_WRITE) {
6278                         verbose(env, "write to change key R%d not allowed\n", regno);
6279                         return -EACCES;
6280                 }
6281
6282                 err = check_mem_region_access(env, regno, off, size,
6283                                               reg->map_ptr->key_size, false);
6284                 if (err)
6285                         return err;
6286                 if (value_regno >= 0)
6287                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6288         } else if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
6289                 struct btf_field *kptr_field = NULL;
6290
6291                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6292                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6293                         verbose(env, "R%d leaks addr into map\n", value_regno);
6294                         return -EACCES;
6295                 }
6296                 err = check_map_access_type(env, regno, off, size, t);
6297                 if (err)
6298                         return err;
6299                 err = check_map_access(env, regno, off, size, false, ACCESS_DIRECT);
6300                 if (err)
6301                         return err;
6302                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
6303                         kptr_field = btf_record_find(reg->map_ptr->record,
6304                                                      off + reg->var_off.value, BPF_KPTR);
6305                 if (kptr_field) {
6306                         err = check_map_kptr_access(env, regno, value_regno, insn_idx, kptr_field);
6307                 } else if (t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
6308                         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
6309
6310                         /* if map is read-only, track its contents as scalars */
6311                         if (tnum_is_const(reg->var_off) &&
6312                             bpf_map_is_rdonly(map) &&
6313                             map->ops->map_direct_value_addr) {
6314                                 int map_off = off + reg->var_off.value;
6315                                 u64 val = 0;
6316
6317                                 err = bpf_map_direct_read(map, map_off, size,
6318                                                           &val);
6319                                 if (err)
6320                                         return err;
6321
6322                                 regs[value_regno].type = SCALAR_VALUE;
6323                                 __mark_reg_known(&regs[value_regno], val);
6324                         } else {
6325                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6326                         }
6327                 }
6328         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_MEM) {
6329                 bool rdonly_mem = type_is_rdonly_mem(reg->type);
6330
6331                 if (type_may_be_null(reg->type)) {
6332                         verbose(env, "R%d invalid mem access '%s'\n", regno,
6333                                 reg_type_str(env, reg->type));
6334                         return -EACCES;
6335                 }
6336
6337                 if (t == BPF_WRITE && rdonly_mem) {
6338                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
6339                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
6340                         return -EACCES;
6341                 }
6342
6343                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6344                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6345                         verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", value_regno);
6346                         return -EACCES;
6347                 }
6348
6349                 err = check_mem_region_access(env, regno, off, size,
6350                                               reg->mem_size, false);
6351                 if (!err && value_regno >= 0 && (t == BPF_READ || rdonly_mem))
6352                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6353         } else if (reg->type == PTR_TO_CTX) {
6354                 enum bpf_reg_type reg_type = SCALAR_VALUE;
6355                 struct btf *btf = NULL;
6356                 u32 btf_id = 0;
6357
6358                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6359                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6360                         verbose(env, "R%d leaks addr into ctx\n", value_regno);
6361                         return -EACCES;
6362                 }
6363
6364                 err = check_ptr_off_reg(env, reg, regno);
6365                 if (err < 0)
6366                         return err;
6367
6368                 err = check_ctx_access(env, insn_idx, off, size, t, &reg_type, &btf,
6369                                        &btf_id);
6370                 if (err)
6371                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
6372                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
6373                         /* ctx access returns either a scalar, or a
6374                          * PTR_TO_PACKET[_META,_END]. In the latter
6375                          * case, we know the offset is zero.
6376                          */
6377                         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
6378                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6379                         } else {
6380                                 mark_reg_known_zero(env, regs,
6381                                                     value_regno);
6382                                 if (type_may_be_null(reg_type))
6383                                         regs[value_regno].id = ++env->id_gen;
6384                                 /* A load of ctx field could have different
6385                                  * actual load size with the one encoded in the
6386                                  * insn. When the dst is PTR, it is for sure not
6387                                  * a sub-register.
6388                                  */
6389                                 regs[value_regno].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
6390                                 if (base_type(reg_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
6391                                         regs[value_regno].btf = btf;
6392                                         regs[value_regno].btf_id = btf_id;
6393                                 }
6394                         }
6395                         regs[value_regno].type = reg_type;
6396                 }
6397
6398         } else if (reg->type == PTR_TO_STACK) {
6399                 /* Basic bounds checks. */
6400                 err = check_stack_access_within_bounds(env, regno, off, size, ACCESS_DIRECT, t);
6401                 if (err)
6402                         return err;
6403
6404                 state = func(env, reg);
6405                 err = update_stack_depth(env, state, off);
6406                 if (err)
6407                         return err;
6408
6409                 if (t == BPF_READ)
6410                         err = check_stack_read(env, regno, off, size,
6411                                                value_regno);
6412                 else
6413                         err = check_stack_write(env, regno, off, size,
6414                                                 value_regno, insn_idx);
6415         } else if (reg_is_pkt_pointer(reg)) {
6416                 if (t == BPF_WRITE && !may_access_direct_pkt_data(env, NULL, t)) {
6417                         verbose(env, "cannot write into packet\n");
6418                         return -EACCES;
6419                 }
6420                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6421                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6422                         verbose(env, "R%d leaks addr into packet\n",
6423                                 value_regno);
6424                         return -EACCES;
6425                 }
6426                 err = check_packet_access(env, regno, off, size, false);
6427                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
6428                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6429         } else if (reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS) {
6430                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6431                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6432                         verbose(env, "R%d leaks addr into flow keys\n",
6433                                 value_regno);
6434                         return -EACCES;
6435                 }
6436
6437                 err = check_flow_keys_access(env, off, size);
6438                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
6439                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6440         } else if (type_is_sk_pointer(reg->type)) {
6441                 if (t == BPF_WRITE) {
6442                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
6443                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
6444                         return -EACCES;
6445                 }
6446                 err = check_sock_access(env, insn_idx, regno, off, size, t);
6447                 if (!err && value_regno >= 0)
6448                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6449         } else if (reg->type == PTR_TO_TP_BUFFER) {
6450                 err = check_tp_buffer_access(env, reg, regno, off, size);
6451                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
6452                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6453         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID &&
6454                    !type_may_be_null(reg->type)) {
6455                 err = check_ptr_to_btf_access(env, regs, regno, off, size, t,
6456                                               value_regno);
6457         } else if (reg->type == CONST_PTR_TO_MAP) {
6458                 err = check_ptr_to_map_access(env, regs, regno, off, size, t,
6459                                               value_regno);
6460         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BUF) {
6461                 bool rdonly_mem = type_is_rdonly_mem(reg->type);
6462                 u32 *max_access;
6463
6464                 if (rdonly_mem) {
6465                         if (t == BPF_WRITE) {
6466                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
6467                                         regno, reg_type_str(env, reg->type));
6468                                 return -EACCES;
6469                         }
6470                         max_access = &env->prog->aux->max_rdonly_access;
6471                 } else {
6472                         max_access = &env->prog->aux->max_rdwr_access;
6473                 }
6474
6475                 err = check_buffer_access(env, reg, regno, off, size, false,
6476                                           max_access);
6477
6478                 if (!err && value_regno >= 0 && (rdonly_mem || t == BPF_READ))
6479                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6480         } else {
6481                 verbose(env, "R%d invalid mem access '%s'\n", regno,
6482                         reg_type_str(env, reg->type));
6483                 return -EACCES;
6484         }
6485
6486         if (!err && size < BPF_REG_SIZE && value_regno >= 0 && t == BPF_READ &&
6487             regs[value_regno].type == SCALAR_VALUE) {
6488                 /* b/h/w load zero-extends, mark upper bits as known 0 */
6489                 coerce_reg_to_size(&regs[value_regno], size);
6490         }
6491         return err;
6492 }
6493
6494 static int check_atomic(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, struct bpf_insn *insn)
6495 {
6496         int load_reg;
6497         int err;
6498
6499         switch (insn->imm) {
6500         case BPF_ADD:
6501         case BPF_ADD | BPF_FETCH:
6502         case BPF_AND:
6503         case BPF_AND | BPF_FETCH:
6504         case BPF_OR:
6505         case BPF_OR | BPF_FETCH:
6506         case BPF_XOR:
6507         case BPF_XOR | BPF_FETCH:
6508         case BPF_XCHG:
6509         case BPF_CMPXCHG:
6510                 break;
6511         default:
6512                 verbose(env, "BPF_ATOMIC uses invalid atomic opcode %02x\n", insn->imm);
6513                 return -EINVAL;
6514         }
6515
6516         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_W && BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
6517                 verbose(env, "invalid atomic operand size\n");
6518                 return -EINVAL;
6519         }
6520
6521         /* check src1 operand */
6522         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
6523         if (err)
6524                 return err;
6525
6526         /* check src2 operand */
6527         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
6528         if (err)
6529                 return err;
6530
6531         if (insn->imm == BPF_CMPXCHG) {
6532                 /* Check comparison of R0 with memory location */
6533                 const u32 aux_reg = BPF_REG_0;
6534
6535                 err = check_reg_arg(env, aux_reg, SRC_OP);
6536                 if (err)
6537                         return err;
6538
6539                 if (is_pointer_value(env, aux_reg)) {
6540                         verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", aux_reg);
6541                         return -EACCES;
6542                 }
6543         }
6544
6545         if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
6546                 verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", insn->src_reg);
6547                 return -EACCES;
6548         }
6549
6550         if (is_ctx_reg(env, insn->dst_reg) ||
6551             is_pkt_reg(env, insn->dst_reg) ||
6552             is_flow_key_reg(env, insn->dst_reg) ||
6553             is_sk_reg(env, insn->dst_reg)) {
6554                 verbose(env, "BPF_ATOMIC stores into R%d %s is not allowed\n",
6555                         insn->dst_reg,
6556                         reg_type_str(env, reg_state(env, insn->dst_reg)->type));
6557                 return -EACCES;
6558         }
6559
6560         if (insn->imm & BPF_FETCH) {
6561                 if (insn->imm == BPF_CMPXCHG)
6562                         load_reg = BPF_REG_0;
6563                 else
6564                         load_reg = insn->src_reg;
6565
6566                 /* check and record load of old value */
6567                 err = check_reg_arg(env, load_reg, DST_OP);
6568                 if (err)
6569                         return err;
6570         } else {
6571                 /* This instruction accesses a memory location but doesn't
6572                  * actually load it into a register.
6573                  */
6574                 load_reg = -1;
6575         }
6576
6577         /* Check whether we can read the memory, with second call for fetch
6578          * case to simulate the register fill.
6579          */
6580         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
6581                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, -1, true);
6582         if (!err && load_reg >= 0)
6583                 err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
6584                                        BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, load_reg,
6585                                        true);
6586         if (err)
6587                 return err;
6588
6589         /* Check whether we can write into the same memory. */
6590         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
6591                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_WRITE, -1, true);
6592         if (err)
6593                 return err;
6594
6595         return 0;
6596 }
6597
6598 /* When register 'regno' is used to read the stack (either directly or through
6599  * a helper function) make sure that it's within stack boundary and, depending
6600  * on the access type, that all elements of the stack are initialized.
6601  *
6602  * 'off' includes 'regno->off', but not its dynamic part (if any).
6603  *
6604  * All registers that have been spilled on the stack in the slots within the
6605  * read offsets are marked as read.
6606  */
6607 static int check_stack_range_initialized(
6608                 struct bpf_verifier_env *env, int regno, int off,
6609                 int access_size, bool zero_size_allowed,
6610                 enum bpf_access_src type, struct bpf_call_arg_meta *meta)
6611 {
6612         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
6613         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
6614         int err, min_off, max_off, i, j, slot, spi;
6615         char *err_extra = type == ACCESS_HELPER ? " indirect" : "";
6616         enum bpf_access_type bounds_check_type;
6617         /* Some accesses can write anything into the stack, others are
6618          * read-only.
6619          */
6620         bool clobber = false;
6621
6622         if (access_size == 0 && !zero_size_allowed) {
6623                 verbose(env, "invalid zero-sized read\n");
6624                 return -EACCES;
6625         }
6626
6627         if (type == ACCESS_HELPER) {
6628                 /* The bounds checks for writes are more permissive than for
6629                  * reads. However, if raw_mode is not set, we'll do extra
6630                  * checks below.
6631                  */
6632                 bounds_check_type = BPF_WRITE;
6633                 clobber = true;
6634         } else {
6635                 bounds_check_type = BPF_READ;
6636         }
6637         err = check_stack_access_within_bounds(env, regno, off, access_size,
6638                                                type, bounds_check_type);
6639         if (err)
6640                 return err;
6641
6642
6643         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6644                 min_off = max_off = reg->var_off.value + off;
6645         } else {
6646                 /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for
6647                  * simplicity since it requires corresponding support in
6648                  * Spectre masking for stack ALU.
6649                  * See also retrieve_ptr_limit().
6650                  */
6651                 if (!env->bypass_spec_v1) {
6652                         char tn_buf[48];
6653
6654                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
6655                         verbose(env, "R%d%s variable offset stack access prohibited for !root, var_off=%s\n",
6656                                 regno, err_extra, tn_buf);
6657                         return -EACCES;
6658                 }
6659                 /* Only initialized buffer on stack is allowed to be accessed
6660                  * with variable offset. With uninitialized buffer it's hard to
6661                  * guarantee that whole memory is marked as initialized on
6662                  * helper return since specific bounds are unknown what may
6663                  * cause uninitialized stack leaking.
6664                  */
6665                 if (meta && meta->raw_mode)
6666                         meta = NULL;
6667
6668                 min_off = reg->smin_value + off;
6669                 max_off = reg->smax_value + off;
6670         }
6671
6672         if (meta && meta->raw_mode) {
6673                 /* Ensure we won't be overwriting dynptrs when simulating byte
6674                  * by byte access in check_helper_call using meta.access_size.
6675                  * This would be a problem if we have a helper in the future
6676                  * which takes:
6677                  *
6678                  *      helper(uninit_mem, len, dynptr)
6679                  *
6680                  * Now, uninint_mem may overlap with dynptr pointer. Hence, it
6681                  * may end up writing to dynptr itself when touching memory from
6682                  * arg 1. This can be relaxed on a case by case basis for known
6683                  * safe cases, but reject due to the possibilitiy of aliasing by
6684                  * default.
6685                  */
6686                 for (i = min_off; i < max_off + access_size; i++) {
6687                         int stack_off = -i - 1;
6688
6689                         spi = __get_spi(i);
6690                         /* raw_mode may write past allocated_stack */
6691                         if (state->allocated_stack <= stack_off)
6692                                 continue;
6693                         if (state->stack[spi].slot_type[stack_off % BPF_REG_SIZE] == STACK_DYNPTR) {
6694                                 verbose(env, "potential write to dynptr at off=%d disallowed\n", i);
6695                                 return -EACCES;
6696                         }
6697                 }
6698                 meta->access_size = access_size;
6699                 meta->regno = regno;
6700                 return 0;
6701         }
6702
6703         for (i = min_off; i < max_off + access_size; i++) {
6704                 u8 *stype;
6705
6706                 slot = -i - 1;
6707                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
6708                 if (state->allocated_stack <= slot)
6709                         goto err;
6710                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
6711                 if (*stype == STACK_MISC)
6712                         goto mark;
6713                 if ((*stype == STACK_ZERO) ||
6714                     (*stype == STACK_INVALID && env->allow_uninit_stack)) {
6715                         if (clobber) {
6716                                 /* helper can write anything into the stack */
6717                                 *stype = STACK_MISC;
6718                         }
6719                         goto mark;
6720                 }
6721
6722                 if (is_spilled_reg(&state->stack[spi]) &&
6723                     (state->stack[spi].spilled_ptr.type == SCALAR_VALUE ||
6724                      env->allow_ptr_leaks)) {
6725                         if (clobber) {
6726                                 __mark_reg_unknown(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
6727                                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
6728                                         scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[j]);
6729                         }
6730                         goto mark;
6731                 }
6732
6733 err:
6734                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6735                         verbose(env, "invalid%s read from stack R%d off %d+%d size %d\n",
6736                                 err_extra, regno, min_off, i - min_off, access_size);
6737                 } else {
6738                         char tn_buf[48];
6739
6740                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
6741                         verbose(env, "invalid%s read from stack R%d var_off %s+%d size %d\n",
6742                                 err_extra, regno, tn_buf, i - min_off, access_size);
6743                 }
6744                 return -EACCES;
6745 mark:
6746                 /* reading any byte out of 8-byte 'spill_slot' will cause
6747                  * the whole slot to be marked as 'read'
6748                  */
6749                 mark_reg_read(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
6750                               state->stack[spi].spilled_ptr.parent,
6751                               REG_LIVE_READ64);
6752                 /* We do not set REG_LIVE_WRITTEN for stack slot, as we can not
6753                  * be sure that whether stack slot is written to or not. Hence,
6754                  * we must still conservatively propagate reads upwards even if
6755                  * helper may write to the entire memory range.
6756                  */
6757         }
6758         return update_stack_depth(env, state, min_off);
6759 }
6760
6761 static int check_helper_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
6762                                    int access_size, bool zero_size_allowed,
6763                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
6764 {
6765         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
6766         u32 *max_access;
6767
6768         switch (base_type(reg->type)) {
6769         case PTR_TO_PACKET:
6770         case PTR_TO_PACKET_META:
6771                 return check_packet_access(env, regno, reg->off, access_size,
6772                                            zero_size_allowed);
6773         case PTR_TO_MAP_KEY:
6774                 if (meta && meta->raw_mode) {
6775                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
6776                                 reg_type_str(env, reg->type));
6777                         return -EACCES;
6778                 }
6779                 return check_mem_region_access(env, regno, reg->off, access_size,
6780                                                reg->map_ptr->key_size, false);
6781         case PTR_TO_MAP_VALUE:
6782                 if (check_map_access_type(env, regno, reg->off, access_size,
6783                                           meta && meta->raw_mode ? BPF_WRITE :
6784                                           BPF_READ))
6785                         return -EACCES;
6786                 return check_map_access(env, regno, reg->off, access_size,
6787                                         zero_size_allowed, ACCESS_HELPER);
6788         case PTR_TO_MEM:
6789                 if (type_is_rdonly_mem(reg->type)) {
6790                         if (meta && meta->raw_mode) {
6791                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
6792                                         reg_type_str(env, reg->type));
6793                                 return -EACCES;
6794                         }
6795                 }
6796                 return check_mem_region_access(env, regno, reg->off,
6797                                                access_size, reg->mem_size,
6798                                                zero_size_allowed);
6799         case PTR_TO_BUF:
6800                 if (type_is_rdonly_mem(reg->type)) {
6801                         if (meta && meta->raw_mode) {
6802                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
6803                                         reg_type_str(env, reg->type));
6804                                 return -EACCES;
6805                         }
6806
6807                         max_access = &env->prog->aux->max_rdonly_access;
6808                 } else {
6809                         max_access = &env->prog->aux->max_rdwr_access;
6810                 }
6811                 return check_buffer_access(env, reg, regno, reg->off,
6812                                            access_size, zero_size_allowed,
6813                                            max_access);
6814         case PTR_TO_STACK:
6815                 return check_stack_range_initialized(
6816                                 env,
6817                                 regno, reg->off, access_size,
6818                                 zero_size_allowed, ACCESS_HELPER, meta);
6819         case PTR_TO_BTF_ID:
6820                 return check_ptr_to_btf_access(env, regs, regno, reg->off,
6821                                                access_size, BPF_READ, -1);
6822         case PTR_TO_CTX:
6823                 /* in case the function doesn't know how to access the context,
6824                  * (because we are in a program of type SYSCALL for example), we
6825                  * can not statically check its size.
6826                  * Dynamically check it now.
6827                  */
6828                 if (!env->ops->convert_ctx_access) {
6829                         enum bpf_access_type atype = meta && meta->raw_mode ? BPF_WRITE : BPF_READ;
6830                         int offset = access_size - 1;
6831
6832                         /* Allow zero-byte read from PTR_TO_CTX */
6833                         if (access_size == 0)
6834                                 return zero_size_allowed ? 0 : -EACCES;
6835
6836                         return check_mem_access(env, env->insn_idx, regno, offset, BPF_B,
6837                                                 atype, -1, false);
6838                 }
6839
6840                 fallthrough;
6841         default: /* scalar_value or invalid ptr */
6842                 /* Allow zero-byte read from NULL, regardless of pointer type */
6843                 if (zero_size_allowed && access_size == 0 &&
6844                     register_is_null(reg))
6845                         return 0;
6846
6847                 verbose(env, "R%d type=%s ", regno,
6848                         reg_type_str(env, reg->type));
6849                 verbose(env, "expected=%s\n", reg_type_str(env, PTR_TO_STACK));
6850                 return -EACCES;
6851         }
6852 }
6853
6854 static int check_mem_size_reg(struct bpf_verifier_env *env,
6855                               struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
6856                               bool zero_size_allowed,
6857                               struct bpf_call_arg_meta *meta)
6858 {
6859         int err;
6860
6861         /* This is used to refine r0 return value bounds for helpers
6862          * that enforce this value as an upper bound on return values.
6863          * See do_refine_retval_range() for helpers that can refine
6864          * the return value. C type of helper is u32 so we pull register
6865          * bound from umax_value however, if negative verifier errors
6866          * out. Only upper bounds can be learned because retval is an
6867          * int type and negative retvals are allowed.
6868          */
6869         meta->msize_max_value = reg->umax_value;
6870
6871         /* The register is SCALAR_VALUE; the access check
6872          * happens using its boundaries.
6873          */
6874         if (!tnum_is_const(reg->var_off))
6875                 /* For unprivileged variable accesses, disable raw
6876                  * mode so that the program is required to
6877                  * initialize all the memory that the helper could
6878                  * just partially fill up.
6879                  */
6880                 meta = NULL;
6881
6882         if (reg->smin_value < 0) {
6883                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned or 'var &= const'\n",
6884                         regno);
6885                 return -EACCES;
6886         }
6887
6888         if (reg->umin_value == 0) {
6889                 err = check_helper_mem_access(env, regno - 1, 0,
6890                                               zero_size_allowed,
6891                                               meta);
6892                 if (err)
6893                         return err;
6894         }
6895
6896         if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_SIZ) {
6897                 verbose(env, "R%d unbounded memory access, use 'var &= const' or 'if (var < const)'\n",
6898                         regno);
6899                 return -EACCES;
6900         }
6901         err = check_helper_mem_access(env, regno - 1,
6902                                       reg->umax_value,
6903                                       zero_size_allowed, meta);
6904         if (!err)
6905                 err = mark_chain_precision(env, regno);
6906         return err;
6907 }
6908
6909 int check_mem_reg(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
6910                    u32 regno, u32 mem_size)
6911 {
6912         bool may_be_null = type_may_be_null(reg->type);
6913         struct bpf_reg_state saved_reg;
6914         struct bpf_call_arg_meta meta;
6915         int err;
6916
6917         if (register_is_null(reg))
6918                 return 0;
6919
6920         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
6921         /* Assuming that the register contains a value check if the memory
6922          * access is safe. Temporarily save and restore the register's state as
6923          * the conversion shouldn't be visible to a caller.
6924          */
6925         if (may_be_null) {
6926                 saved_reg = *reg;
6927                 mark_ptr_not_null_reg(reg);
6928         }
6929
6930         err = check_helper_mem_access(env, regno, mem_size, true, &meta);
6931         /* Check access for BPF_WRITE */
6932         meta.raw_mode = true;
6933         err = err ?: check_helper_mem_access(env, regno, mem_size, true, &meta);
6934
6935         if (may_be_null)
6936                 *reg = saved_reg;
6937
6938         return err;
6939 }
6940
6941 static int check_kfunc_mem_size_reg(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
6942                                     u32 regno)
6943 {
6944         struct bpf_reg_state *mem_reg = &cur_regs(env)[regno - 1];
6945         bool may_be_null = type_may_be_null(mem_reg->type);
6946         struct bpf_reg_state saved_reg;
6947         struct bpf_call_arg_meta meta;
6948         int err;
6949
6950         WARN_ON_ONCE(regno < BPF_REG_2 || regno > BPF_REG_5);
6951
6952         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
6953
6954         if (may_be_null) {
6955                 saved_reg = *mem_reg;
6956                 mark_ptr_not_null_reg(mem_reg);
6957         }
6958
6959         err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, &meta);
6960         /* Check access for BPF_WRITE */
6961         meta.raw_mode = true;
6962         err = err ?: check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, &meta);
6963
6964         if (may_be_null)
6965                 *mem_reg = saved_reg;
6966         return err;
6967 }
6968
6969 /* Implementation details:
6970  * bpf_map_lookup returns PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL.
6971  * bpf_obj_new returns PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | PTR_MAYBE_NULL.
6972  * Two bpf_map_lookups (even with the same key) will have different reg->id.
6973  * Two separate bpf_obj_new will also have different reg->id.
6974  * For traditional PTR_TO_MAP_VALUE or PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC, the verifier
6975  * clears reg->id after value_or_null->value transition, since the verifier only
6976  * cares about the range of access to valid map value pointer and doesn't care
6977  * about actual address of the map element.
6978  * For maps with 'struct bpf_spin_lock' inside map value the verifier keeps
6979  * reg->id > 0 after value_or_null->value transition. By doing so
6980  * two bpf_map_lookups will be considered two different pointers that
6981  * point to different bpf_spin_locks. Likewise for pointers to allocated objects
6982  * returned from bpf_obj_new.
6983  * The verifier allows taking only one bpf_spin_lock at a time to avoid
6984  * dead-locks.
6985  * Since only one bpf_spin_lock is allowed the checks are simpler than
6986  * reg_is_refcounted() logic. The verifier needs to remember only
6987  * one spin_lock instead of array of acquired_refs.
6988  * cur_state->active_lock remembers which map value element or allocated
6989  * object got locked and clears it after bpf_spin_unlock.
6990  */
6991 static int process_spin_lock(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
6992                              bool is_lock)
6993 {
6994         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
6995         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
6996         bool is_const = tnum_is_const(reg->var_off);
6997         u64 val = reg->var_off.value;
6998         struct bpf_map *map = NULL;
6999         struct btf *btf = NULL;
7000         struct btf_record *rec;
7001
7002         if (!is_const) {
7003                 verbose(env,
7004                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_spin_lock has to be at the constant offset\n",
7005                         regno);
7006                 return -EINVAL;
7007         }
7008         if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
7009                 map = reg->map_ptr;
7010                 if (!map->btf) {
7011                         verbose(env,
7012                                 "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_spin_lock\n",
7013                                 map->name);
7014                         return -EINVAL;
7015                 }
7016         } else {
7017                 btf = reg->btf;
7018         }
7019
7020         rec = reg_btf_record(reg);
7021         if (!btf_record_has_field(rec, BPF_SPIN_LOCK)) {
7022                 verbose(env, "%s '%s' has no valid bpf_spin_lock\n", map ? "map" : "local",
7023                         map ? map->name : "kptr");
7024                 return -EINVAL;
7025         }
7026         if (rec->spin_lock_off != val + reg->off) {
7027                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_spin_lock' that is at %d\n",
7028                         val + reg->off, rec->spin_lock_off);
7029                 return -EINVAL;
7030         }
7031         if (is_lock) {
7032                 if (cur->active_lock.ptr) {
7033                         verbose(env,
7034                                 "Locking two bpf_spin_locks are not allowed\n");
7035                         return -EINVAL;
7036                 }
7037                 if (map)
7038                         cur->active_lock.ptr = map;
7039                 else
7040                         cur->active_lock.ptr = btf;
7041                 cur->active_lock.id = reg->id;
7042         } else {
7043                 void *ptr;
7044
7045                 if (map)
7046                         ptr = map;
7047                 else
7048                         ptr = btf;
7049
7050                 if (!cur->active_lock.ptr) {
7051                         verbose(env, "bpf_spin_unlock without taking a lock\n");
7052                         return -EINVAL;
7053                 }
7054                 if (cur->active_lock.ptr != ptr ||
7055                     cur->active_lock.id != reg->id) {
7056                         verbose(env, "bpf_spin_unlock of different lock\n");
7057                         return -EINVAL;
7058                 }
7059
7060                 invalidate_non_owning_refs(env);
7061
7062                 cur->active_lock.ptr = NULL;
7063                 cur->active_lock.id = 0;
7064         }
7065         return 0;
7066 }
7067
7068 static int process_timer_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
7069                               struct bpf_call_arg_meta *meta)
7070 {
7071         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7072         bool is_const = tnum_is_const(reg->var_off);
7073         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
7074         u64 val = reg->var_off.value;
7075
7076         if (!is_const) {
7077                 verbose(env,
7078                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_timer has to be at the constant offset\n",
7079                         regno);
7080                 return -EINVAL;
7081         }
7082         if (!map->btf) {
7083                 verbose(env, "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_timer\n",
7084                         map->name);
7085                 return -EINVAL;
7086         }
7087         if (!btf_record_has_field(map->record, BPF_TIMER)) {
7088                 verbose(env, "map '%s' has no valid bpf_timer\n", map->name);
7089                 return -EINVAL;
7090         }
7091         if (map->record->timer_off != val + reg->off) {
7092                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_timer' that is at %d\n",
7093                         val + reg->off, map->record->timer_off);
7094                 return -EINVAL;
7095         }
7096         if (meta->map_ptr) {
7097                 verbose(env, "verifier bug. Two map pointers in a timer helper\n");
7098                 return -EFAULT;
7099         }
7100         meta->map_uid = reg->map_uid;
7101         meta->map_ptr = map;
7102         return 0;
7103 }
7104
7105 static int process_kptr_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
7106                              struct bpf_call_arg_meta *meta)
7107 {
7108         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7109         struct bpf_map *map_ptr = reg->map_ptr;
7110         struct btf_field *kptr_field;
7111         u32 kptr_off;
7112
7113         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
7114                 verbose(env,
7115                         "R%d doesn't have constant offset. kptr has to be at the constant offset\n",
7116                         regno);
7117                 return -EINVAL;
7118         }
7119         if (!map_ptr->btf) {
7120                 verbose(env, "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_kptr_xchg\n",
7121                         map_ptr->name);
7122                 return -EINVAL;
7123         }
7124         if (!btf_record_has_field(map_ptr->record, BPF_KPTR)) {
7125                 verbose(env, "map '%s' has no valid kptr\n", map_ptr->name);
7126                 return -EINVAL;
7127         }
7128
7129         meta->map_ptr = map_ptr;
7130         kptr_off = reg->off + reg->var_off.value;
7131         kptr_field = btf_record_find(map_ptr->record, kptr_off, BPF_KPTR);
7132         if (!kptr_field) {
7133                 verbose(env, "off=%d doesn't point to kptr\n", kptr_off);
7134                 return -EACCES;
7135         }
7136         if (kptr_field->type != BPF_KPTR_REF) {
7137                 verbose(env, "off=%d kptr isn't referenced kptr\n", kptr_off);
7138                 return -EACCES;
7139         }
7140         meta->kptr_field = kptr_field;
7141         return 0;
7142 }
7143
7144 /* There are two register types representing a bpf_dynptr, one is PTR_TO_STACK
7145  * which points to a stack slot, and the other is CONST_PTR_TO_DYNPTR.
7146  *
7147  * In both cases we deal with the first 8 bytes, but need to mark the next 8
7148  * bytes as STACK_DYNPTR in case of PTR_TO_STACK. In case of
7149  * CONST_PTR_TO_DYNPTR, we are guaranteed to get the beginning of the object.
7150  *
7151  * Mutability of bpf_dynptr is at two levels, one is at the level of struct
7152  * bpf_dynptr itself, i.e. whether the helper is receiving a pointer to struct
7153  * bpf_dynptr or pointer to const struct bpf_dynptr. In the former case, it can
7154  * mutate the view of the dynptr and also possibly destroy it. In the latter
7155  * case, it cannot mutate the bpf_dynptr itself but it can still mutate the
7156  * memory that dynptr points to.
7157  *
7158  * The verifier will keep track both levels of mutation (bpf_dynptr's in
7159  * reg->type and the memory's in reg->dynptr.type), but there is no support for
7160  * readonly dynptr view yet, hence only the first case is tracked and checked.
7161  *
7162  * This is consistent with how C applies the const modifier to a struct object,
7163  * where the pointer itself inside bpf_dynptr becomes const but not what it
7164  * points to.
7165  *
7166  * Helpers which do not mutate the bpf_dynptr set MEM_RDONLY in their argument
7167  * type, and declare it as 'const struct bpf_dynptr *' in their prototype.
7168  */
7169 static int process_dynptr_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno, int insn_idx,
7170                                enum bpf_arg_type arg_type, int clone_ref_obj_id)
7171 {
7172         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7173         int err;
7174
7175         /* MEM_UNINIT and MEM_RDONLY are exclusive, when applied to an
7176          * ARG_PTR_TO_DYNPTR (or ARG_PTR_TO_DYNPTR | DYNPTR_TYPE_*):
7177          */
7178         if ((arg_type & (MEM_UNINIT | MEM_RDONLY)) == (MEM_UNINIT | MEM_RDONLY)) {
7179                 verbose(env, "verifier internal error: misconfigured dynptr helper type flags\n");
7180                 return -EFAULT;
7181         }
7182
7183         /*  MEM_UNINIT - Points to memory that is an appropriate candidate for
7184          *               constructing a mutable bpf_dynptr object.
7185          *
7186          *               Currently, this is only possible with PTR_TO_STACK
7187          *               pointing to a region of at least 16 bytes which doesn't
7188          *               contain an existing bpf_dynptr.
7189          *
7190          *  MEM_RDONLY - Points to a initialized bpf_dynptr that will not be
7191          *               mutated or destroyed. However, the memory it points to
7192          *               may be mutated.
7193          *
7194          *  None       - Points to a initialized dynptr that can be mutated and
7195          *               destroyed, including mutation of the memory it points
7196          *               to.
7197          */
7198         if (arg_type & MEM_UNINIT) {
7199                 int i;
7200
7201                 if (!is_dynptr_reg_valid_uninit(env, reg)) {
7202                         verbose(env, "Dynptr has to be an uninitialized dynptr\n");
7203                         return -EINVAL;
7204                 }
7205
7206                 /* we write BPF_DW bits (8 bytes) at a time */
7207                 for (i = 0; i < BPF_DYNPTR_SIZE; i += 8) {
7208                         err = check_mem_access(env, insn_idx, regno,
7209                                                i, BPF_DW, BPF_WRITE, -1, false);
7210                         if (err)
7211                                 return err;
7212                 }
7213
7214                 err = mark_stack_slots_dynptr(env, reg, arg_type, insn_idx, clone_ref_obj_id);
7215         } else /* MEM_RDONLY and None case from above */ {
7216                 /* For the reg->type == PTR_TO_STACK case, bpf_dynptr is never const */
7217                 if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR && !(arg_type & MEM_RDONLY)) {
7218                         verbose(env, "cannot pass pointer to const bpf_dynptr, the helper mutates it\n");
7219                         return -EINVAL;
7220                 }
7221
7222                 if (!is_dynptr_reg_valid_init(env, reg)) {
7223                         verbose(env,
7224                                 "Expected an initialized dynptr as arg #%d\n",
7225                                 regno);
7226                         return -EINVAL;
7227                 }
7228
7229                 /* Fold modifiers (in this case, MEM_RDONLY) when checking expected type */
7230                 if (!is_dynptr_type_expected(env, reg, arg_type & ~MEM_RDONLY)) {
7231                         verbose(env,
7232                                 "Expected a dynptr of type %s as arg #%d\n",
7233                                 dynptr_type_str(arg_to_dynptr_type(arg_type)), regno);
7234                         return -EINVAL;
7235                 }
7236
7237                 err = mark_dynptr_read(env, reg);
7238         }
7239         return err;
7240 }
7241
7242 static u32 iter_ref_obj_id(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg, int spi)
7243 {
7244         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
7245
7246         return state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id;
7247 }
7248
7249 static bool is_iter_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7250 {
7251         return meta->kfunc_flags & (KF_ITER_NEW | KF_ITER_NEXT | KF_ITER_DESTROY);
7252 }
7253
7254 static bool is_iter_new_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7255 {
7256         return meta->kfunc_flags & KF_ITER_NEW;
7257 }
7258
7259 static bool is_iter_next_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7260 {
7261         return meta->kfunc_flags & KF_ITER_NEXT;
7262 }
7263
7264 static bool is_iter_destroy_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7265 {
7266         return meta->kfunc_flags & KF_ITER_DESTROY;
7267 }
7268
7269 static bool is_kfunc_arg_iter(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta, int arg)
7270 {
7271         /* btf_check_iter_kfuncs() guarantees that first argument of any iter
7272          * kfunc is iter state pointer
7273          */
7274         return arg == 0 && is_iter_kfunc(meta);
7275 }
7276
7277 static int process_iter_arg(struct bpf_verifier_env *env, int regno, int insn_idx,
7278                             struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7279 {
7280         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7281         const struct btf_type *t;
7282         const struct btf_param *arg;
7283         int spi, err, i, nr_slots;
7284         u32 btf_id;
7285
7286         /* btf_check_iter_kfuncs() ensures we don't need to validate anything here */
7287         arg = &btf_params(meta->func_proto)[0];
7288         t = btf_type_skip_modifiers(meta->btf, arg->type, NULL);        /* PTR */
7289         t = btf_type_skip_modifiers(meta->btf, t->type, &btf_id);       /* STRUCT */
7290         nr_slots = t->size / BPF_REG_SIZE;
7291
7292         if (is_iter_new_kfunc(meta)) {
7293                 /* bpf_iter_<type>_new() expects pointer to uninit iter state */
7294                 if (!is_iter_reg_valid_uninit(env, reg, nr_slots)) {
7295                         verbose(env, "expected uninitialized iter_%s as arg #%d\n",
7296                                 iter_type_str(meta->btf, btf_id), regno);
7297                         return -EINVAL;
7298                 }
7299
7300                 for (i = 0; i < nr_slots * 8; i += BPF_REG_SIZE) {
7301                         err = check_mem_access(env, insn_idx, regno,
7302                                                i, BPF_DW, BPF_WRITE, -1, false);
7303                         if (err)
7304                                 return err;
7305                 }
7306
7307                 err = mark_stack_slots_iter(env, reg, insn_idx, meta->btf, btf_id, nr_slots);
7308                 if (err)
7309                         return err;
7310         } else {
7311                 /* iter_next() or iter_destroy() expect initialized iter state*/
7312                 if (!is_iter_reg_valid_init(env, reg, meta->btf, btf_id, nr_slots)) {
7313                         verbose(env, "expected an initialized iter_%s as arg #%d\n",
7314                                 iter_type_str(meta->btf, btf_id), regno);
7315                         return -EINVAL;
7316                 }
7317
7318                 spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
7319                 if (spi < 0)
7320                         return spi;
7321
7322                 err = mark_iter_read(env, reg, spi, nr_slots);
7323                 if (err)
7324                         return err;
7325
7326                 /* remember meta->iter info for process_iter_next_call() */
7327                 meta->iter.spi = spi;
7328                 meta->iter.frameno = reg->frameno;
7329                 meta->ref_obj_id = iter_ref_obj_id(env, reg, spi);
7330
7331                 if (is_iter_destroy_kfunc(meta)) {
7332                         err = unmark_stack_slots_iter(env, reg, nr_slots);
7333                         if (err)
7334                                 return err;
7335                 }
7336         }
7337
7338         return 0;
7339 }
7340
7341 /* process_iter_next_call() is called when verifier gets to iterator's next
7342  * "method" (e.g., bpf_iter_num_next() for numbers iterator) call. We'll refer
7343  * to it as just "iter_next()" in comments below.
7344  *
7345  * BPF verifier relies on a crucial contract for any iter_next()
7346  * implementation: it should *eventually* return NULL, and once that happens
7347  * it should keep returning NULL. That is, once iterator exhausts elements to
7348  * iterate, it should never reset or spuriously return new elements.
7349  *
7350  * With the assumption of such contract, process_iter_next_call() simulates
7351  * a fork in the verifier state to validate loop logic correctness and safety
7352  * without having to simulate infinite amount of iterations.
7353  *
7354  * In current state, we first assume that iter_next() returned NULL and
7355  * iterator state is set to DRAINED (BPF_ITER_STATE_DRAINED). In such
7356  * conditions we should not form an infinite loop and should eventually reach
7357  * exit.
7358  *
7359  * Besides that, we also fork current state and enqueue it for later
7360  * verification. In a forked state we keep iterator state as ACTIVE
7361  * (BPF_ITER_STATE_ACTIVE) and assume non-NULL return from iter_next(). We
7362  * also bump iteration depth to prevent erroneous infinite loop detection
7363  * later on (see iter_active_depths_differ() comment for details). In this
7364  * state we assume that we'll eventually loop back to another iter_next()
7365  * calls (it could be in exactly same location or in some other instruction,
7366  * it doesn't matter, we don't make any unnecessary assumptions about this,
7367  * everything revolves around iterator state in a stack slot, not which
7368  * instruction is calling iter_next()). When that happens, we either will come
7369  * to iter_next() with equivalent state and can conclude that next iteration
7370  * will proceed in exactly the same way as we just verified, so it's safe to
7371  * assume that loop converges. If not, we'll go on another iteration
7372  * simulation with a different input state, until all possible starting states
7373  * are validated or we reach maximum number of instructions limit.
7374  *
7375  * This way, we will either exhaustively discover all possible input states
7376  * that iterator loop can start with and eventually will converge, or we'll
7377  * effectively regress into bounded loop simulation logic and either reach
7378  * maximum number of instructions if loop is not provably convergent, or there
7379  * is some statically known limit on number of iterations (e.g., if there is
7380  * an explicit `if n > 100 then break;` statement somewhere in the loop).
7381  *
7382  * One very subtle but very important aspect is that we *always* simulate NULL
7383  * condition first (as the current state) before we simulate non-NULL case.
7384  * This has to do with intricacies of scalar precision tracking. By simulating
7385  * "exit condition" of iter_next() returning NULL first, we make sure all the
7386  * relevant precision marks *that will be set **after** we exit iterator loop*
7387  * are propagated backwards to common parent state of NULL and non-NULL
7388  * branches. Thanks to that, state equivalence checks done later in forked
7389  * state, when reaching iter_next() for ACTIVE iterator, can assume that
7390  * precision marks are finalized and won't change. Because simulating another
7391  * ACTIVE iterator iteration won't change them (because given same input
7392  * states we'll end up with exactly same output states which we are currently
7393  * comparing; and verification after the loop already propagated back what
7394  * needs to be **additionally** tracked as precise). It's subtle, grok
7395  * precision tracking for more intuitive understanding.
7396  */
7397 static int process_iter_next_call(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx,
7398                                   struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7399 {
7400         struct bpf_verifier_state *cur_st = env->cur_state, *queued_st;
7401         struct bpf_func_state *cur_fr = cur_st->frame[cur_st->curframe], *queued_fr;
7402         struct bpf_reg_state *cur_iter, *queued_iter;
7403         int iter_frameno = meta->iter.frameno;
7404         int iter_spi = meta->iter.spi;
7405
7406         BTF_TYPE_EMIT(struct bpf_iter);
7407
7408         cur_iter = &env->cur_state->frame[iter_frameno]->stack[iter_spi].spilled_ptr;
7409
7410         if (cur_iter->iter.state != BPF_ITER_STATE_ACTIVE &&
7411             cur_iter->iter.state != BPF_ITER_STATE_DRAINED) {
7412                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected iterator state %d (%s)\n",
7413                         cur_iter->iter.state, iter_state_str(cur_iter->iter.state));
7414                 return -EFAULT;
7415         }
7416
7417         if (cur_iter->iter.state == BPF_ITER_STATE_ACTIVE) {
7418                 /* branch out active iter state */
7419                 queued_st = push_stack(env, insn_idx + 1, insn_idx, false);
7420                 if (!queued_st)
7421                         return -ENOMEM;
7422
7423                 queued_iter = &queued_st->frame[iter_frameno]->stack[iter_spi].spilled_ptr;
7424                 queued_iter->iter.state = BPF_ITER_STATE_ACTIVE;
7425                 queued_iter->iter.depth++;
7426
7427                 queued_fr = queued_st->frame[queued_st->curframe];
7428                 mark_ptr_not_null_reg(&queued_fr->regs[BPF_REG_0]);
7429         }
7430
7431         /* switch to DRAINED state, but keep the depth unchanged */
7432         /* mark current iter state as drained and assume returned NULL */
7433         cur_iter->iter.state = BPF_ITER_STATE_DRAINED;
7434         __mark_reg_const_zero(&cur_fr->regs[BPF_REG_0]);
7435
7436         return 0;
7437 }
7438
7439 static bool arg_type_is_mem_size(enum bpf_arg_type type)
7440 {
7441         return type == ARG_CONST_SIZE ||
7442                type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO;
7443 }
7444
7445 static bool arg_type_is_release(enum bpf_arg_type type)
7446 {
7447         return type & OBJ_RELEASE;
7448 }
7449
7450 static bool arg_type_is_dynptr(enum bpf_arg_type type)
7451 {
7452         return base_type(type) == ARG_PTR_TO_DYNPTR;
7453 }
7454
7455 static int int_ptr_type_to_size(enum bpf_arg_type type)
7456 {
7457         if (type == ARG_PTR_TO_INT)
7458                 return sizeof(u32);
7459         else if (type == ARG_PTR_TO_LONG)
7460                 return sizeof(u64);
7461
7462         return -EINVAL;
7463 }
7464
7465 static int resolve_map_arg_type(struct bpf_verifier_env *env,
7466                                  const struct bpf_call_arg_meta *meta,
7467                                  enum bpf_arg_type *arg_type)
7468 {
7469         if (!meta->map_ptr) {
7470                 /* kernel subsystem misconfigured verifier */
7471                 verbose(env, "invalid map_ptr to access map->type\n");
7472                 return -EACCES;
7473         }
7474
7475         switch (meta->map_ptr->map_type) {
7476         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
7477         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
7478                 if (*arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
7479                         *arg_type = ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON;
7480                 } else {
7481                         verbose(env, "invalid arg_type for sockmap/sockhash\n");
7482                         return -EINVAL;
7483                 }
7484                 break;
7485         case BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER:
7486                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_map_peek_elem)
7487                         *arg_type = ARG_PTR_TO_MAP_VALUE;
7488                 break;
7489         default:
7490                 break;
7491         }
7492         return 0;
7493 }
7494
7495 struct bpf_reg_types {
7496         const enum bpf_reg_type types[10];
7497         u32 *btf_id;
7498 };
7499
7500 static const struct bpf_reg_types sock_types = {
7501         .types = {
7502                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
7503                 PTR_TO_SOCKET,
7504                 PTR_TO_TCP_SOCK,
7505                 PTR_TO_XDP_SOCK,
7506         },
7507 };
7508
7509 #ifdef CONFIG_NET
7510 static const struct bpf_reg_types btf_id_sock_common_types = {
7511         .types = {
7512                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
7513                 PTR_TO_SOCKET,
7514                 PTR_TO_TCP_SOCK,
7515                 PTR_TO_XDP_SOCK,
7516                 PTR_TO_BTF_ID,
7517                 PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED,
7518         },
7519         .btf_id = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK_COMMON],
7520 };
7521 #endif
7522
7523 static const struct bpf_reg_types mem_types = {
7524         .types = {
7525                 PTR_TO_STACK,
7526                 PTR_TO_PACKET,
7527                 PTR_TO_PACKET_META,
7528                 PTR_TO_MAP_KEY,
7529                 PTR_TO_MAP_VALUE,
7530                 PTR_TO_MEM,
7531                 PTR_TO_MEM | MEM_RINGBUF,
7532                 PTR_TO_BUF,
7533                 PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED,
7534         },
7535 };
7536
7537 static const struct bpf_reg_types int_ptr_types = {
7538         .types = {
7539                 PTR_TO_STACK,
7540                 PTR_TO_PACKET,
7541                 PTR_TO_PACKET_META,
7542                 PTR_TO_MAP_KEY,
7543                 PTR_TO_MAP_VALUE,
7544         },
7545 };
7546
7547 static const struct bpf_reg_types spin_lock_types = {
7548         .types = {
7549                 PTR_TO_MAP_VALUE,
7550                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC,
7551         }
7552 };
7553
7554 static const struct bpf_reg_types fullsock_types = { .types = { PTR_TO_SOCKET } };
7555 static const struct bpf_reg_types scalar_types = { .types = { SCALAR_VALUE } };
7556 static const struct bpf_reg_types context_types = { .types = { PTR_TO_CTX } };
7557 static const struct bpf_reg_types ringbuf_mem_types = { .types = { PTR_TO_MEM | MEM_RINGBUF } };
7558 static const struct bpf_reg_types const_map_ptr_types = { .types = { CONST_PTR_TO_MAP } };
7559 static const struct bpf_reg_types btf_ptr_types = {
7560         .types = {
7561                 PTR_TO_BTF_ID,
7562                 PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED,
7563                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_RCU,
7564         },
7565 };
7566 static const struct bpf_reg_types percpu_btf_ptr_types = {
7567         .types = {
7568                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU,
7569                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU | PTR_TRUSTED,
7570         }
7571 };
7572 static const struct bpf_reg_types func_ptr_types = { .types = { PTR_TO_FUNC } };
7573 static const struct bpf_reg_types stack_ptr_types = { .types = { PTR_TO_STACK } };
7574 static const struct bpf_reg_types const_str_ptr_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
7575 static const struct bpf_reg_types timer_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
7576 static const struct bpf_reg_types kptr_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
7577 static const struct bpf_reg_types dynptr_types = {
7578         .types = {
7579                 PTR_TO_STACK,
7580                 CONST_PTR_TO_DYNPTR,
7581         }
7582 };
7583
7584 static const struct bpf_reg_types *compatible_reg_types[__BPF_ARG_TYPE_MAX] = {
7585         [ARG_PTR_TO_MAP_KEY]            = &mem_types,
7586         [ARG_PTR_TO_MAP_VALUE]          = &mem_types,
7587         [ARG_CONST_SIZE]                = &scalar_types,
7588         [ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO]        = &scalar_types,
7589         [ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO]  = &scalar_types,
7590         [ARG_CONST_MAP_PTR]             = &const_map_ptr_types,
7591         [ARG_PTR_TO_CTX]                = &context_types,
7592         [ARG_PTR_TO_SOCK_COMMON]        = &sock_types,
7593 #ifdef CONFIG_NET
7594         [ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON] = &btf_id_sock_common_types,
7595 #endif
7596         [ARG_PTR_TO_SOCKET]             = &fullsock_types,
7597         [ARG_PTR_TO_BTF_ID]             = &btf_ptr_types,
7598         [ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK]          = &spin_lock_types,
7599         [ARG_PTR_TO_MEM]                = &mem_types,
7600         [ARG_PTR_TO_RINGBUF_MEM]        = &ringbuf_mem_types,
7601         [ARG_PTR_TO_INT]                = &int_ptr_types,
7602         [ARG_PTR_TO_LONG]               = &int_ptr_types,
7603         [ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID]      = &percpu_btf_ptr_types,
7604         [ARG_PTR_TO_FUNC]               = &func_ptr_types,
7605         [ARG_PTR_TO_STACK]              = &stack_ptr_types,
7606         [ARG_PTR_TO_CONST_STR]          = &const_str_ptr_types,
7607         [ARG_PTR_TO_TIMER]              = &timer_types,
7608         [ARG_PTR_TO_KPTR]               = &kptr_types,
7609         [ARG_PTR_TO_DYNPTR]             = &dynptr_types,
7610 };
7611
7612 static int check_reg_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
7613                           enum bpf_arg_type arg_type,
7614                           const u32 *arg_btf_id,
7615                           struct bpf_call_arg_meta *meta)
7616 {
7617         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7618         enum bpf_reg_type expected, type = reg->type;
7619         const struct bpf_reg_types *compatible;
7620         int i, j;
7621
7622         compatible = compatible_reg_types[base_type(arg_type)];
7623         if (!compatible) {
7624                 verbose(env, "verifier internal error: unsupported arg type %d\n", arg_type);
7625                 return -EFAULT;
7626         }
7627
7628         /* ARG_PTR_TO_MEM + RDONLY is compatible with PTR_TO_MEM and PTR_TO_MEM + RDONLY,
7629          * but ARG_PTR_TO_MEM is compatible only with PTR_TO_MEM and NOT with PTR_TO_MEM + RDONLY
7630          *
7631          * Same for MAYBE_NULL:
7632          *
7633          * ARG_PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL is compatible with PTR_TO_MEM and PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL,
7634          * but ARG_PTR_TO_MEM is compatible only with PTR_TO_MEM but NOT with PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL
7635          *
7636          * ARG_PTR_TO_MEM is compatible with PTR_TO_MEM that is tagged with a dynptr type.
7637          *
7638          * Therefore we fold these flags depending on the arg_type before comparison.
7639          */
7640         if (arg_type & MEM_RDONLY)
7641                 type &= ~MEM_RDONLY;
7642         if (arg_type & PTR_MAYBE_NULL)
7643                 type &= ~PTR_MAYBE_NULL;
7644         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_MEM)
7645                 type &= ~DYNPTR_TYPE_FLAG_MASK;
7646
7647         if (meta->func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg && type_is_alloc(type))
7648                 type &= ~MEM_ALLOC;
7649
7650         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(compatible->types); i++) {
7651                 expected = compatible->types[i];
7652                 if (expected == NOT_INIT)
7653                         break;
7654
7655                 if (type == expected)
7656                         goto found;
7657         }
7658
7659         verbose(env, "R%d type=%s expected=", regno, reg_type_str(env, reg->type));
7660         for (j = 0; j + 1 < i; j++)
7661                 verbose(env, "%s, ", reg_type_str(env, compatible->types[j]));
7662         verbose(env, "%s\n", reg_type_str(env, compatible->types[j]));
7663         return -EACCES;
7664
7665 found:
7666         if (base_type(reg->type) != PTR_TO_BTF_ID)
7667                 return 0;
7668
7669         if (compatible == &mem_types) {
7670                 if (!(arg_type & MEM_RDONLY)) {
7671                         verbose(env,
7672                                 "%s() may write into memory pointed by R%d type=%s\n",
7673                                 func_id_name(meta->func_id),
7674                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
7675                         return -EACCES;
7676                 }
7677                 return 0;
7678         }
7679
7680         switch ((int)reg->type) {
7681         case PTR_TO_BTF_ID:
7682         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED:
7683         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_RCU:
7684         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_MAYBE_NULL:
7685         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_MAYBE_NULL | MEM_RCU:
7686         {
7687                 /* For bpf_sk_release, it needs to match against first member
7688                  * 'struct sock_common', hence make an exception for it. This
7689                  * allows bpf_sk_release to work for multiple socket types.
7690                  */
7691                 bool strict_type_match = arg_type_is_release(arg_type) &&
7692                                          meta->func_id != BPF_FUNC_sk_release;
7693
7694                 if (type_may_be_null(reg->type) &&
7695                     (!type_may_be_null(arg_type) || arg_type_is_release(arg_type))) {
7696                         verbose(env, "Possibly NULL pointer passed to helper arg%d\n", regno);
7697                         return -EACCES;
7698                 }
7699
7700                 if (!arg_btf_id) {
7701                         if (!compatible->btf_id) {
7702                                 verbose(env, "verifier internal error: missing arg compatible BTF ID\n");
7703                                 return -EFAULT;
7704                         }
7705                         arg_btf_id = compatible->btf_id;
7706                 }
7707
7708                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg) {
7709                         if (map_kptr_match_type(env, meta->kptr_field, reg, regno))
7710                                 return -EACCES;
7711                 } else {
7712                         if (arg_btf_id == BPF_PTR_POISON) {
7713                                 verbose(env, "verifier internal error:");
7714                                 verbose(env, "R%d has non-overwritten BPF_PTR_POISON type\n",
7715                                         regno);
7716                                 return -EACCES;
7717                         }
7718
7719                         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, reg->off,
7720                                                   btf_vmlinux, *arg_btf_id,
7721                                                   strict_type_match)) {
7722                                 verbose(env, "R%d is of type %s but %s is expected\n",
7723                                         regno, btf_type_name(reg->btf, reg->btf_id),
7724                                         btf_type_name(btf_vmlinux, *arg_btf_id));
7725                                 return -EACCES;
7726                         }
7727                 }
7728                 break;
7729         }
7730         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC:
7731                 if (meta->func_id != BPF_FUNC_spin_lock && meta->func_id != BPF_FUNC_spin_unlock &&
7732                     meta->func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg) {
7733                         verbose(env, "verifier internal error: unimplemented handling of MEM_ALLOC\n");
7734                         return -EFAULT;
7735                 }
7736                 /* Handled by helper specific checks */
7737                 break;
7738         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU:
7739         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU | PTR_TRUSTED:
7740                 /* Handled by helper specific checks */
7741                 break;
7742         default:
7743                 verbose(env, "verifier internal error: invalid PTR_TO_BTF_ID register for type match\n");
7744                 return -EFAULT;
7745         }
7746         return 0;
7747 }
7748
7749 static struct btf_field *
7750 reg_find_field_offset(const struct bpf_reg_state *reg, s32 off, u32 fields)
7751 {
7752         struct btf_field *field;
7753         struct btf_record *rec;
7754
7755         rec = reg_btf_record(reg);
7756         if (!rec)
7757                 return NULL;
7758
7759         field = btf_record_find(rec, off, fields);
7760         if (!field)
7761                 return NULL;
7762
7763         return field;
7764 }
7765
7766 int check_func_arg_reg_off(struct bpf_verifier_env *env,
7767                            const struct bpf_reg_state *reg, int regno,
7768                            enum bpf_arg_type arg_type)
7769 {
7770         u32 type = reg->type;
7771
7772         /* When referenced register is passed to release function, its fixed
7773          * offset must be 0.
7774          *
7775          * We will check arg_type_is_release reg has ref_obj_id when storing
7776          * meta->release_regno.
7777          */
7778         if (arg_type_is_release(arg_type)) {
7779                 /* ARG_PTR_TO_DYNPTR with OBJ_RELEASE is a bit special, as it
7780                  * may not directly point to the object being released, but to
7781                  * dynptr pointing to such object, which might be at some offset
7782                  * on the stack. In that case, we simply to fallback to the
7783                  * default handling.
7784                  */
7785                 if (arg_type_is_dynptr(arg_type) && type == PTR_TO_STACK)
7786                         return 0;
7787
7788                 if ((type_is_ptr_alloc_obj(type) || type_is_non_owning_ref(type)) && reg->off) {
7789                         if (reg_find_field_offset(reg, reg->off, BPF_GRAPH_NODE_OR_ROOT))
7790                                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, true);
7791
7792                         verbose(env, "R%d must have zero offset when passed to release func\n",
7793                                 regno);
7794                         verbose(env, "No graph node or root found at R%d type:%s off:%d\n", regno,
7795                                 btf_type_name(reg->btf, reg->btf_id), reg->off);
7796                         return -EINVAL;
7797                 }
7798
7799                 /* Doing check_ptr_off_reg check for the offset will catch this
7800                  * because fixed_off_ok is false, but checking here allows us
7801                  * to give the user a better error message.
7802                  */
7803                 if (reg->off) {
7804                         verbose(env, "R%d must have zero offset when passed to release func or trusted arg to kfunc\n",
7805                                 regno);
7806                         return -EINVAL;
7807                 }
7808                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
7809         }
7810
7811         switch (type) {
7812         /* Pointer types where both fixed and variable offset is explicitly allowed: */
7813         case PTR_TO_STACK:
7814         case PTR_TO_PACKET:
7815         case PTR_TO_PACKET_META:
7816         case PTR_TO_MAP_KEY:
7817         case PTR_TO_MAP_VALUE:
7818         case PTR_TO_MEM:
7819         case PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY:
7820         case PTR_TO_MEM | MEM_RINGBUF:
7821         case PTR_TO_BUF:
7822         case PTR_TO_BUF | MEM_RDONLY:
7823         case SCALAR_VALUE:
7824                 return 0;
7825         /* All the rest must be rejected, except PTR_TO_BTF_ID which allows
7826          * fixed offset.
7827          */
7828         case PTR_TO_BTF_ID:
7829         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC:
7830         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED:
7831         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_RCU:
7832         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | NON_OWN_REF:
7833                 /* When referenced PTR_TO_BTF_ID is passed to release function,
7834                  * its fixed offset must be 0. In the other cases, fixed offset
7835                  * can be non-zero. This was already checked above. So pass
7836                  * fixed_off_ok as true to allow fixed offset for all other
7837                  * cases. var_off always must be 0 for PTR_TO_BTF_ID, hence we
7838                  * still need to do checks instead of returning.
7839                  */
7840                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, true);
7841         default:
7842                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
7843         }
7844 }
7845
7846 static struct bpf_reg_state *get_dynptr_arg_reg(struct bpf_verifier_env *env,
7847                                                 const struct bpf_func_proto *fn,
7848                                                 struct bpf_reg_state *regs)
7849 {
7850         struct bpf_reg_state *state = NULL;
7851         int i;
7852
7853         for (i = 0; i < MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS; i++)
7854                 if (arg_type_is_dynptr(fn->arg_type[i])) {
7855                         if (state) {
7856                                 verbose(env, "verifier internal error: multiple dynptr args\n");
7857                                 return NULL;
7858                         }
7859                         state = &regs[BPF_REG_1 + i];
7860                 }
7861
7862         if (!state)
7863                 verbose(env, "verifier internal error: no dynptr arg found\n");
7864
7865         return state;
7866 }
7867
7868 static int dynptr_id(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
7869 {
7870         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
7871         int spi;
7872
7873         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
7874                 return reg->id;
7875         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
7876         if (spi < 0)
7877                 return spi;
7878         return state->stack[spi].spilled_ptr.id;
7879 }
7880
7881 static int dynptr_ref_obj_id(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
7882 {
7883         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
7884         int spi;
7885
7886         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
7887                 return reg->ref_obj_id;
7888         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
7889         if (spi < 0)
7890                 return spi;
7891         return state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id;
7892 }
7893
7894 static enum bpf_dynptr_type dynptr_get_type(struct bpf_verifier_env *env,
7895                                             struct bpf_reg_state *reg)
7896 {
7897         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
7898         int spi;
7899
7900         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
7901                 return reg->dynptr.type;
7902
7903         spi = __get_spi(reg->off);
7904         if (spi < 0) {
7905                 verbose(env, "verifier internal error: invalid spi when querying dynptr type\n");
7906                 return BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID;
7907         }
7908
7909         return state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type;
7910 }
7911
7912 static int check_func_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 arg,
7913                           struct bpf_call_arg_meta *meta,
7914                           const struct bpf_func_proto *fn,
7915                           int insn_idx)
7916 {
7917         u32 regno = BPF_REG_1 + arg;
7918         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7919         enum bpf_arg_type arg_type = fn->arg_type[arg];
7920         enum bpf_reg_type type = reg->type;
7921         u32 *arg_btf_id = NULL;
7922         int err = 0;
7923
7924         if (arg_type == ARG_DONTCARE)
7925                 return 0;
7926
7927         err = check_reg_arg(env, regno, SRC_OP);
7928         if (err)
7929                 return err;
7930
7931         if (arg_type == ARG_ANYTHING) {
7932                 if (is_pointer_value(env, regno)) {
7933                         verbose(env, "R%d leaks addr into helper function\n",
7934                                 regno);
7935                         return -EACCES;
7936                 }
7937                 return 0;
7938         }
7939
7940         if (type_is_pkt_pointer(type) &&
7941             !may_access_direct_pkt_data(env, meta, BPF_READ)) {
7942                 verbose(env, "helper access to the packet is not allowed\n");
7943                 return -EACCES;
7944         }
7945
7946         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
7947                 err = resolve_map_arg_type(env, meta, &arg_type);
7948                 if (err)
7949                         return err;
7950         }
7951
7952         if (register_is_null(reg) && type_may_be_null(arg_type))
7953                 /* A NULL register has a SCALAR_VALUE type, so skip
7954                  * type checking.
7955                  */
7956                 goto skip_type_check;
7957
7958         /* arg_btf_id and arg_size are in a union. */
7959         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_BTF_ID ||
7960             base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK)
7961                 arg_btf_id = fn->arg_btf_id[arg];
7962
7963         err = check_reg_type(env, regno, arg_type, arg_btf_id, meta);
7964         if (err)
7965                 return err;
7966
7967         err = check_func_arg_reg_off(env, reg, regno, arg_type);
7968         if (err)
7969                 return err;
7970
7971 skip_type_check:
7972         if (arg_type_is_release(arg_type)) {
7973                 if (arg_type_is_dynptr(arg_type)) {
7974                         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
7975                         int spi;
7976
7977                         /* Only dynptr created on stack can be released, thus
7978                          * the get_spi and stack state checks for spilled_ptr
7979                          * should only be done before process_dynptr_func for
7980                          * PTR_TO_STACK.
7981                          */
7982                         if (reg->type == PTR_TO_STACK) {
7983                                 spi = dynptr_get_spi(env, reg);
7984                                 if (spi < 0 || !state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id) {
7985                                         verbose(env, "arg %d is an unacquired reference\n", regno);
7986                                         return -EINVAL;
7987                                 }
7988                         } else {
7989                                 verbose(env, "cannot release unowned const bpf_dynptr\n");
7990                                 return -EINVAL;
7991                         }
7992                 } else if (!reg->ref_obj_id && !register_is_null(reg)) {
7993                         verbose(env, "R%d must be referenced when passed to release function\n",
7994                                 regno);
7995                         return -EINVAL;
7996                 }
7997                 if (meta->release_regno) {
7998                         verbose(env, "verifier internal error: more than one release argument\n");
7999                         return -EFAULT;
8000                 }
8001                 meta->release_regno = regno;
8002         }
8003
8004         if (reg->ref_obj_id) {
8005                 if (meta->ref_obj_id) {
8006                         verbose(env, "verifier internal error: more than one arg with ref_obj_id R%d %u %u\n",
8007                                 regno, reg->ref_obj_id,
8008                                 meta->ref_obj_id);
8009                         return -EFAULT;
8010                 }
8011                 meta->ref_obj_id = reg->ref_obj_id;
8012         }
8013
8014         switch (base_type(arg_type)) {
8015         case ARG_CONST_MAP_PTR:
8016                 /* bpf_map_xxx(map_ptr) call: remember that map_ptr */
8017                 if (meta->map_ptr) {
8018                         /* Use map_uid (which is unique id of inner map) to reject:
8019                          * inner_map1 = bpf_map_lookup_elem(outer_map, key1)
8020                          * inner_map2 = bpf_map_lookup_elem(outer_map, key2)
8021                          * if (inner_map1 && inner_map2) {
8022                          *     timer = bpf_map_lookup_elem(inner_map1);
8023                          *     if (timer)
8024                          *         // mismatch would have been allowed
8025                          *         bpf_timer_init(timer, inner_map2);
8026                          * }
8027                          *
8028                          * Comparing map_ptr is enough to distinguish normal and outer maps.
8029                          */
8030                         if (meta->map_ptr != reg->map_ptr ||
8031                             meta->map_uid != reg->map_uid) {
8032                                 verbose(env,
8033                                         "timer pointer in R1 map_uid=%d doesn't match map pointer in R2 map_uid=%d\n",
8034                                         meta->map_uid, reg->map_uid);
8035                                 return -EINVAL;
8036                         }
8037                 }
8038                 meta->map_ptr = reg->map_ptr;
8039                 meta->map_uid = reg->map_uid;
8040                 break;
8041         case ARG_PTR_TO_MAP_KEY:
8042                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., key) call:
8043                  * check that [key, key + map->key_size) are within
8044                  * stack limits and initialized
8045                  */
8046                 if (!meta->map_ptr) {
8047                         /* in function declaration map_ptr must come before
8048                          * map_key, so that it's verified and known before
8049                          * we have to check map_key here. Otherwise it means
8050                          * that kernel subsystem misconfigured verifier
8051                          */
8052                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->key\n");
8053                         return -EACCES;
8054                 }
8055                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
8056                                               meta->map_ptr->key_size, false,
8057                                               NULL);
8058                 break;
8059         case ARG_PTR_TO_MAP_VALUE:
8060                 if (type_may_be_null(arg_type) && register_is_null(reg))
8061                         return 0;
8062
8063                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., value) call:
8064                  * check [value, value + map->value_size) validity
8065                  */
8066                 if (!meta->map_ptr) {
8067                         /* kernel subsystem misconfigured verifier */
8068                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->value\n");
8069                         return -EACCES;
8070                 }
8071                 meta->raw_mode = arg_type & MEM_UNINIT;
8072                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
8073                                               meta->map_ptr->value_size, false,
8074                                               meta);
8075                 break;
8076         case ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID:
8077                 if (!reg->btf_id) {
8078                         verbose(env, "Helper has invalid btf_id in R%d\n", regno);
8079                         return -EACCES;
8080                 }
8081                 meta->ret_btf = reg->btf;
8082                 meta->ret_btf_id = reg->btf_id;
8083                 break;
8084         case ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK:
8085                 if (in_rbtree_lock_required_cb(env)) {
8086                         verbose(env, "can't spin_{lock,unlock} in rbtree cb\n");
8087                         return -EACCES;
8088                 }
8089                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_lock) {
8090                         err = process_spin_lock(env, regno, true);
8091                         if (err)
8092                                 return err;
8093                 } else if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_unlock) {
8094                         err = process_spin_lock(env, regno, false);
8095                         if (err)
8096                                 return err;
8097                 } else {
8098                         verbose(env, "verifier internal error\n");
8099                         return -EFAULT;
8100                 }
8101                 break;
8102         case ARG_PTR_TO_TIMER:
8103                 err = process_timer_func(env, regno, meta);
8104                 if (err)
8105                         return err;
8106                 break;
8107         case ARG_PTR_TO_FUNC:
8108                 meta->subprogno = reg->subprogno;
8109                 break;
8110         case ARG_PTR_TO_MEM:
8111                 /* The access to this pointer is only checked when we hit the
8112                  * next is_mem_size argument below.
8113                  */
8114                 meta->raw_mode = arg_type & MEM_UNINIT;
8115                 if (arg_type & MEM_FIXED_SIZE) {
8116                         err = check_helper_mem_access(env, regno,
8117                                                       fn->arg_size[arg], false,
8118                                                       meta);
8119                 }
8120                 break;
8121         case ARG_CONST_SIZE:
8122                 err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, false, meta);
8123                 break;
8124         case ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO:
8125                 err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, meta);
8126                 break;
8127         case ARG_PTR_TO_DYNPTR:
8128                 err = process_dynptr_func(env, regno, insn_idx, arg_type, 0);
8129                 if (err)
8130                         return err;
8131                 break;
8132         case ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO:
8133                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
8134                         verbose(env, "R%d is not a known constant'\n",
8135                                 regno);
8136                         return -EACCES;
8137                 }
8138                 meta->mem_size = reg->var_off.value;
8139                 err = mark_chain_precision(env, regno);
8140                 if (err)
8141                         return err;
8142                 break;
8143         case ARG_PTR_TO_INT:
8144         case ARG_PTR_TO_LONG:
8145         {
8146                 int size = int_ptr_type_to_size(arg_type);
8147
8148                 err = check_helper_mem_access(env, regno, size, false, meta);
8149                 if (err)
8150                         return err;
8151                 err = check_ptr_alignment(env, reg, 0, size, true);
8152                 break;
8153         }
8154         case ARG_PTR_TO_CONST_STR:
8155         {
8156                 struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
8157                 int map_off;
8158                 u64 map_addr;
8159                 char *str_ptr;
8160
8161                 if (!bpf_map_is_rdonly(map)) {
8162                         verbose(env, "R%d does not point to a readonly map'\n", regno);
8163                         return -EACCES;
8164                 }
8165
8166                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
8167                         verbose(env, "R%d is not a constant address'\n", regno);
8168                         return -EACCES;
8169                 }
8170
8171                 if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
8172                         verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
8173                         return -EACCES;
8174                 }
8175
8176                 err = check_map_access(env, regno, reg->off,
8177                                        map->value_size - reg->off, false,
8178                                        ACCESS_HELPER);
8179                 if (err)
8180                         return err;
8181
8182                 map_off = reg->off + reg->var_off.value;
8183                 err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &map_addr, map_off);
8184                 if (err) {
8185                         verbose(env, "direct value access on string failed\n");
8186                         return err;
8187                 }
8188
8189                 str_ptr = (char *)(long)(map_addr);
8190                 if (!strnchr(str_ptr + map_off, map->value_size - map_off, 0)) {
8191                         verbose(env, "string is not zero-terminated\n");
8192                         return -EINVAL;
8193                 }
8194                 break;
8195         }
8196         case ARG_PTR_TO_KPTR:
8197                 err = process_kptr_func(env, regno, meta);
8198                 if (err)
8199                         return err;
8200                 break;
8201         }
8202
8203         return err;
8204 }
8205
8206 static bool may_update_sockmap(struct bpf_verifier_env *env, int func_id)
8207 {
8208         enum bpf_attach_type eatype = env->prog->expected_attach_type;
8209         enum bpf_prog_type type = resolve_prog_type(env->prog);
8210
8211         if (func_id != BPF_FUNC_map_update_elem)
8212                 return false;
8213
8214         /* It's not possible to get access to a locked struct sock in these
8215          * contexts, so updating is safe.
8216          */
8217         switch (type) {
8218         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
8219                 if (eatype == BPF_TRACE_ITER)
8220                         return true;
8221                 break;
8222         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
8223         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
8224         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
8225         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
8226         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
8227         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
8228         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
8229                 return true;
8230         default:
8231                 break;
8232         }
8233
8234         verbose(env, "cannot update sockmap in this context\n");
8235         return false;
8236 }
8237
8238 static bool allow_tail_call_in_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
8239 {
8240         return env->prog->jit_requested &&
8241                bpf_jit_supports_subprog_tailcalls();
8242 }
8243
8244 static int check_map_func_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
8245                                         struct bpf_map *map, int func_id)
8246 {
8247         if (!map)
8248                 return 0;
8249
8250         /* We need a two way check, first is from map perspective ... */
8251         switch (map->map_type) {
8252         case BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY:
8253                 if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
8254                         goto error;
8255                 break;
8256         case BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY:
8257                 if (func_id != BPF_FUNC_perf_event_read &&
8258                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_output &&
8259                     func_id != BPF_FUNC_skb_output &&
8260                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_read_value &&
8261                     func_id != BPF_FUNC_xdp_output)
8262                         goto error;
8263                 break;
8264         case BPF_MAP_TYPE_RINGBUF:
8265                 if (func_id != BPF_FUNC_ringbuf_output &&
8266                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_reserve &&
8267                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_query &&
8268                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_reserve_dynptr &&
8269                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_submit_dynptr &&
8270                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_discard_dynptr)
8271                         goto error;
8272                 break;
8273         case BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF:
8274                 if (func_id != BPF_FUNC_user_ringbuf_drain)
8275                         goto error;
8276                 break;
8277         case BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE:
8278                 if (func_id != BPF_FUNC_get_stackid)
8279                         goto error;
8280                 break;
8281         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY:
8282                 if (func_id != BPF_FUNC_skb_under_cgroup &&
8283                     func_id != BPF_FUNC_current_task_under_cgroup)
8284                         goto error;
8285                 break;
8286         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE:
8287         case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE:
8288                 if (func_id != BPF_FUNC_get_local_storage)
8289                         goto error;
8290                 break;
8291         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP:
8292         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH:
8293                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
8294                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
8295                         goto error;
8296                 break;
8297         /* Restrict bpf side of cpumap and xskmap, open when use-cases
8298          * appear.
8299          */
8300         case BPF_MAP_TYPE_CPUMAP:
8301                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map)
8302                         goto error;
8303                 break;
8304         case BPF_MAP_TYPE_XSKMAP:
8305                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
8306                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
8307                         goto error;
8308                 break;
8309         case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
8310         case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
8311                 if (func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
8312                         goto error;
8313                 break;
8314         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
8315                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_map &&
8316                     func_id != BPF_FUNC_sock_map_update &&
8317                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
8318                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_map &&
8319                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
8320                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
8321                     !may_update_sockmap(env, func_id))
8322                         goto error;
8323                 break;
8324         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
8325                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_hash &&
8326                     func_id != BPF_FUNC_sock_hash_update &&
8327                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
8328                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_hash &&
8329                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
8330                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
8331                     !may_update_sockmap(env, func_id))
8332                         goto error;
8333                 break;
8334         case BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY:
8335                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport)
8336                         goto error;
8337                 break;
8338         case BPF_MAP_TYPE_QUEUE:
8339         case BPF_MAP_TYPE_STACK:
8340                 if (func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
8341                     func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
8342                     func_id != BPF_FUNC_map_push_elem)
8343                         goto error;
8344                 break;
8345         case BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE:
8346                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_storage_get &&
8347                     func_id != BPF_FUNC_sk_storage_delete &&
8348                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
8349                         goto error;
8350                 break;
8351         case BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE:
8352                 if (func_id != BPF_FUNC_inode_storage_get &&
8353                     func_id != BPF_FUNC_inode_storage_delete &&
8354                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
8355                         goto error;
8356                 break;
8357         case BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE:
8358                 if (func_id != BPF_FUNC_task_storage_get &&
8359                     func_id != BPF_FUNC_task_storage_delete &&
8360                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
8361                         goto error;
8362                 break;
8363         case BPF_MAP_TYPE_CGRP_STORAGE:
8364                 if (func_id != BPF_FUNC_cgrp_storage_get &&
8365                     func_id != BPF_FUNC_cgrp_storage_delete &&
8366                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
8367                         goto error;
8368                 break;
8369         case BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER:
8370                 if (func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
8371                     func_id != BPF_FUNC_map_push_elem)
8372                         goto error;
8373                 break;
8374         default:
8375                 break;
8376         }
8377
8378         /* ... and second from the function itself. */
8379         switch (func_id) {
8380         case BPF_FUNC_tail_call:
8381                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY)
8382                         goto error;
8383                 if (env->subprog_cnt > 1 && !allow_tail_call_in_subprogs(env)) {
8384                         verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
8385                         return -EINVAL;
8386                 }
8387                 break;
8388         case BPF_FUNC_perf_event_read:
8389         case BPF_FUNC_perf_event_output:
8390         case BPF_FUNC_perf_event_read_value:
8391         case BPF_FUNC_skb_output:
8392         case BPF_FUNC_xdp_output:
8393                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY)
8394                         goto error;
8395                 break;
8396         case BPF_FUNC_ringbuf_output:
8397         case BPF_FUNC_ringbuf_reserve:
8398         case BPF_FUNC_ringbuf_query:
8399         case BPF_FUNC_ringbuf_reserve_dynptr:
8400         case BPF_FUNC_ringbuf_submit_dynptr:
8401         case BPF_FUNC_ringbuf_discard_dynptr:
8402                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_RINGBUF)
8403                         goto error;
8404                 break;
8405         case BPF_FUNC_user_ringbuf_drain:
8406                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF)
8407                         goto error;
8408                 break;
8409         case BPF_FUNC_get_stackid:
8410                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE)
8411                         goto error;
8412                 break;
8413         case BPF_FUNC_current_task_under_cgroup:
8414         case BPF_FUNC_skb_under_cgroup:
8415                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY)
8416                         goto error;
8417                 break;
8418         case BPF_FUNC_redirect_map:
8419                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP &&
8420                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH &&
8421                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CPUMAP &&
8422                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_XSKMAP)
8423                         goto error;
8424                 break;
8425         case BPF_FUNC_sk_redirect_map:
8426         case BPF_FUNC_msg_redirect_map:
8427         case BPF_FUNC_sock_map_update:
8428                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP)
8429                         goto error;
8430                 break;
8431         case BPF_FUNC_sk_redirect_hash:
8432         case BPF_FUNC_msg_redirect_hash:
8433         case BPF_FUNC_sock_hash_update:
8434                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
8435                         goto error;
8436                 break;
8437         case BPF_FUNC_get_local_storage:
8438                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE &&
8439                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE)
8440                         goto error;
8441                 break;
8442         case BPF_FUNC_sk_select_reuseport:
8443                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY &&
8444                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP &&
8445                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
8446                         goto error;
8447                 break;
8448         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
8449                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_QUEUE &&
8450                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK)
8451                         goto error;
8452                 break;
8453         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
8454         case BPF_FUNC_map_push_elem:
8455                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_QUEUE &&
8456                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK &&
8457                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER)
8458                         goto error;
8459                 break;
8460         case BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem:
8461                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY &&
8462                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH &&
8463                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH)
8464                         goto error;
8465                 break;
8466         case BPF_FUNC_sk_storage_get:
8467         case BPF_FUNC_sk_storage_delete:
8468                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE)
8469                         goto error;
8470                 break;
8471         case BPF_FUNC_inode_storage_get:
8472         case BPF_FUNC_inode_storage_delete:
8473                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE)
8474                         goto error;
8475                 break;
8476         case BPF_FUNC_task_storage_get:
8477         case BPF_FUNC_task_storage_delete:
8478                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE)
8479                         goto error;
8480                 break;
8481         case BPF_FUNC_cgrp_storage_get:
8482         case BPF_FUNC_cgrp_storage_delete:
8483                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGRP_STORAGE)
8484                         goto error;
8485                 break;
8486         default:
8487                 break;
8488         }
8489
8490         return 0;
8491 error:
8492         verbose(env, "cannot pass map_type %d into func %s#%d\n",
8493                 map->map_type, func_id_name(func_id), func_id);
8494         return -EINVAL;
8495 }
8496
8497 static bool check_raw_mode_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
8498 {
8499         int count = 0;
8500
8501         if (fn->arg1_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
8502                 count++;
8503         if (fn->arg2_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
8504                 count++;
8505         if (fn->arg3_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
8506                 count++;
8507         if (fn->arg4_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
8508                 count++;
8509         if (fn->arg5_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
8510                 count++;
8511
8512         /* We only support one arg being in raw mode at the moment,
8513          * which is sufficient for the helper functions we have
8514          * right now.
8515          */
8516         return count <= 1;
8517 }
8518
8519 static bool check_args_pair_invalid(const struct bpf_func_proto *fn, int arg)
8520 {
8521         bool is_fixed = fn->arg_type[arg] & MEM_FIXED_SIZE;
8522         bool has_size = fn->arg_size[arg] != 0;
8523         bool is_next_size = false;
8524
8525         if (arg + 1 < ARRAY_SIZE(fn->arg_type))
8526                 is_next_size = arg_type_is_mem_size(fn->arg_type[arg + 1]);
8527
8528         if (base_type(fn->arg_type[arg]) != ARG_PTR_TO_MEM)
8529                 return is_next_size;
8530
8531         return has_size == is_next_size || is_next_size == is_fixed;
8532 }
8533
8534 static bool check_arg_pair_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
8535 {
8536         /* bpf_xxx(..., buf, len) call will access 'len'
8537          * bytes from memory 'buf'. Both arg types need
8538          * to be paired, so make sure there's no buggy
8539          * helper function specification.
8540          */
8541         if (arg_type_is_mem_size(fn->arg1_type) ||
8542             check_args_pair_invalid(fn, 0) ||
8543             check_args_pair_invalid(fn, 1) ||
8544             check_args_pair_invalid(fn, 2) ||
8545             check_args_pair_invalid(fn, 3) ||
8546             check_args_pair_invalid(fn, 4))
8547                 return false;
8548
8549         return true;
8550 }
8551
8552 static bool check_btf_id_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
8553 {
8554         int i;
8555
8556         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(fn->arg_type); i++) {
8557                 if (base_type(fn->arg_type[i]) == ARG_PTR_TO_BTF_ID)
8558                         return !!fn->arg_btf_id[i];
8559                 if (base_type(fn->arg_type[i]) == ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK)
8560                         return fn->arg_btf_id[i] == BPF_PTR_POISON;
8561                 if (base_type(fn->arg_type[i]) != ARG_PTR_TO_BTF_ID && fn->arg_btf_id[i] &&
8562                     /* arg_btf_id and arg_size are in a union. */
8563                     (base_type(fn->arg_type[i]) != ARG_PTR_TO_MEM ||
8564                      !(fn->arg_type[i] & MEM_FIXED_SIZE)))
8565                         return false;
8566         }
8567
8568         return true;
8569 }
8570
8571 static int check_func_proto(const struct bpf_func_proto *fn, int func_id)
8572 {
8573         return check_raw_mode_ok(fn) &&
8574                check_arg_pair_ok(fn) &&
8575                check_btf_id_ok(fn) ? 0 : -EINVAL;
8576 }
8577
8578 /* Packet data might have moved, any old PTR_TO_PACKET[_META,_END]
8579  * are now invalid, so turn them into unknown SCALAR_VALUE.
8580  *
8581  * This also applies to dynptr slices belonging to skb and xdp dynptrs,
8582  * since these slices point to packet data.
8583  */
8584 static void clear_all_pkt_pointers(struct bpf_verifier_env *env)
8585 {
8586         struct bpf_func_state *state;
8587         struct bpf_reg_state *reg;
8588
8589         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
8590                 if (reg_is_pkt_pointer_any(reg) || reg_is_dynptr_slice_pkt(reg))
8591                         mark_reg_invalid(env, reg);
8592         }));
8593 }
8594
8595 enum {
8596         AT_PKT_END = -1,
8597         BEYOND_PKT_END = -2,
8598 };
8599
8600 static void mark_pkt_end(struct bpf_verifier_state *vstate, int regn, bool range_open)
8601 {
8602         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
8603         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regn];
8604
8605         if (reg->type != PTR_TO_PACKET)
8606                 /* PTR_TO_PACKET_META is not supported yet */
8607                 return;
8608
8609         /* The 'reg' is pkt > pkt_end or pkt >= pkt_end.
8610          * How far beyond pkt_end it goes is unknown.
8611          * if (!range_open) it's the case of pkt >= pkt_end
8612          * if (range_open) it's the case of pkt > pkt_end
8613          * hence this pointer is at least 1 byte bigger than pkt_end
8614          */
8615         if (range_open)
8616                 reg->range = BEYOND_PKT_END;
8617         else
8618                 reg->range = AT_PKT_END;
8619 }
8620
8621 /* The pointer with the specified id has released its reference to kernel
8622  * resources. Identify all copies of the same pointer and clear the reference.
8623  */
8624 static int release_reference(struct bpf_verifier_env *env,
8625                              int ref_obj_id)
8626 {
8627         struct bpf_func_state *state;
8628         struct bpf_reg_state *reg;
8629         int err;
8630
8631         err = release_reference_state(cur_func(env), ref_obj_id);
8632         if (err)
8633                 return err;
8634
8635         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
8636                 if (reg->ref_obj_id == ref_obj_id)
8637                         mark_reg_invalid(env, reg);
8638         }));
8639
8640         return 0;
8641 }
8642
8643 static void invalidate_non_owning_refs(struct bpf_verifier_env *env)
8644 {
8645         struct bpf_func_state *unused;
8646         struct bpf_reg_state *reg;
8647
8648         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, unused, reg, ({
8649                 if (type_is_non_owning_ref(reg->type))
8650                         mark_reg_invalid(env, reg);
8651         }));
8652 }
8653
8654 static void clear_caller_saved_regs(struct bpf_verifier_env *env,
8655                                     struct bpf_reg_state *regs)
8656 {
8657         int i;
8658
8659         /* after the call registers r0 - r5 were scratched */
8660         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
8661                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
8662                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
8663         }
8664 }
8665
8666 typedef int (*set_callee_state_fn)(struct bpf_verifier_env *env,
8667                                    struct bpf_func_state *caller,
8668                                    struct bpf_func_state *callee,
8669                                    int insn_idx);
8670
8671 static int set_callee_state(struct bpf_verifier_env *env,
8672                             struct bpf_func_state *caller,
8673                             struct bpf_func_state *callee, int insn_idx);
8674
8675 static int __check_func_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
8676                              int *insn_idx, int subprog,
8677                              set_callee_state_fn set_callee_state_cb)
8678 {
8679         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
8680         struct bpf_func_state *caller, *callee;
8681         int err;
8682
8683         if (state->curframe + 1 >= MAX_CALL_FRAMES) {
8684                 verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep\n",
8685                         state->curframe + 2);
8686                 return -E2BIG;
8687         }
8688
8689         caller = state->frame[state->curframe];
8690         if (state->frame[state->curframe + 1]) {
8691                 verbose(env, "verifier bug. Frame %d already allocated\n",
8692                         state->curframe + 1);
8693                 return -EFAULT;
8694         }
8695
8696         err = btf_check_subprog_call(env, subprog, caller->regs);
8697         if (err == -EFAULT)
8698                 return err;
8699         if (subprog_is_global(env, subprog)) {
8700                 if (err) {
8701                         verbose(env, "Caller passes invalid args into func#%d\n",
8702                                 subprog);
8703                         return err;
8704                 } else {
8705                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
8706                                 verbose(env,
8707                                         "Func#%d is global and valid. Skipping.\n",
8708                                         subprog);
8709                         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
8710
8711                         /* All global functions return a 64-bit SCALAR_VALUE */
8712                         mark_reg_unknown(env, caller->regs, BPF_REG_0);
8713                         caller->regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
8714
8715                         /* continue with next insn after call */
8716                         return 0;
8717                 }
8718         }
8719
8720         /* set_callee_state is used for direct subprog calls, but we are
8721          * interested in validating only BPF helpers that can call subprogs as
8722          * callbacks
8723          */
8724         if (set_callee_state_cb != set_callee_state) {
8725                 if (bpf_pseudo_kfunc_call(insn) &&
8726                     !is_callback_calling_kfunc(insn->imm)) {
8727                         verbose(env, "verifier bug: kfunc %s#%d not marked as callback-calling\n",
8728                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
8729                         return -EFAULT;
8730                 } else if (!bpf_pseudo_kfunc_call(insn) &&
8731                            !is_callback_calling_function(insn->imm)) { /* helper */
8732                         verbose(env, "verifier bug: helper %s#%d not marked as callback-calling\n",
8733                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
8734                         return -EFAULT;
8735                 }
8736         }
8737
8738         if (insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
8739             insn->src_reg == 0 &&
8740             insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback) {
8741                 struct bpf_verifier_state *async_cb;
8742
8743                 /* there is no real recursion here. timer callbacks are async */
8744                 env->subprog_info[subprog].is_async_cb = true;
8745                 async_cb = push_async_cb(env, env->subprog_info[subprog].start,
8746                                          *insn_idx, subprog);
8747                 if (!async_cb)
8748                         return -EFAULT;
8749                 callee = async_cb->frame[0];
8750                 callee->async_entry_cnt = caller->async_entry_cnt + 1;
8751
8752                 /* Convert bpf_timer_set_callback() args into timer callback args */
8753                 err = set_callee_state_cb(env, caller, callee, *insn_idx);
8754                 if (err)
8755                         return err;
8756
8757                 clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
8758                 mark_reg_unknown(env, caller->regs, BPF_REG_0);
8759                 caller->regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
8760                 /* continue with next insn after call */
8761                 return 0;
8762         }
8763
8764         callee = kzalloc(sizeof(*callee), GFP_KERNEL);
8765         if (!callee)
8766                 return -ENOMEM;
8767         state->frame[state->curframe + 1] = callee;
8768
8769         /* callee cannot access r0, r6 - r9 for reading and has to write
8770          * into its own stack before reading from it.
8771          * callee can read/write into caller's stack
8772          */
8773         init_func_state(env, callee,
8774                         /* remember the callsite, it will be used by bpf_exit */
8775                         *insn_idx /* callsite */,
8776                         state->curframe + 1 /* frameno within this callchain */,
8777                         subprog /* subprog number within this prog */);
8778
8779         /* Transfer references to the callee */
8780         err = copy_reference_state(callee, caller);
8781         if (err)
8782                 goto err_out;
8783
8784         err = set_callee_state_cb(env, caller, callee, *insn_idx);
8785         if (err)
8786                 goto err_out;
8787
8788         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
8789
8790         /* only increment it after check_reg_arg() finished */
8791         state->curframe++;
8792
8793         /* and go analyze first insn of the callee */
8794         *insn_idx = env->subprog_info[subprog].start - 1;
8795
8796         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
8797                 verbose(env, "caller:\n");
8798                 print_verifier_state(env, caller, true);
8799                 verbose(env, "callee:\n");
8800                 print_verifier_state(env, callee, true);
8801         }
8802         return 0;
8803
8804 err_out:
8805         free_func_state(callee);
8806         state->frame[state->curframe + 1] = NULL;
8807         return err;
8808 }
8809
8810 int map_set_for_each_callback_args(struct bpf_verifier_env *env,
8811                                    struct bpf_func_state *caller,
8812                                    struct bpf_func_state *callee)
8813 {
8814         /* bpf_for_each_map_elem(struct bpf_map *map, void *callback_fn,
8815          *      void *callback_ctx, u64 flags);
8816          * callback_fn(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
8817          *      void *callback_ctx);
8818          */
8819         callee->regs[BPF_REG_1] = caller->regs[BPF_REG_1];
8820
8821         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_MAP_KEY;
8822         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
8823         callee->regs[BPF_REG_2].map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
8824
8825         callee->regs[BPF_REG_3].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
8826         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_3]);
8827         callee->regs[BPF_REG_3].map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
8828
8829         /* pointer to stack or null */
8830         callee->regs[BPF_REG_4] = caller->regs[BPF_REG_3];
8831
8832         /* unused */
8833         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
8834         return 0;
8835 }
8836
8837 static int set_callee_state(struct bpf_verifier_env *env,
8838                             struct bpf_func_state *caller,
8839                             struct bpf_func_state *callee, int insn_idx)
8840 {
8841         int i;
8842
8843         /* copy r1 - r5 args that callee can access.  The copy includes parent
8844          * pointers, which connects us up to the liveness chain
8845          */
8846         for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++)
8847                 callee->regs[i] = caller->regs[i];
8848         return 0;
8849 }
8850
8851 static int check_func_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
8852                            int *insn_idx)
8853 {
8854         int subprog, target_insn;
8855
8856         target_insn = *insn_idx + insn->imm + 1;
8857         subprog = find_subprog(env, target_insn);
8858         if (subprog < 0) {
8859                 verbose(env, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
8860                         target_insn);
8861                 return -EFAULT;
8862         }
8863
8864         return __check_func_call(env, insn, insn_idx, subprog, set_callee_state);
8865 }
8866
8867 static int set_map_elem_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
8868                                        struct bpf_func_state *caller,
8869                                        struct bpf_func_state *callee,
8870                                        int insn_idx)
8871 {
8872         struct bpf_insn_aux_data *insn_aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
8873         struct bpf_map *map;
8874         int err;
8875
8876         if (bpf_map_ptr_poisoned(insn_aux)) {
8877                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
8878                 return -EINVAL;
8879         }
8880
8881         map = BPF_MAP_PTR(insn_aux->map_ptr_state);
8882         if (!map->ops->map_set_for_each_callback_args ||
8883             !map->ops->map_for_each_callback) {
8884                 verbose(env, "callback function not allowed for map\n");
8885                 return -ENOTSUPP;
8886         }
8887
8888         err = map->ops->map_set_for_each_callback_args(env, caller, callee);
8889         if (err)
8890                 return err;
8891
8892         callee->in_callback_fn = true;
8893         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
8894         return 0;
8895 }
8896
8897 static int set_loop_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
8898                                    struct bpf_func_state *caller,
8899                                    struct bpf_func_state *callee,
8900                                    int insn_idx)
8901 {
8902         /* bpf_loop(u32 nr_loops, void *callback_fn, void *callback_ctx,
8903          *          u64 flags);
8904          * callback_fn(u32 index, void *callback_ctx);
8905          */
8906         callee->regs[BPF_REG_1].type = SCALAR_VALUE;
8907         callee->regs[BPF_REG_2] = caller->regs[BPF_REG_3];
8908
8909         /* unused */
8910         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
8911         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
8912         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
8913
8914         callee->in_callback_fn = true;
8915         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
8916         return 0;
8917 }
8918
8919 static int set_timer_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
8920                                     struct bpf_func_state *caller,
8921                                     struct bpf_func_state *callee,
8922                                     int insn_idx)
8923 {
8924         struct bpf_map *map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
8925
8926         /* bpf_timer_set_callback(struct bpf_timer *timer, void *callback_fn);
8927          * callback_fn(struct bpf_map *map, void *key, void *value);
8928          */
8929         callee->regs[BPF_REG_1].type = CONST_PTR_TO_MAP;
8930         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_1]);
8931         callee->regs[BPF_REG_1].map_ptr = map_ptr;
8932
8933         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_MAP_KEY;
8934         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
8935         callee->regs[BPF_REG_2].map_ptr = map_ptr;
8936
8937         callee->regs[BPF_REG_3].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
8938         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_3]);
8939         callee->regs[BPF_REG_3].map_ptr = map_ptr;
8940
8941         /* unused */
8942         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
8943         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
8944         callee->in_async_callback_fn = true;
8945         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
8946         return 0;
8947 }
8948
8949 static int set_find_vma_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
8950                                        struct bpf_func_state *caller,
8951                                        struct bpf_func_state *callee,
8952                                        int insn_idx)
8953 {
8954         /* bpf_find_vma(struct task_struct *task, u64 addr,
8955          *               void *callback_fn, void *callback_ctx, u64 flags)
8956          * (callback_fn)(struct task_struct *task,
8957          *               struct vm_area_struct *vma, void *callback_ctx);
8958          */
8959         callee->regs[BPF_REG_1] = caller->regs[BPF_REG_1];
8960
8961         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_BTF_ID;
8962         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
8963         callee->regs[BPF_REG_2].btf =  btf_vmlinux;
8964         callee->regs[BPF_REG_2].btf_id = btf_tracing_ids[BTF_TRACING_TYPE_VMA],
8965
8966         /* pointer to stack or null */
8967         callee->regs[BPF_REG_3] = caller->regs[BPF_REG_4];
8968
8969         /* unused */
8970         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
8971         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
8972         callee->in_callback_fn = true;
8973         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
8974         return 0;
8975 }
8976
8977 static int set_user_ringbuf_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
8978                                            struct bpf_func_state *caller,
8979                                            struct bpf_func_state *callee,
8980                                            int insn_idx)
8981 {
8982         /* bpf_user_ringbuf_drain(struct bpf_map *map, void *callback_fn, void
8983          *                        callback_ctx, u64 flags);
8984          * callback_fn(const struct bpf_dynptr_t* dynptr, void *callback_ctx);
8985          */
8986         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_0]);
8987         mark_dynptr_cb_reg(env, &callee->regs[BPF_REG_1], BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL);
8988         callee->regs[BPF_REG_2] = caller->regs[BPF_REG_3];
8989
8990         /* unused */
8991         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
8992         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
8993         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
8994
8995         callee->in_callback_fn = true;
8996         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
8997         return 0;
8998 }
8999
9000 static int set_rbtree_add_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9001                                          struct bpf_func_state *caller,
9002                                          struct bpf_func_state *callee,
9003                                          int insn_idx)
9004 {
9005         /* void bpf_rbtree_add_impl(struct bpf_rb_root *root, struct bpf_rb_node *node,
9006          *                     bool (less)(struct bpf_rb_node *a, const struct bpf_rb_node *b));
9007          *
9008          * 'struct bpf_rb_node *node' arg to bpf_rbtree_add_impl is the same PTR_TO_BTF_ID w/ offset
9009          * that 'less' callback args will be receiving. However, 'node' arg was release_reference'd
9010          * by this point, so look at 'root'
9011          */
9012         struct btf_field *field;
9013
9014         field = reg_find_field_offset(&caller->regs[BPF_REG_1], caller->regs[BPF_REG_1].off,
9015                                       BPF_RB_ROOT);
9016         if (!field || !field->graph_root.value_btf_id)
9017                 return -EFAULT;
9018
9019         mark_reg_graph_node(callee->regs, BPF_REG_1, &field->graph_root);
9020         ref_set_non_owning(env, &callee->regs[BPF_REG_1]);
9021         mark_reg_graph_node(callee->regs, BPF_REG_2, &field->graph_root);
9022         ref_set_non_owning(env, &callee->regs[BPF_REG_2]);
9023
9024         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
9025         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
9026         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9027         callee->in_callback_fn = true;
9028         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
9029         return 0;
9030 }
9031
9032 static bool is_rbtree_lock_required_kfunc(u32 btf_id);
9033
9034 /* Are we currently verifying the callback for a rbtree helper that must
9035  * be called with lock held? If so, no need to complain about unreleased
9036  * lock
9037  */
9038 static bool in_rbtree_lock_required_cb(struct bpf_verifier_env *env)
9039 {
9040         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
9041         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
9042         struct bpf_func_state *callee;
9043         int kfunc_btf_id;
9044
9045         if (!state->curframe)
9046                 return false;
9047
9048         callee = state->frame[state->curframe];
9049
9050         if (!callee->in_callback_fn)
9051                 return false;
9052
9053         kfunc_btf_id = insn[callee->callsite].imm;
9054         return is_rbtree_lock_required_kfunc(kfunc_btf_id);
9055 }
9056
9057 static int prepare_func_exit(struct bpf_verifier_env *env, int *insn_idx)
9058 {
9059         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
9060         struct bpf_func_state *caller, *callee;
9061         struct bpf_reg_state *r0;
9062         int err;
9063
9064         callee = state->frame[state->curframe];
9065         r0 = &callee->regs[BPF_REG_0];
9066         if (r0->type == PTR_TO_STACK) {
9067                 /* technically it's ok to return caller's stack pointer
9068                  * (or caller's caller's pointer) back to the caller,
9069                  * since these pointers are valid. Only current stack
9070                  * pointer will be invalid as soon as function exits,
9071                  * but let's be conservative
9072                  */
9073                 verbose(env, "cannot return stack pointer to the caller\n");
9074                 return -EINVAL;
9075         }
9076
9077         caller = state->frame[state->curframe - 1];
9078         if (callee->in_callback_fn) {
9079                 /* enforce R0 return value range [0, 1]. */
9080                 struct tnum range = callee->callback_ret_range;
9081
9082                 if (r0->type != SCALAR_VALUE) {
9083                         verbose(env, "R0 not a scalar value\n");
9084                         return -EACCES;
9085                 }
9086                 if (!tnum_in(range, r0->var_off)) {
9087                         verbose_invalid_scalar(env, r0, &range, "callback return", "R0");
9088                         return -EINVAL;
9089                 }
9090         } else {
9091                 /* return to the caller whatever r0 had in the callee */
9092                 caller->regs[BPF_REG_0] = *r0;
9093         }
9094
9095         /* callback_fn frame should have released its own additions to parent's
9096          * reference state at this point, or check_reference_leak would
9097          * complain, hence it must be the same as the caller. There is no need
9098          * to copy it back.
9099          */
9100         if (!callee->in_callback_fn) {
9101                 /* Transfer references to the caller */
9102                 err = copy_reference_state(caller, callee);
9103                 if (err)
9104                         return err;
9105         }
9106
9107         *insn_idx = callee->callsite + 1;
9108         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
9109                 verbose(env, "returning from callee:\n");
9110                 print_verifier_state(env, callee, true);
9111                 verbose(env, "to caller at %d:\n", *insn_idx);
9112                 print_verifier_state(env, caller, true);
9113         }
9114         /* clear everything in the callee */
9115         free_func_state(callee);
9116         state->frame[state->curframe--] = NULL;
9117         return 0;
9118 }
9119
9120 static void do_refine_retval_range(struct bpf_reg_state *regs, int ret_type,
9121                                    int func_id,
9122                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
9123 {
9124         struct bpf_reg_state *ret_reg = &regs[BPF_REG_0];
9125
9126         if (ret_type != RET_INTEGER)
9127                 return;
9128
9129         switch (func_id) {
9130         case BPF_FUNC_get_stack:
9131         case BPF_FUNC_get_task_stack:
9132         case BPF_FUNC_probe_read_str:
9133         case BPF_FUNC_probe_read_kernel_str:
9134         case BPF_FUNC_probe_read_user_str:
9135                 ret_reg->smax_value = meta->msize_max_value;
9136                 ret_reg->s32_max_value = meta->msize_max_value;
9137                 ret_reg->smin_value = -MAX_ERRNO;
9138                 ret_reg->s32_min_value = -MAX_ERRNO;
9139                 reg_bounds_sync(ret_reg);
9140                 break;
9141         case BPF_FUNC_get_smp_processor_id:
9142                 ret_reg->umax_value = nr_cpu_ids - 1;
9143                 ret_reg->u32_max_value = nr_cpu_ids - 1;
9144                 ret_reg->smax_value = nr_cpu_ids - 1;
9145                 ret_reg->s32_max_value = nr_cpu_ids - 1;
9146                 ret_reg->umin_value = 0;
9147                 ret_reg->u32_min_value = 0;
9148                 ret_reg->smin_value = 0;
9149                 ret_reg->s32_min_value = 0;
9150                 reg_bounds_sync(ret_reg);
9151                 break;
9152         }
9153 }
9154
9155 static int
9156 record_func_map(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
9157                 int func_id, int insn_idx)
9158 {
9159         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
9160         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
9161
9162         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call &&
9163             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
9164             func_id != BPF_FUNC_map_update_elem &&
9165             func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
9166             func_id != BPF_FUNC_map_push_elem &&
9167             func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
9168             func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
9169             func_id != BPF_FUNC_for_each_map_elem &&
9170             func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
9171             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem)
9172                 return 0;
9173
9174         if (map == NULL) {
9175                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
9176                 return -EINVAL;
9177         }
9178
9179         /* In case of read-only, some additional restrictions
9180          * need to be applied in order to prevent altering the
9181          * state of the map from program side.
9182          */
9183         if ((map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) &&
9184             (func_id == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
9185              func_id == BPF_FUNC_map_update_elem ||
9186              func_id == BPF_FUNC_map_push_elem ||
9187              func_id == BPF_FUNC_map_pop_elem)) {
9188                 verbose(env, "write into map forbidden\n");
9189                 return -EACCES;
9190         }
9191
9192         if (!BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state))
9193                 bpf_map_ptr_store(aux, meta->map_ptr,
9194                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
9195         else if (BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) != meta->map_ptr)
9196                 bpf_map_ptr_store(aux, BPF_MAP_PTR_POISON,
9197                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
9198         return 0;
9199 }
9200
9201 static int
9202 record_func_key(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
9203                 int func_id, int insn_idx)
9204 {
9205         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
9206         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg;
9207         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
9208         u64 val, max;
9209         int err;
9210
9211         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
9212                 return 0;
9213         if (!map || map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY) {
9214                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
9215                 return -EINVAL;
9216         }
9217
9218         reg = &regs[BPF_REG_3];
9219         val = reg->var_off.value;
9220         max = map->max_entries;
9221
9222         if (!(register_is_const(reg) && val < max)) {
9223                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
9224                 return 0;
9225         }
9226
9227         err = mark_chain_precision(env, BPF_REG_3);
9228         if (err)
9229                 return err;
9230         if (bpf_map_key_unseen(aux))
9231                 bpf_map_key_store(aux, val);
9232         else if (!bpf_map_key_poisoned(aux) &&
9233                   bpf_map_key_immediate(aux) != val)
9234                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
9235         return 0;
9236 }
9237
9238 static int check_reference_leak(struct bpf_verifier_env *env)
9239 {
9240         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
9241         bool refs_lingering = false;
9242         int i;
9243
9244         if (state->frameno && !state->in_callback_fn)
9245                 return 0;
9246
9247         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
9248                 if (state->in_callback_fn && state->refs[i].callback_ref != state->frameno)
9249                         continue;
9250                 verbose(env, "Unreleased reference id=%d alloc_insn=%d\n",
9251                         state->refs[i].id, state->refs[i].insn_idx);
9252                 refs_lingering = true;
9253         }
9254         return refs_lingering ? -EINVAL : 0;
9255 }
9256
9257 static int check_bpf_snprintf_call(struct bpf_verifier_env *env,
9258                                    struct bpf_reg_state *regs)
9259 {
9260         struct bpf_reg_state *fmt_reg = &regs[BPF_REG_3];
9261         struct bpf_reg_state *data_len_reg = &regs[BPF_REG_5];
9262         struct bpf_map *fmt_map = fmt_reg->map_ptr;
9263         struct bpf_bprintf_data data = {};
9264         int err, fmt_map_off, num_args;
9265         u64 fmt_addr;
9266         char *fmt;
9267
9268         /* data must be an array of u64 */
9269         if (data_len_reg->var_off.value % 8)
9270                 return -EINVAL;
9271         num_args = data_len_reg->var_off.value / 8;
9272
9273         /* fmt being ARG_PTR_TO_CONST_STR guarantees that var_off is const
9274          * and map_direct_value_addr is set.
9275          */
9276         fmt_map_off = fmt_reg->off + fmt_reg->var_off.value;
9277         err = fmt_map->ops->map_direct_value_addr(fmt_map, &fmt_addr,
9278                                                   fmt_map_off);
9279         if (err) {
9280                 verbose(env, "verifier bug\n");
9281                 return -EFAULT;
9282         }
9283         fmt = (char *)(long)fmt_addr + fmt_map_off;
9284
9285         /* We are also guaranteed that fmt+fmt_map_off is NULL terminated, we
9286          * can focus on validating the format specifiers.
9287          */
9288         err = bpf_bprintf_prepare(fmt, UINT_MAX, NULL, num_args, &data);
9289         if (err < 0)
9290                 verbose(env, "Invalid format string\n");
9291
9292         return err;
9293 }
9294
9295 static int check_get_func_ip(struct bpf_verifier_env *env)
9296 {
9297         enum bpf_prog_type type = resolve_prog_type(env->prog);
9298         int func_id = BPF_FUNC_get_func_ip;
9299
9300         if (type == BPF_PROG_TYPE_TRACING) {
9301                 if (!bpf_prog_has_trampoline(env->prog)) {
9302                         verbose(env, "func %s#%d supported only for fentry/fexit/fmod_ret programs\n",
9303                                 func_id_name(func_id), func_id);
9304                         return -ENOTSUPP;
9305                 }
9306                 return 0;
9307         } else if (type == BPF_PROG_TYPE_KPROBE) {
9308                 return 0;
9309         }
9310
9311         verbose(env, "func %s#%d not supported for program type %d\n",
9312                 func_id_name(func_id), func_id, type);
9313         return -ENOTSUPP;
9314 }
9315
9316 static struct bpf_insn_aux_data *cur_aux(struct bpf_verifier_env *env)
9317 {
9318         return &env->insn_aux_data[env->insn_idx];
9319 }
9320
9321 static bool loop_flag_is_zero(struct bpf_verifier_env *env)
9322 {
9323         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
9324         struct bpf_reg_state *reg = &regs[BPF_REG_4];
9325         bool reg_is_null = register_is_null(reg);
9326
9327         if (reg_is_null)
9328                 mark_chain_precision(env, BPF_REG_4);
9329
9330         return reg_is_null;
9331 }
9332
9333 static void update_loop_inline_state(struct bpf_verifier_env *env, u32 subprogno)
9334 {
9335         struct bpf_loop_inline_state *state = &cur_aux(env)->loop_inline_state;
9336
9337         if (!state->initialized) {
9338                 state->initialized = 1;
9339                 state->fit_for_inline = loop_flag_is_zero(env);
9340                 state->callback_subprogno = subprogno;
9341                 return;
9342         }
9343
9344         if (!state->fit_for_inline)
9345                 return;
9346
9347         state->fit_for_inline = (loop_flag_is_zero(env) &&
9348                                  state->callback_subprogno == subprogno);
9349 }
9350
9351 static int check_helper_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
9352                              int *insn_idx_p)
9353 {
9354         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
9355         const struct bpf_func_proto *fn = NULL;
9356         enum bpf_return_type ret_type;
9357         enum bpf_type_flag ret_flag;
9358         struct bpf_reg_state *regs;
9359         struct bpf_call_arg_meta meta;
9360         int insn_idx = *insn_idx_p;
9361         bool changes_data;
9362         int i, err, func_id;
9363
9364         /* find function prototype */
9365         func_id = insn->imm;
9366         if (func_id < 0 || func_id >= __BPF_FUNC_MAX_ID) {
9367                 verbose(env, "invalid func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
9368                         func_id);
9369                 return -EINVAL;
9370         }
9371
9372         if (env->ops->get_func_proto)
9373                 fn = env->ops->get_func_proto(func_id, env->prog);
9374         if (!fn) {
9375                 verbose(env, "unknown func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
9376                         func_id);
9377                 return -EINVAL;
9378         }
9379
9380         /* eBPF programs must be GPL compatible to use GPL-ed functions */
9381         if (!env->prog->gpl_compatible && fn->gpl_only) {
9382                 verbose(env, "cannot call GPL-restricted function from non-GPL compatible program\n");
9383                 return -EINVAL;
9384         }
9385
9386         if (fn->allowed && !fn->allowed(env->prog)) {
9387                 verbose(env, "helper call is not allowed in probe\n");
9388                 return -EINVAL;
9389         }
9390
9391         if (!env->prog->aux->sleepable && fn->might_sleep) {
9392                 verbose(env, "helper call might sleep in a non-sleepable prog\n");
9393                 return -EINVAL;
9394         }
9395
9396         /* With LD_ABS/IND some JITs save/restore skb from r1. */
9397         changes_data = bpf_helper_changes_pkt_data(fn->func);
9398         if (changes_data && fn->arg1_type != ARG_PTR_TO_CTX) {
9399                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d: r1 != ctx\n",
9400                         func_id_name(func_id), func_id);
9401                 return -EINVAL;
9402         }
9403
9404         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
9405         meta.pkt_access = fn->pkt_access;
9406
9407         err = check_func_proto(fn, func_id);
9408         if (err) {
9409                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
9410                         func_id_name(func_id), func_id);
9411                 return err;
9412         }
9413
9414         if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
9415                 if (fn->might_sleep) {
9416                         verbose(env, "sleepable helper %s#%d in rcu_read_lock region\n",
9417                                 func_id_name(func_id), func_id);
9418                         return -EINVAL;
9419                 }
9420
9421                 if (env->prog->aux->sleepable && is_storage_get_function(func_id))
9422                         env->insn_aux_data[insn_idx].storage_get_func_atomic = true;
9423         }
9424
9425         meta.func_id = func_id;
9426         /* check args */
9427         for (i = 0; i < MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS; i++) {
9428                 err = check_func_arg(env, i, &meta, fn, insn_idx);
9429                 if (err)
9430                         return err;
9431         }
9432
9433         err = record_func_map(env, &meta, func_id, insn_idx);
9434         if (err)
9435                 return err;
9436
9437         err = record_func_key(env, &meta, func_id, insn_idx);
9438         if (err)
9439                 return err;
9440
9441         /* Mark slots with STACK_MISC in case of raw mode, stack offset
9442          * is inferred from register state.
9443          */
9444         for (i = 0; i < meta.access_size; i++) {
9445                 err = check_mem_access(env, insn_idx, meta.regno, i, BPF_B,
9446                                        BPF_WRITE, -1, false);
9447                 if (err)
9448                         return err;
9449         }
9450
9451         regs = cur_regs(env);
9452
9453         if (meta.release_regno) {
9454                 err = -EINVAL;
9455                 /* This can only be set for PTR_TO_STACK, as CONST_PTR_TO_DYNPTR cannot
9456                  * be released by any dynptr helper. Hence, unmark_stack_slots_dynptr
9457                  * is safe to do directly.
9458                  */
9459                 if (arg_type_is_dynptr(fn->arg_type[meta.release_regno - BPF_REG_1])) {
9460                         if (regs[meta.release_regno].type == CONST_PTR_TO_DYNPTR) {
9461                                 verbose(env, "verifier internal error: CONST_PTR_TO_DYNPTR cannot be released\n");
9462                                 return -EFAULT;
9463                         }
9464                         err = unmark_stack_slots_dynptr(env, &regs[meta.release_regno]);
9465                 } else if (meta.ref_obj_id) {
9466                         err = release_reference(env, meta.ref_obj_id);
9467                 } else if (register_is_null(&regs[meta.release_regno])) {
9468                         /* meta.ref_obj_id can only be 0 if register that is meant to be
9469                          * released is NULL, which must be > R0.
9470                          */
9471                         err = 0;
9472                 }
9473                 if (err) {
9474                         verbose(env, "func %s#%d reference has not been acquired before\n",
9475                                 func_id_name(func_id), func_id);
9476                         return err;
9477                 }
9478         }
9479
9480         switch (func_id) {
9481         case BPF_FUNC_tail_call:
9482                 err = check_reference_leak(env);
9483                 if (err) {
9484                         verbose(env, "tail_call would lead to reference leak\n");
9485                         return err;
9486                 }
9487                 break;
9488         case BPF_FUNC_get_local_storage:
9489                 /* check that flags argument in get_local_storage(map, flags) is 0,
9490                  * this is required because get_local_storage() can't return an error.
9491                  */
9492                 if (!register_is_null(&regs[BPF_REG_2])) {
9493                         verbose(env, "get_local_storage() doesn't support non-zero flags\n");
9494                         return -EINVAL;
9495                 }
9496                 break;
9497         case BPF_FUNC_for_each_map_elem:
9498                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
9499                                         set_map_elem_callback_state);
9500                 break;
9501         case BPF_FUNC_timer_set_callback:
9502                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
9503                                         set_timer_callback_state);
9504                 break;
9505         case BPF_FUNC_find_vma:
9506                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
9507                                         set_find_vma_callback_state);
9508                 break;
9509         case BPF_FUNC_snprintf:
9510                 err = check_bpf_snprintf_call(env, regs);
9511                 break;
9512         case BPF_FUNC_loop:
9513                 update_loop_inline_state(env, meta.subprogno);
9514                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
9515                                         set_loop_callback_state);
9516                 break;
9517         case BPF_FUNC_dynptr_from_mem:
9518                 if (regs[BPF_REG_1].type != PTR_TO_MAP_VALUE) {
9519                         verbose(env, "Unsupported reg type %s for bpf_dynptr_from_mem data\n",
9520                                 reg_type_str(env, regs[BPF_REG_1].type));
9521                         return -EACCES;
9522                 }
9523                 break;
9524         case BPF_FUNC_set_retval:
9525                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_LSM &&
9526                     env->prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP) {
9527                         if (!env->prog->aux->attach_func_proto->type) {
9528                                 /* Make sure programs that attach to void
9529                                  * hooks don't try to modify return value.
9530                                  */
9531                                 verbose(env, "BPF_LSM_CGROUP that attach to void LSM hooks can't modify return value!\n");
9532                                 return -EINVAL;
9533                         }
9534                 }
9535                 break;
9536         case BPF_FUNC_dynptr_data:
9537         {
9538                 struct bpf_reg_state *reg;
9539                 int id, ref_obj_id;
9540
9541                 reg = get_dynptr_arg_reg(env, fn, regs);
9542                 if (!reg)
9543                         return -EFAULT;
9544
9545
9546                 if (meta.dynptr_id) {
9547                         verbose(env, "verifier internal error: meta.dynptr_id already set\n");
9548                         return -EFAULT;
9549                 }
9550                 if (meta.ref_obj_id) {
9551                         verbose(env, "verifier internal error: meta.ref_obj_id already set\n");
9552                         return -EFAULT;
9553                 }
9554
9555                 id = dynptr_id(env, reg);
9556                 if (id < 0) {
9557                         verbose(env, "verifier internal error: failed to obtain dynptr id\n");
9558                         return id;
9559                 }
9560
9561                 ref_obj_id = dynptr_ref_obj_id(env, reg);
9562                 if (ref_obj_id < 0) {
9563                         verbose(env, "verifier internal error: failed to obtain dynptr ref_obj_id\n");
9564                         return ref_obj_id;
9565                 }
9566
9567                 meta.dynptr_id = id;
9568                 meta.ref_obj_id = ref_obj_id;
9569
9570                 break;
9571         }
9572         case BPF_FUNC_dynptr_write:
9573         {
9574                 enum bpf_dynptr_type dynptr_type;
9575                 struct bpf_reg_state *reg;
9576
9577                 reg = get_dynptr_arg_reg(env, fn, regs);
9578                 if (!reg)
9579                         return -EFAULT;
9580
9581                 dynptr_type = dynptr_get_type(env, reg);
9582                 if (dynptr_type == BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID)
9583                         return -EFAULT;
9584
9585                 if (dynptr_type == BPF_DYNPTR_TYPE_SKB)
9586                         /* this will trigger clear_all_pkt_pointers(), which will
9587                          * invalidate all dynptr slices associated with the skb
9588                          */
9589                         changes_data = true;
9590
9591                 break;
9592         }
9593         case BPF_FUNC_user_ringbuf_drain:
9594                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
9595                                         set_user_ringbuf_callback_state);
9596                 break;
9597         }
9598
9599         if (err)
9600                 return err;
9601
9602         /* reset caller saved regs */
9603         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
9604                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
9605                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
9606         }
9607
9608         /* helper call returns 64-bit value. */
9609         regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
9610
9611         /* update return register (already marked as written above) */
9612         ret_type = fn->ret_type;
9613         ret_flag = type_flag(ret_type);
9614
9615         switch (base_type(ret_type)) {
9616         case RET_INTEGER:
9617                 /* sets type to SCALAR_VALUE */
9618                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
9619                 break;
9620         case RET_VOID:
9621                 regs[BPF_REG_0].type = NOT_INIT;
9622                 break;
9623         case RET_PTR_TO_MAP_VALUE:
9624                 /* There is no offset yet applied, variable or fixed */
9625                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9626                 /* remember map_ptr, so that check_map_access()
9627                  * can check 'value_size' boundary of memory access
9628                  * to map element returned from bpf_map_lookup_elem()
9629                  */
9630                 if (meta.map_ptr == NULL) {
9631                         verbose(env,
9632                                 "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
9633                         return -EINVAL;
9634                 }
9635                 regs[BPF_REG_0].map_ptr = meta.map_ptr;
9636                 regs[BPF_REG_0].map_uid = meta.map_uid;
9637                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MAP_VALUE | ret_flag;
9638                 if (!type_may_be_null(ret_type) &&
9639                     btf_record_has_field(meta.map_ptr->record, BPF_SPIN_LOCK)) {
9640                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
9641                 }
9642                 break;
9643         case RET_PTR_TO_SOCKET:
9644                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9645                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCKET | ret_flag;
9646                 break;
9647         case RET_PTR_TO_SOCK_COMMON:
9648                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9649                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCK_COMMON | ret_flag;
9650                 break;
9651         case RET_PTR_TO_TCP_SOCK:
9652                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9653                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_TCP_SOCK | ret_flag;
9654                 break;
9655         case RET_PTR_TO_MEM:
9656                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9657                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | ret_flag;
9658                 regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.mem_size;
9659                 break;
9660         case RET_PTR_TO_MEM_OR_BTF_ID:
9661         {
9662                 const struct btf_type *t;
9663
9664                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9665                 t = btf_type_skip_modifiers(meta.ret_btf, meta.ret_btf_id, NULL);
9666                 if (!btf_type_is_struct(t)) {
9667                         u32 tsize;
9668                         const struct btf_type *ret;
9669                         const char *tname;
9670
9671                         /* resolve the type size of ksym. */
9672                         ret = btf_resolve_size(meta.ret_btf, t, &tsize);
9673                         if (IS_ERR(ret)) {
9674                                 tname = btf_name_by_offset(meta.ret_btf, t->name_off);
9675                                 verbose(env, "unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
9676                                         tname, PTR_ERR(ret));
9677                                 return -EINVAL;
9678                         }
9679                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | ret_flag;
9680                         regs[BPF_REG_0].mem_size = tsize;
9681                 } else {
9682                         /* MEM_RDONLY may be carried from ret_flag, but it
9683                          * doesn't apply on PTR_TO_BTF_ID. Fold it, otherwise
9684                          * it will confuse the check of PTR_TO_BTF_ID in
9685                          * check_mem_access().
9686                          */
9687                         ret_flag &= ~MEM_RDONLY;
9688
9689                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | ret_flag;
9690                         regs[BPF_REG_0].btf = meta.ret_btf;
9691                         regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.ret_btf_id;
9692                 }
9693                 break;
9694         }
9695         case RET_PTR_TO_BTF_ID:
9696         {
9697                 struct btf *ret_btf;
9698                 int ret_btf_id;
9699
9700                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9701                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | ret_flag;
9702                 if (func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg) {
9703                         ret_btf = meta.kptr_field->kptr.btf;
9704                         ret_btf_id = meta.kptr_field->kptr.btf_id;
9705                         if (!btf_is_kernel(ret_btf))
9706                                 regs[BPF_REG_0].type |= MEM_ALLOC;
9707                 } else {
9708                         if (fn->ret_btf_id == BPF_PTR_POISON) {
9709                                 verbose(env, "verifier internal error:");
9710                                 verbose(env, "func %s has non-overwritten BPF_PTR_POISON return type\n",
9711                                         func_id_name(func_id));
9712                                 return -EINVAL;
9713                         }
9714                         ret_btf = btf_vmlinux;
9715                         ret_btf_id = *fn->ret_btf_id;
9716                 }
9717                 if (ret_btf_id == 0) {
9718                         verbose(env, "invalid return type %u of func %s#%d\n",
9719                                 base_type(ret_type), func_id_name(func_id),
9720                                 func_id);
9721                         return -EINVAL;
9722                 }
9723                 regs[BPF_REG_0].btf = ret_btf;
9724                 regs[BPF_REG_0].btf_id = ret_btf_id;
9725                 break;
9726         }
9727         default:
9728                 verbose(env, "unknown return type %u of func %s#%d\n",
9729                         base_type(ret_type), func_id_name(func_id), func_id);
9730                 return -EINVAL;
9731         }
9732
9733         if (type_may_be_null(regs[BPF_REG_0].type))
9734                 regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
9735
9736         if (helper_multiple_ref_obj_use(func_id, meta.map_ptr)) {
9737                 verbose(env, "verifier internal error: func %s#%d sets ref_obj_id more than once\n",
9738                         func_id_name(func_id), func_id);
9739                 return -EFAULT;
9740         }
9741
9742         if (is_dynptr_ref_function(func_id))
9743                 regs[BPF_REG_0].dynptr_id = meta.dynptr_id;
9744
9745         if (is_ptr_cast_function(func_id) || is_dynptr_ref_function(func_id)) {
9746                 /* For release_reference() */
9747                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
9748         } else if (is_acquire_function(func_id, meta.map_ptr)) {
9749                 int id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
9750
9751                 if (id < 0)
9752                         return id;
9753                 /* For mark_ptr_or_null_reg() */
9754                 regs[BPF_REG_0].id = id;
9755                 /* For release_reference() */
9756                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = id;
9757         }
9758
9759         do_refine_retval_range(regs, fn->ret_type, func_id, &meta);
9760
9761         err = check_map_func_compatibility(env, meta.map_ptr, func_id);
9762         if (err)
9763                 return err;
9764
9765         if ((func_id == BPF_FUNC_get_stack ||
9766              func_id == BPF_FUNC_get_task_stack) &&
9767             !env->prog->has_callchain_buf) {
9768                 const char *err_str;
9769
9770 #ifdef CONFIG_PERF_EVENTS
9771                 err = get_callchain_buffers(sysctl_perf_event_max_stack);
9772                 err_str = "cannot get callchain buffer for func %s#%d\n";
9773 #else
9774                 err = -ENOTSUPP;
9775                 err_str = "func %s#%d not supported without CONFIG_PERF_EVENTS\n";
9776 #endif
9777                 if (err) {
9778                         verbose(env, err_str, func_id_name(func_id), func_id);
9779                         return err;
9780                 }
9781
9782                 env->prog->has_callchain_buf = true;
9783         }
9784
9785         if (func_id == BPF_FUNC_get_stackid || func_id == BPF_FUNC_get_stack)
9786                 env->prog->call_get_stack = true;
9787
9788         if (func_id == BPF_FUNC_get_func_ip) {
9789                 if (check_get_func_ip(env))
9790                         return -ENOTSUPP;
9791                 env->prog->call_get_func_ip = true;
9792         }
9793
9794         if (changes_data)
9795                 clear_all_pkt_pointers(env);
9796         return 0;
9797 }
9798
9799 /* mark_btf_func_reg_size() is used when the reg size is determined by
9800  * the BTF func_proto's return value size and argument.
9801  */
9802 static void mark_btf_func_reg_size(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
9803                                    size_t reg_size)
9804 {
9805         struct bpf_reg_state *reg = &cur_regs(env)[regno];
9806
9807         if (regno == BPF_REG_0) {
9808                 /* Function return value */
9809                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
9810                 reg->subreg_def = reg_size == sizeof(u64) ?
9811                         DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
9812         } else {
9813                 /* Function argument */
9814                 if (reg_size == sizeof(u64)) {
9815                         mark_insn_zext(env, reg);
9816                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
9817                 } else {
9818                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ32);
9819                 }
9820         }
9821 }
9822
9823 static bool is_kfunc_acquire(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
9824 {
9825         return meta->kfunc_flags & KF_ACQUIRE;
9826 }
9827
9828 static bool is_kfunc_release(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
9829 {
9830         return meta->kfunc_flags & KF_RELEASE;
9831 }
9832
9833 static bool is_kfunc_trusted_args(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
9834 {
9835         return (meta->kfunc_flags & KF_TRUSTED_ARGS) || is_kfunc_release(meta);
9836 }
9837
9838 static bool is_kfunc_sleepable(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
9839 {
9840         return meta->kfunc_flags & KF_SLEEPABLE;
9841 }
9842
9843 static bool is_kfunc_destructive(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
9844 {
9845         return meta->kfunc_flags & KF_DESTRUCTIVE;
9846 }
9847
9848 static bool is_kfunc_rcu(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
9849 {
9850         return meta->kfunc_flags & KF_RCU;
9851 }
9852
9853 static bool __kfunc_param_match_suffix(const struct btf *btf,
9854                                        const struct btf_param *arg,
9855                                        const char *suffix)
9856 {
9857         int suffix_len = strlen(suffix), len;
9858         const char *param_name;
9859
9860         /* In the future, this can be ported to use BTF tagging */
9861         param_name = btf_name_by_offset(btf, arg->name_off);
9862         if (str_is_empty(param_name))
9863                 return false;
9864         len = strlen(param_name);
9865         if (len < suffix_len)
9866                 return false;
9867         param_name += len - suffix_len;
9868         return !strncmp(param_name, suffix, suffix_len);
9869 }
9870
9871 static bool is_kfunc_arg_mem_size(const struct btf *btf,
9872                                   const struct btf_param *arg,
9873                                   const struct bpf_reg_state *reg)
9874 {
9875         const struct btf_type *t;
9876
9877         t = btf_type_skip_modifiers(btf, arg->type, NULL);
9878         if (!btf_type_is_scalar(t) || reg->type != SCALAR_VALUE)
9879                 return false;
9880
9881         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__sz");
9882 }
9883
9884 static bool is_kfunc_arg_const_mem_size(const struct btf *btf,
9885                                         const struct btf_param *arg,
9886                                         const struct bpf_reg_state *reg)
9887 {
9888         const struct btf_type *t;
9889
9890         t = btf_type_skip_modifiers(btf, arg->type, NULL);
9891         if (!btf_type_is_scalar(t) || reg->type != SCALAR_VALUE)
9892                 return false;
9893
9894         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__szk");
9895 }
9896
9897 static bool is_kfunc_arg_optional(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9898 {
9899         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__opt");
9900 }
9901
9902 static bool is_kfunc_arg_constant(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9903 {
9904         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__k");
9905 }
9906
9907 static bool is_kfunc_arg_ignore(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9908 {
9909         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__ign");
9910 }
9911
9912 static bool is_kfunc_arg_alloc_obj(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9913 {
9914         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__alloc");
9915 }
9916
9917 static bool is_kfunc_arg_uninit(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9918 {
9919         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__uninit");
9920 }
9921
9922 static bool is_kfunc_arg_refcounted_kptr(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9923 {
9924         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__refcounted_kptr");
9925 }
9926
9927 static bool is_kfunc_arg_scalar_with_name(const struct btf *btf,
9928                                           const struct btf_param *arg,
9929                                           const char *name)
9930 {
9931         int len, target_len = strlen(name);
9932         const char *param_name;
9933
9934         param_name = btf_name_by_offset(btf, arg->name_off);
9935         if (str_is_empty(param_name))
9936                 return false;
9937         len = strlen(param_name);
9938         if (len != target_len)
9939                 return false;
9940         if (strcmp(param_name, name))
9941                 return false;
9942
9943         return true;
9944 }
9945
9946 enum {
9947         KF_ARG_DYNPTR_ID,
9948         KF_ARG_LIST_HEAD_ID,
9949         KF_ARG_LIST_NODE_ID,
9950         KF_ARG_RB_ROOT_ID,
9951         KF_ARG_RB_NODE_ID,
9952 };
9953
9954 BTF_ID_LIST(kf_arg_btf_ids)
9955 BTF_ID(struct, bpf_dynptr_kern)
9956 BTF_ID(struct, bpf_list_head)
9957 BTF_ID(struct, bpf_list_node)
9958 BTF_ID(struct, bpf_rb_root)
9959 BTF_ID(struct, bpf_rb_node)
9960
9961 static bool __is_kfunc_ptr_arg_type(const struct btf *btf,
9962                                     const struct btf_param *arg, int type)
9963 {
9964         const struct btf_type *t;
9965         u32 res_id;
9966
9967         t = btf_type_skip_modifiers(btf, arg->type, NULL);
9968         if (!t)
9969                 return false;
9970         if (!btf_type_is_ptr(t))
9971                 return false;
9972         t = btf_type_skip_modifiers(btf, t->type, &res_id);
9973         if (!t)
9974                 return false;
9975         return btf_types_are_same(btf, res_id, btf_vmlinux, kf_arg_btf_ids[type]);
9976 }
9977
9978 static bool is_kfunc_arg_dynptr(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9979 {
9980         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_DYNPTR_ID);
9981 }
9982
9983 static bool is_kfunc_arg_list_head(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9984 {
9985         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_LIST_HEAD_ID);
9986 }
9987
9988 static bool is_kfunc_arg_list_node(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9989 {
9990         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_LIST_NODE_ID);
9991 }
9992
9993 static bool is_kfunc_arg_rbtree_root(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9994 {
9995         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_RB_ROOT_ID);
9996 }
9997
9998 static bool is_kfunc_arg_rbtree_node(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9999 {
10000         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_RB_NODE_ID);
10001 }
10002
10003 static bool is_kfunc_arg_callback(struct bpf_verifier_env *env, const struct btf *btf,
10004                                   const struct btf_param *arg)
10005 {
10006         const struct btf_type *t;
10007
10008         t = btf_type_resolve_func_ptr(btf, arg->type, NULL);
10009         if (!t)
10010                 return false;
10011
10012         return true;
10013 }
10014
10015 /* Returns true if struct is composed of scalars, 4 levels of nesting allowed */
10016 static bool __btf_type_is_scalar_struct(struct bpf_verifier_env *env,
10017                                         const struct btf *btf,
10018                                         const struct btf_type *t, int rec)
10019 {
10020         const struct btf_type *member_type;
10021         const struct btf_member *member;
10022         u32 i;
10023
10024         if (!btf_type_is_struct(t))
10025                 return false;
10026
10027         for_each_member(i, t, member) {
10028                 const struct btf_array *array;
10029
10030                 member_type = btf_type_skip_modifiers(btf, member->type, NULL);
10031                 if (btf_type_is_struct(member_type)) {
10032                         if (rec >= 3) {
10033                                 verbose(env, "max struct nesting depth exceeded\n");
10034                                 return false;
10035                         }
10036                         if (!__btf_type_is_scalar_struct(env, btf, member_type, rec + 1))
10037                                 return false;
10038                         continue;
10039                 }
10040                 if (btf_type_is_array(member_type)) {
10041                         array = btf_array(member_type);
10042                         if (!array->nelems)
10043                                 return false;
10044                         member_type = btf_type_skip_modifiers(btf, array->type, NULL);
10045                         if (!btf_type_is_scalar(member_type))
10046                                 return false;
10047                         continue;
10048                 }
10049                 if (!btf_type_is_scalar(member_type))
10050                         return false;
10051         }
10052         return true;
10053 }
10054
10055
10056 static u32 *reg2btf_ids[__BPF_REG_TYPE_MAX] = {
10057 #ifdef CONFIG_NET
10058         [PTR_TO_SOCKET] = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK],
10059         [PTR_TO_SOCK_COMMON] = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK_COMMON],
10060         [PTR_TO_TCP_SOCK] = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_TCP],
10061 #endif
10062 };
10063
10064 enum kfunc_ptr_arg_type {
10065         KF_ARG_PTR_TO_CTX,
10066         KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID,    /* Allocated object */
10067         KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR, /* Refcounted local kptr */
10068         KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR,
10069         KF_ARG_PTR_TO_ITER,
10070         KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD,
10071         KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE,
10072         KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID,          /* Also covers reg2btf_ids conversions */
10073         KF_ARG_PTR_TO_MEM,
10074         KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE,        /* Size derived from next argument, skip it */
10075         KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK,
10076         KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT,
10077         KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE,
10078 };
10079
10080 enum special_kfunc_type {
10081         KF_bpf_obj_new_impl,
10082         KF_bpf_obj_drop_impl,
10083         KF_bpf_refcount_acquire_impl,
10084         KF_bpf_list_push_front_impl,
10085         KF_bpf_list_push_back_impl,
10086         KF_bpf_list_pop_front,
10087         KF_bpf_list_pop_back,
10088         KF_bpf_cast_to_kern_ctx,
10089         KF_bpf_rdonly_cast,
10090         KF_bpf_rcu_read_lock,
10091         KF_bpf_rcu_read_unlock,
10092         KF_bpf_rbtree_remove,
10093         KF_bpf_rbtree_add_impl,
10094         KF_bpf_rbtree_first,
10095         KF_bpf_dynptr_from_skb,
10096         KF_bpf_dynptr_from_xdp,
10097         KF_bpf_dynptr_slice,
10098         KF_bpf_dynptr_slice_rdwr,
10099         KF_bpf_dynptr_clone,
10100 };
10101
10102 BTF_SET_START(special_kfunc_set)
10103 BTF_ID(func, bpf_obj_new_impl)
10104 BTF_ID(func, bpf_obj_drop_impl)
10105 BTF_ID(func, bpf_refcount_acquire_impl)
10106 BTF_ID(func, bpf_list_push_front_impl)
10107 BTF_ID(func, bpf_list_push_back_impl)
10108 BTF_ID(func, bpf_list_pop_front)
10109 BTF_ID(func, bpf_list_pop_back)
10110 BTF_ID(func, bpf_cast_to_kern_ctx)
10111 BTF_ID(func, bpf_rdonly_cast)
10112 BTF_ID(func, bpf_rbtree_remove)
10113 BTF_ID(func, bpf_rbtree_add_impl)
10114 BTF_ID(func, bpf_rbtree_first)
10115 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_skb)
10116 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_xdp)
10117 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice)
10118 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice_rdwr)
10119 BTF_ID(func, bpf_dynptr_clone)
10120 BTF_SET_END(special_kfunc_set)
10121
10122 BTF_ID_LIST(special_kfunc_list)
10123 BTF_ID(func, bpf_obj_new_impl)
10124 BTF_ID(func, bpf_obj_drop_impl)
10125 BTF_ID(func, bpf_refcount_acquire_impl)
10126 BTF_ID(func, bpf_list_push_front_impl)
10127 BTF_ID(func, bpf_list_push_back_impl)
10128 BTF_ID(func, bpf_list_pop_front)
10129 BTF_ID(func, bpf_list_pop_back)
10130 BTF_ID(func, bpf_cast_to_kern_ctx)
10131 BTF_ID(func, bpf_rdonly_cast)
10132 BTF_ID(func, bpf_rcu_read_lock)
10133 BTF_ID(func, bpf_rcu_read_unlock)
10134 BTF_ID(func, bpf_rbtree_remove)
10135 BTF_ID(func, bpf_rbtree_add_impl)
10136 BTF_ID(func, bpf_rbtree_first)
10137 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_skb)
10138 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_xdp)
10139 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice)
10140 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice_rdwr)
10141 BTF_ID(func, bpf_dynptr_clone)
10142
10143 static bool is_kfunc_ret_null(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10144 {
10145         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl] &&
10146             meta->arg_owning_ref) {
10147                 return false;
10148         }
10149
10150         return meta->kfunc_flags & KF_RET_NULL;
10151 }
10152
10153 static bool is_kfunc_bpf_rcu_read_lock(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10154 {
10155         return meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rcu_read_lock];
10156 }
10157
10158 static bool is_kfunc_bpf_rcu_read_unlock(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10159 {
10160         return meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rcu_read_unlock];
10161 }
10162
10163 static enum kfunc_ptr_arg_type
10164 get_kfunc_ptr_arg_type(struct bpf_verifier_env *env,
10165                        struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
10166                        const struct btf_type *t, const struct btf_type *ref_t,
10167                        const char *ref_tname, const struct btf_param *args,
10168                        int argno, int nargs)
10169 {
10170         u32 regno = argno + 1;
10171         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
10172         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
10173         bool arg_mem_size = false;
10174
10175         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx])
10176                 return KF_ARG_PTR_TO_CTX;
10177
10178         /* In this function, we verify the kfunc's BTF as per the argument type,
10179          * leaving the rest of the verification with respect to the register
10180          * type to our caller. When a set of conditions hold in the BTF type of
10181          * arguments, we resolve it to a known kfunc_ptr_arg_type.
10182          */
10183         if (btf_get_prog_ctx_type(&env->log, meta->btf, t, resolve_prog_type(env->prog), argno))
10184                 return KF_ARG_PTR_TO_CTX;
10185
10186         if (is_kfunc_arg_alloc_obj(meta->btf, &args[argno]))
10187                 return KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID;
10188
10189         if (is_kfunc_arg_refcounted_kptr(meta->btf, &args[argno]))
10190                 return KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR;
10191
10192         if (is_kfunc_arg_dynptr(meta->btf, &args[argno]))
10193                 return KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR;
10194
10195         if (is_kfunc_arg_iter(meta, argno))
10196                 return KF_ARG_PTR_TO_ITER;
10197
10198         if (is_kfunc_arg_list_head(meta->btf, &args[argno]))
10199                 return KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD;
10200
10201         if (is_kfunc_arg_list_node(meta->btf, &args[argno]))
10202                 return KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE;
10203
10204         if (is_kfunc_arg_rbtree_root(meta->btf, &args[argno]))
10205                 return KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT;
10206
10207         if (is_kfunc_arg_rbtree_node(meta->btf, &args[argno]))
10208                 return KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE;
10209
10210         if ((base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID || reg2btf_ids[base_type(reg->type)])) {
10211                 if (!btf_type_is_struct(ref_t)) {
10212                         verbose(env, "kernel function %s args#%d pointer type %s %s is not supported\n",
10213                                 meta->func_name, argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname);
10214                         return -EINVAL;
10215                 }
10216                 return KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID;
10217         }
10218
10219         if (is_kfunc_arg_callback(env, meta->btf, &args[argno]))
10220                 return KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK;
10221
10222
10223         if (argno + 1 < nargs &&
10224             (is_kfunc_arg_mem_size(meta->btf, &args[argno + 1], &regs[regno + 1]) ||
10225              is_kfunc_arg_const_mem_size(meta->btf, &args[argno + 1], &regs[regno + 1])))
10226                 arg_mem_size = true;
10227
10228         /* This is the catch all argument type of register types supported by
10229          * check_helper_mem_access. However, we only allow when argument type is
10230          * pointer to scalar, or struct composed (recursively) of scalars. When
10231          * arg_mem_size is true, the pointer can be void *.
10232          */
10233         if (!btf_type_is_scalar(ref_t) && !__btf_type_is_scalar_struct(env, meta->btf, ref_t, 0) &&
10234             (arg_mem_size ? !btf_type_is_void(ref_t) : 1)) {
10235                 verbose(env, "arg#%d pointer type %s %s must point to %sscalar, or struct with scalar\n",
10236                         argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname, arg_mem_size ? "void, " : "");
10237                 return -EINVAL;
10238         }
10239         return arg_mem_size ? KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE : KF_ARG_PTR_TO_MEM;
10240 }
10241
10242 static int process_kf_arg_ptr_to_btf_id(struct bpf_verifier_env *env,
10243                                         struct bpf_reg_state *reg,
10244                                         const struct btf_type *ref_t,
10245                                         const char *ref_tname, u32 ref_id,
10246                                         struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
10247                                         int argno)
10248 {
10249         const struct btf_type *reg_ref_t;
10250         bool strict_type_match = false;
10251         const struct btf *reg_btf;
10252         const char *reg_ref_tname;
10253         u32 reg_ref_id;
10254
10255         if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID) {
10256                 reg_btf = reg->btf;
10257                 reg_ref_id = reg->btf_id;
10258         } else {
10259                 reg_btf = btf_vmlinux;
10260                 reg_ref_id = *reg2btf_ids[base_type(reg->type)];
10261         }
10262
10263         /* Enforce strict type matching for calls to kfuncs that are acquiring
10264          * or releasing a reference, or are no-cast aliases. We do _not_
10265          * enforce strict matching for plain KF_TRUSTED_ARGS kfuncs by default,
10266          * as we want to enable BPF programs to pass types that are bitwise
10267          * equivalent without forcing them to explicitly cast with something
10268          * like bpf_cast_to_kern_ctx().
10269          *
10270          * For example, say we had a type like the following:
10271          *
10272          * struct bpf_cpumask {
10273          *      cpumask_t cpumask;
10274          *      refcount_t usage;
10275          * };
10276          *
10277          * Note that as specified in <linux/cpumask.h>, cpumask_t is typedef'ed
10278          * to a struct cpumask, so it would be safe to pass a struct
10279          * bpf_cpumask * to a kfunc expecting a struct cpumask *.
10280          *
10281          * The philosophy here is similar to how we allow scalars of different
10282          * types to be passed to kfuncs as long as the size is the same. The
10283          * only difference here is that we're simply allowing
10284          * btf_struct_ids_match() to walk the struct at the 0th offset, and
10285          * resolve types.
10286          */
10287         if (is_kfunc_acquire(meta) ||
10288             (is_kfunc_release(meta) && reg->ref_obj_id) ||
10289             btf_type_ids_nocast_alias(&env->log, reg_btf, reg_ref_id, meta->btf, ref_id))
10290                 strict_type_match = true;
10291
10292         WARN_ON_ONCE(is_kfunc_trusted_args(meta) && reg->off);
10293
10294         reg_ref_t = btf_type_skip_modifiers(reg_btf, reg_ref_id, &reg_ref_id);
10295         reg_ref_tname = btf_name_by_offset(reg_btf, reg_ref_t->name_off);
10296         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg_btf, reg_ref_id, reg->off, meta->btf, ref_id, strict_type_match)) {
10297                 verbose(env, "kernel function %s args#%d expected pointer to %s %s but R%d has a pointer to %s %s\n",
10298                         meta->func_name, argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname, argno + 1,
10299                         btf_type_str(reg_ref_t), reg_ref_tname);
10300                 return -EINVAL;
10301         }
10302         return 0;
10303 }
10304
10305 static int ref_set_non_owning(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
10306 {
10307         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
10308
10309         if (!state->active_lock.ptr) {
10310                 verbose(env, "verifier internal error: ref_set_non_owning w/o active lock\n");
10311                 return -EFAULT;
10312         }
10313
10314         if (type_flag(reg->type) & NON_OWN_REF) {
10315                 verbose(env, "verifier internal error: NON_OWN_REF already set\n");
10316                 return -EFAULT;
10317         }
10318
10319         reg->type |= NON_OWN_REF;
10320         return 0;
10321 }
10322
10323 static int ref_convert_owning_non_owning(struct bpf_verifier_env *env, u32 ref_obj_id)
10324 {
10325         struct bpf_func_state *state, *unused;
10326         struct bpf_reg_state *reg;
10327         int i;
10328
10329         state = cur_func(env);
10330
10331         if (!ref_obj_id) {
10332                 verbose(env, "verifier internal error: ref_obj_id is zero for "
10333                              "owning -> non-owning conversion\n");
10334                 return -EFAULT;
10335         }
10336
10337         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
10338                 if (state->refs[i].id != ref_obj_id)
10339                         continue;
10340
10341                 /* Clear ref_obj_id here so release_reference doesn't clobber
10342                  * the whole reg
10343                  */
10344                 bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, unused, reg, ({
10345                         if (reg->ref_obj_id == ref_obj_id) {
10346                                 reg->ref_obj_id = 0;
10347                                 ref_set_non_owning(env, reg);
10348                         }
10349                 }));
10350                 return 0;
10351         }
10352
10353         verbose(env, "verifier internal error: ref state missing for ref_obj_id\n");
10354         return -EFAULT;
10355 }
10356
10357 /* Implementation details:
10358  *
10359  * Each register points to some region of memory, which we define as an
10360  * allocation. Each allocation may embed a bpf_spin_lock which protects any
10361  * special BPF objects (bpf_list_head, bpf_rb_root, etc.) part of the same
10362  * allocation. The lock and the data it protects are colocated in the same
10363  * memory region.
10364  *
10365  * Hence, everytime a register holds a pointer value pointing to such
10366  * allocation, the verifier preserves a unique reg->id for it.
10367  *
10368  * The verifier remembers the lock 'ptr' and the lock 'id' whenever
10369  * bpf_spin_lock is called.
10370  *
10371  * To enable this, lock state in the verifier captures two values:
10372  *      active_lock.ptr = Register's type specific pointer
10373  *      active_lock.id  = A unique ID for each register pointer value
10374  *
10375  * Currently, PTR_TO_MAP_VALUE and PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC are the two
10376  * supported register types.
10377  *
10378  * The active_lock.ptr in case of map values is the reg->map_ptr, and in case of
10379  * allocated objects is the reg->btf pointer.
10380  *
10381  * The active_lock.id is non-unique for maps supporting direct_value_addr, as we
10382  * can establish the provenance of the map value statically for each distinct
10383  * lookup into such maps. They always contain a single map value hence unique
10384  * IDs for each pseudo load pessimizes the algorithm and rejects valid programs.
10385  *
10386  * So, in case of global variables, they use array maps with max_entries = 1,
10387  * hence their active_lock.ptr becomes map_ptr and id = 0 (since they all point
10388  * into the same map value as max_entries is 1, as described above).
10389  *
10390  * In case of inner map lookups, the inner map pointer has same map_ptr as the
10391  * outer map pointer (in verifier context), but each lookup into an inner map
10392  * assigns a fresh reg->id to the lookup, so while lookups into distinct inner
10393  * maps from the same outer map share the same map_ptr as active_lock.ptr, they
10394  * will get different reg->id assigned to each lookup, hence different
10395  * active_lock.id.
10396  *
10397  * In case of allocated objects, active_lock.ptr is the reg->btf, and the
10398  * reg->id is a unique ID preserved after the NULL pointer check on the pointer
10399  * returned from bpf_obj_new. Each allocation receives a new reg->id.
10400  */
10401 static int check_reg_allocation_locked(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
10402 {
10403         void *ptr;
10404         u32 id;
10405
10406         switch ((int)reg->type) {
10407         case PTR_TO_MAP_VALUE:
10408                 ptr = reg->map_ptr;
10409                 break;
10410         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC:
10411                 ptr = reg->btf;
10412                 break;
10413         default:
10414                 verbose(env, "verifier internal error: unknown reg type for lock check\n");
10415                 return -EFAULT;
10416         }
10417         id = reg->id;
10418
10419         if (!env->cur_state->active_lock.ptr)
10420                 return -EINVAL;
10421         if (env->cur_state->active_lock.ptr != ptr ||
10422             env->cur_state->active_lock.id != id) {
10423                 verbose(env, "held lock and object are not in the same allocation\n");
10424                 return -EINVAL;
10425         }
10426         return 0;
10427 }
10428
10429 static bool is_bpf_list_api_kfunc(u32 btf_id)
10430 {
10431         return btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
10432                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl] ||
10433                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_front] ||
10434                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_back];
10435 }
10436
10437 static bool is_bpf_rbtree_api_kfunc(u32 btf_id)
10438 {
10439         return btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl] ||
10440                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove] ||
10441                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_first];
10442 }
10443
10444 static bool is_bpf_graph_api_kfunc(u32 btf_id)
10445 {
10446         return is_bpf_list_api_kfunc(btf_id) || is_bpf_rbtree_api_kfunc(btf_id) ||
10447                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl];
10448 }
10449
10450 static bool is_callback_calling_kfunc(u32 btf_id)
10451 {
10452         return btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl];
10453 }
10454
10455 static bool is_rbtree_lock_required_kfunc(u32 btf_id)
10456 {
10457         return is_bpf_rbtree_api_kfunc(btf_id);
10458 }
10459
10460 static bool check_kfunc_is_graph_root_api(struct bpf_verifier_env *env,
10461                                           enum btf_field_type head_field_type,
10462                                           u32 kfunc_btf_id)
10463 {
10464         bool ret;
10465
10466         switch (head_field_type) {
10467         case BPF_LIST_HEAD:
10468                 ret = is_bpf_list_api_kfunc(kfunc_btf_id);
10469                 break;
10470         case BPF_RB_ROOT:
10471                 ret = is_bpf_rbtree_api_kfunc(kfunc_btf_id);
10472                 break;
10473         default:
10474                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected graph root argument type %s\n",
10475                         btf_field_type_name(head_field_type));
10476                 return false;
10477         }
10478
10479         if (!ret)
10480                 verbose(env, "verifier internal error: %s head arg for unknown kfunc\n",
10481                         btf_field_type_name(head_field_type));
10482         return ret;
10483 }
10484
10485 static bool check_kfunc_is_graph_node_api(struct bpf_verifier_env *env,
10486                                           enum btf_field_type node_field_type,
10487                                           u32 kfunc_btf_id)
10488 {
10489         bool ret;
10490
10491         switch (node_field_type) {
10492         case BPF_LIST_NODE:
10493                 ret = (kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
10494                        kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl]);
10495                 break;
10496         case BPF_RB_NODE:
10497                 ret = (kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove] ||
10498                        kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]);
10499                 break;
10500         default:
10501                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected graph node argument type %s\n",
10502                         btf_field_type_name(node_field_type));
10503                 return false;
10504         }
10505
10506         if (!ret)
10507                 verbose(env, "verifier internal error: %s node arg for unknown kfunc\n",
10508                         btf_field_type_name(node_field_type));
10509         return ret;
10510 }
10511
10512 static int
10513 __process_kf_arg_ptr_to_graph_root(struct bpf_verifier_env *env,
10514                                    struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10515                                    struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
10516                                    enum btf_field_type head_field_type,
10517                                    struct btf_field **head_field)
10518 {
10519         const char *head_type_name;
10520         struct btf_field *field;
10521         struct btf_record *rec;
10522         u32 head_off;
10523
10524         if (meta->btf != btf_vmlinux) {
10525                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected btf mismatch in kfunc call\n");
10526                 return -EFAULT;
10527         }
10528
10529         if (!check_kfunc_is_graph_root_api(env, head_field_type, meta->func_id))
10530                 return -EFAULT;
10531
10532         head_type_name = btf_field_type_name(head_field_type);
10533         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
10534                 verbose(env,
10535                         "R%d doesn't have constant offset. %s has to be at the constant offset\n",
10536                         regno, head_type_name);
10537                 return -EINVAL;
10538         }
10539
10540         rec = reg_btf_record(reg);
10541         head_off = reg->off + reg->var_off.value;
10542         field = btf_record_find(rec, head_off, head_field_type);
10543         if (!field) {
10544                 verbose(env, "%s not found at offset=%u\n", head_type_name, head_off);
10545                 return -EINVAL;
10546         }
10547
10548         /* All functions require bpf_list_head to be protected using a bpf_spin_lock */
10549         if (check_reg_allocation_locked(env, reg)) {
10550                 verbose(env, "bpf_spin_lock at off=%d must be held for %s\n",
10551                         rec->spin_lock_off, head_type_name);
10552                 return -EINVAL;
10553         }
10554
10555         if (*head_field) {
10556                 verbose(env, "verifier internal error: repeating %s arg\n", head_type_name);
10557                 return -EFAULT;
10558         }
10559         *head_field = field;
10560         return 0;
10561 }
10562
10563 static int process_kf_arg_ptr_to_list_head(struct bpf_verifier_env *env,
10564                                            struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10565                                            struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10566 {
10567         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_root(env, reg, regno, meta, BPF_LIST_HEAD,
10568                                                           &meta->arg_list_head.field);
10569 }
10570
10571 static int process_kf_arg_ptr_to_rbtree_root(struct bpf_verifier_env *env,
10572                                              struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10573                                              struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10574 {
10575         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_root(env, reg, regno, meta, BPF_RB_ROOT,
10576                                                           &meta->arg_rbtree_root.field);
10577 }
10578
10579 static int
10580 __process_kf_arg_ptr_to_graph_node(struct bpf_verifier_env *env,
10581                                    struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10582                                    struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
10583                                    enum btf_field_type head_field_type,
10584                                    enum btf_field_type node_field_type,
10585                                    struct btf_field **node_field)
10586 {
10587         const char *node_type_name;
10588         const struct btf_type *et, *t;
10589         struct btf_field *field;
10590         u32 node_off;
10591
10592         if (meta->btf != btf_vmlinux) {
10593                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected btf mismatch in kfunc call\n");
10594                 return -EFAULT;
10595         }
10596
10597         if (!check_kfunc_is_graph_node_api(env, node_field_type, meta->func_id))
10598                 return -EFAULT;
10599
10600         node_type_name = btf_field_type_name(node_field_type);
10601         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
10602                 verbose(env,
10603                         "R%d doesn't have constant offset. %s has to be at the constant offset\n",
10604                         regno, node_type_name);
10605                 return -EINVAL;
10606         }
10607
10608         node_off = reg->off + reg->var_off.value;
10609         field = reg_find_field_offset(reg, node_off, node_field_type);
10610         if (!field || field->offset != node_off) {
10611                 verbose(env, "%s not found at offset=%u\n", node_type_name, node_off);
10612                 return -EINVAL;
10613         }
10614
10615         field = *node_field;
10616
10617         et = btf_type_by_id(field->graph_root.btf, field->graph_root.value_btf_id);
10618         t = btf_type_by_id(reg->btf, reg->btf_id);
10619         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, 0, field->graph_root.btf,
10620                                   field->graph_root.value_btf_id, true)) {
10621                 verbose(env, "operation on %s expects arg#1 %s at offset=%d "
10622                         "in struct %s, but arg is at offset=%d in struct %s\n",
10623                         btf_field_type_name(head_field_type),
10624                         btf_field_type_name(node_field_type),
10625                         field->graph_root.node_offset,
10626                         btf_name_by_offset(field->graph_root.btf, et->name_off),
10627                         node_off, btf_name_by_offset(reg->btf, t->name_off));
10628                 return -EINVAL;
10629         }
10630         meta->arg_btf = reg->btf;
10631         meta->arg_btf_id = reg->btf_id;
10632
10633         if (node_off != field->graph_root.node_offset) {
10634                 verbose(env, "arg#1 offset=%d, but expected %s at offset=%d in struct %s\n",
10635                         node_off, btf_field_type_name(node_field_type),
10636                         field->graph_root.node_offset,
10637                         btf_name_by_offset(field->graph_root.btf, et->name_off));
10638                 return -EINVAL;
10639         }
10640
10641         return 0;
10642 }
10643
10644 static int process_kf_arg_ptr_to_list_node(struct bpf_verifier_env *env,
10645                                            struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10646                                            struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10647 {
10648         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_node(env, reg, regno, meta,
10649                                                   BPF_LIST_HEAD, BPF_LIST_NODE,
10650                                                   &meta->arg_list_head.field);
10651 }
10652
10653 static int process_kf_arg_ptr_to_rbtree_node(struct bpf_verifier_env *env,
10654                                              struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10655                                              struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10656 {
10657         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_node(env, reg, regno, meta,
10658                                                   BPF_RB_ROOT, BPF_RB_NODE,
10659                                                   &meta->arg_rbtree_root.field);
10660 }
10661
10662 static int check_kfunc_args(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
10663                             int insn_idx)
10664 {
10665         const char *func_name = meta->func_name, *ref_tname;
10666         const struct btf *btf = meta->btf;
10667         const struct btf_param *args;
10668         struct btf_record *rec;
10669         u32 i, nargs;
10670         int ret;
10671
10672         args = (const struct btf_param *)(meta->func_proto + 1);
10673         nargs = btf_type_vlen(meta->func_proto);
10674         if (nargs > MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS) {
10675                 verbose(env, "Function %s has %d > %d args\n", func_name, nargs,
10676                         MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS);
10677                 return -EINVAL;
10678         }
10679
10680         /* Check that BTF function arguments match actual types that the
10681          * verifier sees.
10682          */
10683         for (i = 0; i < nargs; i++) {
10684                 struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[i + 1];
10685                 const struct btf_type *t, *ref_t, *resolve_ret;
10686                 enum bpf_arg_type arg_type = ARG_DONTCARE;
10687                 u32 regno = i + 1, ref_id, type_size;
10688                 bool is_ret_buf_sz = false;
10689                 int kf_arg_type;
10690
10691                 t = btf_type_skip_modifiers(btf, args[i].type, NULL);
10692
10693                 if (is_kfunc_arg_ignore(btf, &args[i]))
10694                         continue;
10695
10696                 if (btf_type_is_scalar(t)) {
10697                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
10698                                 verbose(env, "R%d is not a scalar\n", regno);
10699                                 return -EINVAL;
10700                         }
10701
10702                         if (is_kfunc_arg_constant(meta->btf, &args[i])) {
10703                                 if (meta->arg_constant.found) {
10704                                         verbose(env, "verifier internal error: only one constant argument permitted\n");
10705                                         return -EFAULT;
10706                                 }
10707                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
10708                                         verbose(env, "R%d must be a known constant\n", regno);
10709                                         return -EINVAL;
10710                                 }
10711                                 ret = mark_chain_precision(env, regno);
10712                                 if (ret < 0)
10713                                         return ret;
10714                                 meta->arg_constant.found = true;
10715                                 meta->arg_constant.value = reg->var_off.value;
10716                         } else if (is_kfunc_arg_scalar_with_name(btf, &args[i], "rdonly_buf_size")) {
10717                                 meta->r0_rdonly = true;
10718                                 is_ret_buf_sz = true;
10719                         } else if (is_kfunc_arg_scalar_with_name(btf, &args[i], "rdwr_buf_size")) {
10720                                 is_ret_buf_sz = true;
10721                         }
10722
10723                         if (is_ret_buf_sz) {
10724                                 if (meta->r0_size) {
10725                                         verbose(env, "2 or more rdonly/rdwr_buf_size parameters for kfunc");
10726                                         return -EINVAL;
10727                                 }
10728
10729                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
10730                                         verbose(env, "R%d is not a const\n", regno);
10731                                         return -EINVAL;
10732                                 }
10733
10734                                 meta->r0_size = reg->var_off.value;
10735                                 ret = mark_chain_precision(env, regno);
10736                                 if (ret)
10737                                         return ret;
10738                         }
10739                         continue;
10740                 }
10741
10742                 if (!btf_type_is_ptr(t)) {
10743                         verbose(env, "Unrecognized arg#%d type %s\n", i, btf_type_str(t));
10744                         return -EINVAL;
10745                 }
10746
10747                 if ((is_kfunc_trusted_args(meta) || is_kfunc_rcu(meta)) &&
10748                     (register_is_null(reg) || type_may_be_null(reg->type))) {
10749                         verbose(env, "Possibly NULL pointer passed to trusted arg%d\n", i);
10750                         return -EACCES;
10751                 }
10752
10753                 if (reg->ref_obj_id) {
10754                         if (is_kfunc_release(meta) && meta->ref_obj_id) {
10755                                 verbose(env, "verifier internal error: more than one arg with ref_obj_id R%d %u %u\n",
10756                                         regno, reg->ref_obj_id,
10757                                         meta->ref_obj_id);
10758                                 return -EFAULT;
10759                         }
10760                         meta->ref_obj_id = reg->ref_obj_id;
10761                         if (is_kfunc_release(meta))
10762                                 meta->release_regno = regno;
10763                 }
10764
10765                 ref_t = btf_type_skip_modifiers(btf, t->type, &ref_id);
10766                 ref_tname = btf_name_by_offset(btf, ref_t->name_off);
10767
10768                 kf_arg_type = get_kfunc_ptr_arg_type(env, meta, t, ref_t, ref_tname, args, i, nargs);
10769                 if (kf_arg_type < 0)
10770                         return kf_arg_type;
10771
10772                 switch (kf_arg_type) {
10773                 case KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID:
10774                 case KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID:
10775                         if (!is_kfunc_trusted_args(meta) && !is_kfunc_rcu(meta))
10776                                 break;
10777
10778                         if (!is_trusted_reg(reg)) {
10779                                 if (!is_kfunc_rcu(meta)) {
10780                                         verbose(env, "R%d must be referenced or trusted\n", regno);
10781                                         return -EINVAL;
10782                                 }
10783                                 if (!is_rcu_reg(reg)) {
10784                                         verbose(env, "R%d must be a rcu pointer\n", regno);
10785                                         return -EINVAL;
10786                                 }
10787                         }
10788
10789                         fallthrough;
10790                 case KF_ARG_PTR_TO_CTX:
10791                         /* Trusted arguments have the same offset checks as release arguments */
10792                         arg_type |= OBJ_RELEASE;
10793                         break;
10794                 case KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR:
10795                 case KF_ARG_PTR_TO_ITER:
10796                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD:
10797                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE:
10798                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT:
10799                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE:
10800                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM:
10801                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE:
10802                 case KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK:
10803                 case KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR:
10804                         /* Trusted by default */
10805                         break;
10806                 default:
10807                         WARN_ON_ONCE(1);
10808                         return -EFAULT;
10809                 }
10810
10811                 if (is_kfunc_release(meta) && reg->ref_obj_id)
10812                         arg_type |= OBJ_RELEASE;
10813                 ret = check_func_arg_reg_off(env, reg, regno, arg_type);
10814                 if (ret < 0)
10815                         return ret;
10816
10817                 switch (kf_arg_type) {
10818                 case KF_ARG_PTR_TO_CTX:
10819                         if (reg->type != PTR_TO_CTX) {
10820                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to ctx, but got %s\n", i, btf_type_str(t));
10821                                 return -EINVAL;
10822                         }
10823
10824                         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx]) {
10825                                 ret = get_kern_ctx_btf_id(&env->log, resolve_prog_type(env->prog));
10826                                 if (ret < 0)
10827                                         return -EINVAL;
10828                                 meta->ret_btf_id  = ret;
10829                         }
10830                         break;
10831                 case KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID:
10832                         if (reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
10833                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to allocated object\n", i);
10834                                 return -EINVAL;
10835                         }
10836                         if (!reg->ref_obj_id) {
10837                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
10838                                 return -EINVAL;
10839                         }
10840                         if (meta->btf == btf_vmlinux &&
10841                             meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_drop_impl]) {
10842                                 meta->arg_btf = reg->btf;
10843                                 meta->arg_btf_id = reg->btf_id;
10844                         }
10845                         break;
10846                 case KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR:
10847                 {
10848                         enum bpf_arg_type dynptr_arg_type = ARG_PTR_TO_DYNPTR;
10849                         int clone_ref_obj_id = 0;
10850
10851                         if (reg->type != PTR_TO_STACK &&
10852                             reg->type != CONST_PTR_TO_DYNPTR) {
10853                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to stack or dynptr_ptr\n", i);
10854                                 return -EINVAL;
10855                         }
10856
10857                         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
10858                                 dynptr_arg_type |= MEM_RDONLY;
10859
10860                         if (is_kfunc_arg_uninit(btf, &args[i]))
10861                                 dynptr_arg_type |= MEM_UNINIT;
10862
10863                         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_from_skb]) {
10864                                 dynptr_arg_type |= DYNPTR_TYPE_SKB;
10865                         } else if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_from_xdp]) {
10866                                 dynptr_arg_type |= DYNPTR_TYPE_XDP;
10867                         } else if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_clone] &&
10868                                    (dynptr_arg_type & MEM_UNINIT)) {
10869                                 enum bpf_dynptr_type parent_type = meta->initialized_dynptr.type;
10870
10871                                 if (parent_type == BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID) {
10872                                         verbose(env, "verifier internal error: no dynptr type for parent of clone\n");
10873                                         return -EFAULT;
10874                                 }
10875
10876                                 dynptr_arg_type |= (unsigned int)get_dynptr_type_flag(parent_type);
10877                                 clone_ref_obj_id = meta->initialized_dynptr.ref_obj_id;
10878                                 if (dynptr_type_refcounted(parent_type) && !clone_ref_obj_id) {
10879                                         verbose(env, "verifier internal error: missing ref obj id for parent of clone\n");
10880                                         return -EFAULT;
10881                                 }
10882                         }
10883
10884                         ret = process_dynptr_func(env, regno, insn_idx, dynptr_arg_type, clone_ref_obj_id);
10885                         if (ret < 0)
10886                                 return ret;
10887
10888                         if (!(dynptr_arg_type & MEM_UNINIT)) {
10889                                 int id = dynptr_id(env, reg);
10890
10891                                 if (id < 0) {
10892                                         verbose(env, "verifier internal error: failed to obtain dynptr id\n");
10893                                         return id;
10894                                 }
10895                                 meta->initialized_dynptr.id = id;
10896                                 meta->initialized_dynptr.type = dynptr_get_type(env, reg);
10897                                 meta->initialized_dynptr.ref_obj_id = dynptr_ref_obj_id(env, reg);
10898                         }
10899
10900                         break;
10901                 }
10902                 case KF_ARG_PTR_TO_ITER:
10903                         ret = process_iter_arg(env, regno, insn_idx, meta);
10904                         if (ret < 0)
10905                                 return ret;
10906                         break;
10907                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD:
10908                         if (reg->type != PTR_TO_MAP_VALUE &&
10909                             reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
10910                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to map value or allocated object\n", i);
10911                                 return -EINVAL;
10912                         }
10913                         if (reg->type == (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC) && !reg->ref_obj_id) {
10914                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
10915                                 return -EINVAL;
10916                         }
10917                         ret = process_kf_arg_ptr_to_list_head(env, reg, regno, meta);
10918                         if (ret < 0)
10919                                 return ret;
10920                         break;
10921                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT:
10922                         if (reg->type != PTR_TO_MAP_VALUE &&
10923                             reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
10924                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to map value or allocated object\n", i);
10925                                 return -EINVAL;
10926                         }
10927                         if (reg->type == (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC) && !reg->ref_obj_id) {
10928                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
10929                                 return -EINVAL;
10930                         }
10931                         ret = process_kf_arg_ptr_to_rbtree_root(env, reg, regno, meta);
10932                         if (ret < 0)
10933                                 return ret;
10934                         break;
10935                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE:
10936                         if (reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
10937                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to allocated object\n", i);
10938                                 return -EINVAL;
10939                         }
10940                         if (!reg->ref_obj_id) {
10941                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
10942                                 return -EINVAL;
10943                         }
10944                         ret = process_kf_arg_ptr_to_list_node(env, reg, regno, meta);
10945                         if (ret < 0)
10946                                 return ret;
10947                         break;
10948                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE:
10949                         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove]) {
10950                                 if (!type_is_non_owning_ref(reg->type) || reg->ref_obj_id) {
10951                                         verbose(env, "rbtree_remove node input must be non-owning ref\n");
10952                                         return -EINVAL;
10953                                 }
10954                                 if (in_rbtree_lock_required_cb(env)) {
10955                                         verbose(env, "rbtree_remove not allowed in rbtree cb\n");
10956                                         return -EINVAL;
10957                                 }
10958                         } else {
10959                                 if (reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
10960                                         verbose(env, "arg#%d expected pointer to allocated object\n", i);
10961                                         return -EINVAL;
10962                                 }
10963                                 if (!reg->ref_obj_id) {
10964                                         verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
10965                                         return -EINVAL;
10966                                 }
10967                         }
10968
10969                         ret = process_kf_arg_ptr_to_rbtree_node(env, reg, regno, meta);
10970                         if (ret < 0)
10971                                 return ret;
10972                         break;
10973                 case KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID:
10974                         /* Only base_type is checked, further checks are done here */
10975                         if ((base_type(reg->type) != PTR_TO_BTF_ID ||
10976                              (bpf_type_has_unsafe_modifiers(reg->type) && !is_rcu_reg(reg))) &&
10977                             !reg2btf_ids[base_type(reg->type)]) {
10978                                 verbose(env, "arg#%d is %s ", i, reg_type_str(env, reg->type));
10979                                 verbose(env, "expected %s or socket\n",
10980                                         reg_type_str(env, base_type(reg->type) |
10981                                                           (type_flag(reg->type) & BPF_REG_TRUSTED_MODIFIERS)));
10982                                 return -EINVAL;
10983                         }
10984                         ret = process_kf_arg_ptr_to_btf_id(env, reg, ref_t, ref_tname, ref_id, meta, i);
10985                         if (ret < 0)
10986                                 return ret;
10987                         break;
10988                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM:
10989                         resolve_ret = btf_resolve_size(btf, ref_t, &type_size);
10990                         if (IS_ERR(resolve_ret)) {
10991                                 verbose(env, "arg#%d reference type('%s %s') size cannot be determined: %ld\n",
10992                                         i, btf_type_str(ref_t), ref_tname, PTR_ERR(resolve_ret));
10993                                 return -EINVAL;
10994                         }
10995                         ret = check_mem_reg(env, reg, regno, type_size);
10996                         if (ret < 0)
10997                                 return ret;
10998                         break;
10999                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE:
11000                 {
11001                         struct bpf_reg_state *buff_reg = &regs[regno];
11002                         const struct btf_param *buff_arg = &args[i];
11003                         struct bpf_reg_state *size_reg = &regs[regno + 1];
11004                         const struct btf_param *size_arg = &args[i + 1];
11005
11006                         if (!register_is_null(buff_reg) || !is_kfunc_arg_optional(meta->btf, buff_arg)) {
11007                                 ret = check_kfunc_mem_size_reg(env, size_reg, regno + 1);
11008                                 if (ret < 0) {
11009                                         verbose(env, "arg#%d arg#%d memory, len pair leads to invalid memory access\n", i, i + 1);
11010                                         return ret;
11011                                 }
11012                         }
11013
11014                         if (is_kfunc_arg_const_mem_size(meta->btf, size_arg, size_reg)) {
11015                                 if (meta->arg_constant.found) {
11016                                         verbose(env, "verifier internal error: only one constant argument permitted\n");
11017                                         return -EFAULT;
11018                                 }
11019                                 if (!tnum_is_const(size_reg->var_off)) {
11020                                         verbose(env, "R%d must be a known constant\n", regno + 1);
11021                                         return -EINVAL;
11022                                 }
11023                                 meta->arg_constant.found = true;
11024                                 meta->arg_constant.value = size_reg->var_off.value;
11025                         }
11026
11027                         /* Skip next '__sz' or '__szk' argument */
11028                         i++;
11029                         break;
11030                 }
11031                 case KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK:
11032                         meta->subprogno = reg->subprogno;
11033                         break;
11034                 case KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR:
11035                         if (!type_is_ptr_alloc_obj(reg->type)) {
11036                                 verbose(env, "arg#%d is neither owning or non-owning ref\n", i);
11037                                 return -EINVAL;
11038                         }
11039                         if (!type_is_non_owning_ref(reg->type))
11040                                 meta->arg_owning_ref = true;
11041
11042                         rec = reg_btf_record(reg);
11043                         if (!rec) {
11044                                 verbose(env, "verifier internal error: Couldn't find btf_record\n");
11045                                 return -EFAULT;
11046                         }
11047
11048                         if (rec->refcount_off < 0) {
11049                                 verbose(env, "arg#%d doesn't point to a type with bpf_refcount field\n", i);
11050                                 return -EINVAL;
11051                         }
11052                         if (rec->refcount_off >= 0) {
11053                                 verbose(env, "bpf_refcount_acquire calls are disabled for now\n");
11054                                 return -EINVAL;
11055                         }
11056                         meta->arg_btf = reg->btf;
11057                         meta->arg_btf_id = reg->btf_id;
11058                         break;
11059                 }
11060         }
11061
11062         if (is_kfunc_release(meta) && !meta->release_regno) {
11063                 verbose(env, "release kernel function %s expects refcounted PTR_TO_BTF_ID\n",
11064                         func_name);
11065                 return -EINVAL;
11066         }
11067
11068         return 0;
11069 }
11070
11071 static int fetch_kfunc_meta(struct bpf_verifier_env *env,
11072                             struct bpf_insn *insn,
11073                             struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
11074                             const char **kfunc_name)
11075 {
11076         const struct btf_type *func, *func_proto;
11077         u32 func_id, *kfunc_flags;
11078         const char *func_name;
11079         struct btf *desc_btf;
11080
11081         if (kfunc_name)
11082                 *kfunc_name = NULL;
11083
11084         if (!insn->imm)
11085                 return -EINVAL;
11086
11087         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(env, insn->off);
11088         if (IS_ERR(desc_btf))
11089                 return PTR_ERR(desc_btf);
11090
11091         func_id = insn->imm;
11092         func = btf_type_by_id(desc_btf, func_id);
11093         func_name = btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
11094         if (kfunc_name)
11095                 *kfunc_name = func_name;
11096         func_proto = btf_type_by_id(desc_btf, func->type);
11097
11098         kfunc_flags = btf_kfunc_id_set_contains(desc_btf, func_id, env->prog);
11099         if (!kfunc_flags) {
11100                 return -EACCES;
11101         }
11102
11103         memset(meta, 0, sizeof(*meta));
11104         meta->btf = desc_btf;
11105         meta->func_id = func_id;
11106         meta->kfunc_flags = *kfunc_flags;
11107         meta->func_proto = func_proto;
11108         meta->func_name = func_name;
11109
11110         return 0;
11111 }
11112
11113 static int check_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
11114                             int *insn_idx_p)
11115 {
11116         const struct btf_type *t, *ptr_type;
11117         u32 i, nargs, ptr_type_id, release_ref_obj_id;
11118         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
11119         const char *func_name, *ptr_type_name;
11120         bool sleepable, rcu_lock, rcu_unlock;
11121         struct bpf_kfunc_call_arg_meta meta;
11122         struct bpf_insn_aux_data *insn_aux;
11123         int err, insn_idx = *insn_idx_p;
11124         const struct btf_param *args;
11125         const struct btf_type *ret_t;
11126         struct btf *desc_btf;
11127
11128         /* skip for now, but return error when we find this in fixup_kfunc_call */
11129         if (!insn->imm)
11130                 return 0;
11131
11132         err = fetch_kfunc_meta(env, insn, &meta, &func_name);
11133         if (err == -EACCES && func_name)
11134                 verbose(env, "calling kernel function %s is not allowed\n", func_name);
11135         if (err)
11136                 return err;
11137         desc_btf = meta.btf;
11138         insn_aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
11139
11140         insn_aux->is_iter_next = is_iter_next_kfunc(&meta);
11141
11142         if (is_kfunc_destructive(&meta) && !capable(CAP_SYS_BOOT)) {
11143                 verbose(env, "destructive kfunc calls require CAP_SYS_BOOT capability\n");
11144                 return -EACCES;
11145         }
11146
11147         sleepable = is_kfunc_sleepable(&meta);
11148         if (sleepable && !env->prog->aux->sleepable) {
11149                 verbose(env, "program must be sleepable to call sleepable kfunc %s\n", func_name);
11150                 return -EACCES;
11151         }
11152
11153         rcu_lock = is_kfunc_bpf_rcu_read_lock(&meta);
11154         rcu_unlock = is_kfunc_bpf_rcu_read_unlock(&meta);
11155
11156         if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
11157                 struct bpf_func_state *state;
11158                 struct bpf_reg_state *reg;
11159
11160                 if (rcu_lock) {
11161                         verbose(env, "nested rcu read lock (kernel function %s)\n", func_name);
11162                         return -EINVAL;
11163                 } else if (rcu_unlock) {
11164                         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
11165                                 if (reg->type & MEM_RCU) {
11166                                         reg->type &= ~(MEM_RCU | PTR_MAYBE_NULL);
11167                                         reg->type |= PTR_UNTRUSTED;
11168                                 }
11169                         }));
11170                         env->cur_state->active_rcu_lock = false;
11171                 } else if (sleepable) {
11172                         verbose(env, "kernel func %s is sleepable within rcu_read_lock region\n", func_name);
11173                         return -EACCES;
11174                 }
11175         } else if (rcu_lock) {
11176                 env->cur_state->active_rcu_lock = true;
11177         } else if (rcu_unlock) {
11178                 verbose(env, "unmatched rcu read unlock (kernel function %s)\n", func_name);
11179                 return -EINVAL;
11180         }
11181
11182         /* Check the arguments */
11183         err = check_kfunc_args(env, &meta, insn_idx);
11184         if (err < 0)
11185                 return err;
11186         /* In case of release function, we get register number of refcounted
11187          * PTR_TO_BTF_ID in bpf_kfunc_arg_meta, do the release now.
11188          */
11189         if (meta.release_regno) {
11190                 err = release_reference(env, regs[meta.release_regno].ref_obj_id);
11191                 if (err) {
11192                         verbose(env, "kfunc %s#%d reference has not been acquired before\n",
11193                                 func_name, meta.func_id);
11194                         return err;
11195                 }
11196         }
11197
11198         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
11199             meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl] ||
11200             meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
11201                 release_ref_obj_id = regs[BPF_REG_2].ref_obj_id;
11202                 insn_aux->insert_off = regs[BPF_REG_2].off;
11203                 insn_aux->kptr_struct_meta = btf_find_struct_meta(meta.arg_btf, meta.arg_btf_id);
11204                 err = ref_convert_owning_non_owning(env, release_ref_obj_id);
11205                 if (err) {
11206                         verbose(env, "kfunc %s#%d conversion of owning ref to non-owning failed\n",
11207                                 func_name, meta.func_id);
11208                         return err;
11209                 }
11210
11211                 err = release_reference(env, release_ref_obj_id);
11212                 if (err) {
11213                         verbose(env, "kfunc %s#%d reference has not been acquired before\n",
11214                                 func_name, meta.func_id);
11215                         return err;
11216                 }
11217         }
11218
11219         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
11220                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
11221                                         set_rbtree_add_callback_state);
11222                 if (err) {
11223                         verbose(env, "kfunc %s#%d failed callback verification\n",
11224                                 func_name, meta.func_id);
11225                         return err;
11226                 }
11227         }
11228
11229         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++)
11230                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
11231
11232         /* Check return type */
11233         t = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, meta.func_proto->type, NULL);
11234
11235         if (is_kfunc_acquire(&meta) && !btf_type_is_struct_ptr(meta.btf, t)) {
11236                 /* Only exception is bpf_obj_new_impl */
11237                 if (meta.btf != btf_vmlinux ||
11238                     (meta.func_id != special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl] &&
11239                      meta.func_id != special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl])) {
11240                         verbose(env, "acquire kernel function does not return PTR_TO_BTF_ID\n");
11241                         return -EINVAL;
11242                 }
11243         }
11244
11245         if (btf_type_is_scalar(t)) {
11246                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
11247                 mark_btf_func_reg_size(env, BPF_REG_0, t->size);
11248         } else if (btf_type_is_ptr(t)) {
11249                 ptr_type = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, t->type, &ptr_type_id);
11250
11251                 if (meta.btf == btf_vmlinux && btf_id_set_contains(&special_kfunc_set, meta.func_id)) {
11252                         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl]) {
11253                                 struct btf *ret_btf;
11254                                 u32 ret_btf_id;
11255
11256                                 if (unlikely(!bpf_global_ma_set))
11257                                         return -ENOMEM;
11258
11259                                 if (((u64)(u32)meta.arg_constant.value) != meta.arg_constant.value) {
11260                                         verbose(env, "local type ID argument must be in range [0, U32_MAX]\n");
11261                                         return -EINVAL;
11262                                 }
11263
11264                                 ret_btf = env->prog->aux->btf;
11265                                 ret_btf_id = meta.arg_constant.value;
11266
11267                                 /* This may be NULL due to user not supplying a BTF */
11268                                 if (!ret_btf) {
11269                                         verbose(env, "bpf_obj_new requires prog BTF\n");
11270                                         return -EINVAL;
11271                                 }
11272
11273                                 ret_t = btf_type_by_id(ret_btf, ret_btf_id);
11274                                 if (!ret_t || !__btf_type_is_struct(ret_t)) {
11275                                         verbose(env, "bpf_obj_new type ID argument must be of a struct\n");
11276                                         return -EINVAL;
11277                                 }
11278
11279                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11280                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC;
11281                                 regs[BPF_REG_0].btf = ret_btf;
11282                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = ret_btf_id;
11283
11284                                 insn_aux->obj_new_size = ret_t->size;
11285                                 insn_aux->kptr_struct_meta =
11286                                         btf_find_struct_meta(ret_btf, ret_btf_id);
11287                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl]) {
11288                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11289                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC;
11290                                 regs[BPF_REG_0].btf = meta.arg_btf;
11291                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.arg_btf_id;
11292
11293                                 insn_aux->kptr_struct_meta =
11294                                         btf_find_struct_meta(meta.arg_btf,
11295                                                              meta.arg_btf_id);
11296                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_front] ||
11297                                    meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_back]) {
11298                                 struct btf_field *field = meta.arg_list_head.field;
11299
11300                                 mark_reg_graph_node(regs, BPF_REG_0, &field->graph_root);
11301                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove] ||
11302                                    meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_first]) {
11303                                 struct btf_field *field = meta.arg_rbtree_root.field;
11304
11305                                 mark_reg_graph_node(regs, BPF_REG_0, &field->graph_root);
11306                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx]) {
11307                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11308                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED;
11309                                 regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
11310                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.ret_btf_id;
11311                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rdonly_cast]) {
11312                                 ret_t = btf_type_by_id(desc_btf, meta.arg_constant.value);
11313                                 if (!ret_t || !btf_type_is_struct(ret_t)) {
11314                                         verbose(env,
11315                                                 "kfunc bpf_rdonly_cast type ID argument must be of a struct\n");
11316                                         return -EINVAL;
11317                                 }
11318
11319                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11320                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED;
11321                                 regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
11322                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.arg_constant.value;
11323                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_slice] ||
11324                                    meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_slice_rdwr]) {
11325                                 enum bpf_type_flag type_flag = get_dynptr_type_flag(meta.initialized_dynptr.type);
11326
11327                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11328
11329                                 if (!meta.arg_constant.found) {
11330                                         verbose(env, "verifier internal error: bpf_dynptr_slice(_rdwr) no constant size\n");
11331                                         return -EFAULT;
11332                                 }
11333
11334                                 regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.arg_constant.value;
11335
11336                                 /* PTR_MAYBE_NULL will be added when is_kfunc_ret_null is checked */
11337                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | type_flag;
11338
11339                                 if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_slice]) {
11340                                         regs[BPF_REG_0].type |= MEM_RDONLY;
11341                                 } else {
11342                                         /* this will set env->seen_direct_write to true */
11343                                         if (!may_access_direct_pkt_data(env, NULL, BPF_WRITE)) {
11344                                                 verbose(env, "the prog does not allow writes to packet data\n");
11345                                                 return -EINVAL;
11346                                         }
11347                                 }
11348
11349                                 if (!meta.initialized_dynptr.id) {
11350                                         verbose(env, "verifier internal error: no dynptr id\n");
11351                                         return -EFAULT;
11352                                 }
11353                                 regs[BPF_REG_0].dynptr_id = meta.initialized_dynptr.id;
11354
11355                                 /* we don't need to set BPF_REG_0's ref obj id
11356                                  * because packet slices are not refcounted (see
11357                                  * dynptr_type_refcounted)
11358                                  */
11359                         } else {
11360                                 verbose(env, "kernel function %s unhandled dynamic return type\n",
11361                                         meta.func_name);
11362                                 return -EFAULT;
11363                         }
11364                 } else if (!__btf_type_is_struct(ptr_type)) {
11365                         if (!meta.r0_size) {
11366                                 __u32 sz;
11367
11368                                 if (!IS_ERR(btf_resolve_size(desc_btf, ptr_type, &sz))) {
11369                                         meta.r0_size = sz;
11370                                         meta.r0_rdonly = true;
11371                                 }
11372                         }
11373                         if (!meta.r0_size) {
11374                                 ptr_type_name = btf_name_by_offset(desc_btf,
11375                                                                    ptr_type->name_off);
11376                                 verbose(env,
11377                                         "kernel function %s returns pointer type %s %s is not supported\n",
11378                                         func_name,
11379                                         btf_type_str(ptr_type),
11380                                         ptr_type_name);
11381                                 return -EINVAL;
11382                         }
11383
11384                         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11385                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM;
11386                         regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.r0_size;
11387
11388                         if (meta.r0_rdonly)
11389                                 regs[BPF_REG_0].type |= MEM_RDONLY;
11390
11391                         /* Ensures we don't access the memory after a release_reference() */
11392                         if (meta.ref_obj_id)
11393                                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
11394                 } else {
11395                         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11396                         regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
11397                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID;
11398                         regs[BPF_REG_0].btf_id = ptr_type_id;
11399                 }
11400
11401                 if (is_kfunc_ret_null(&meta)) {
11402                         regs[BPF_REG_0].type |= PTR_MAYBE_NULL;
11403                         /* For mark_ptr_or_null_reg, see 93c230e3f5bd6 */
11404                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
11405                 }
11406                 mark_btf_func_reg_size(env, BPF_REG_0, sizeof(void *));
11407                 if (is_kfunc_acquire(&meta)) {
11408                         int id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
11409
11410                         if (id < 0)
11411                                 return id;
11412                         if (is_kfunc_ret_null(&meta))
11413                                 regs[BPF_REG_0].id = id;
11414                         regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = id;
11415                 } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_first]) {
11416                         ref_set_non_owning(env, &regs[BPF_REG_0]);
11417                 }
11418
11419                 if (reg_may_point_to_spin_lock(&regs[BPF_REG_0]) && !regs[BPF_REG_0].id)
11420                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
11421         } else if (btf_type_is_void(t)) {
11422                 if (meta.btf == btf_vmlinux && btf_id_set_contains(&special_kfunc_set, meta.func_id)) {
11423                         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_drop_impl]) {
11424                                 insn_aux->kptr_struct_meta =
11425                                         btf_find_struct_meta(meta.arg_btf,
11426                                                              meta.arg_btf_id);
11427                         }
11428                 }
11429         }
11430
11431         nargs = btf_type_vlen(meta.func_proto);
11432         args = (const struct btf_param *)(meta.func_proto + 1);
11433         for (i = 0; i < nargs; i++) {
11434                 u32 regno = i + 1;
11435
11436                 t = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, args[i].type, NULL);
11437                 if (btf_type_is_ptr(t))
11438                         mark_btf_func_reg_size(env, regno, sizeof(void *));
11439                 else
11440                         /* scalar. ensured by btf_check_kfunc_arg_match() */
11441                         mark_btf_func_reg_size(env, regno, t->size);
11442         }
11443
11444         if (is_iter_next_kfunc(&meta)) {
11445                 err = process_iter_next_call(env, insn_idx, &meta);
11446                 if (err)
11447                         return err;
11448         }
11449
11450         return 0;
11451 }
11452
11453 static bool signed_add_overflows(s64 a, s64 b)
11454 {
11455         /* Do the add in u64, where overflow is well-defined */
11456         s64 res = (s64)((u64)a + (u64)b);
11457
11458         if (b < 0)
11459                 return res > a;
11460         return res < a;
11461 }
11462
11463 static bool signed_add32_overflows(s32 a, s32 b)
11464 {
11465         /* Do the add in u32, where overflow is well-defined */
11466         s32 res = (s32)((u32)a + (u32)b);
11467
11468         if (b < 0)
11469                 return res > a;
11470         return res < a;
11471 }
11472
11473 static bool signed_sub_overflows(s64 a, s64 b)
11474 {
11475         /* Do the sub in u64, where overflow is well-defined */
11476         s64 res = (s64)((u64)a - (u64)b);
11477
11478         if (b < 0)
11479                 return res < a;
11480         return res > a;
11481 }
11482
11483 static bool signed_sub32_overflows(s32 a, s32 b)
11484 {
11485         /* Do the sub in u32, where overflow is well-defined */
11486         s32 res = (s32)((u32)a - (u32)b);
11487
11488         if (b < 0)
11489                 return res < a;
11490         return res > a;
11491 }
11492
11493 static bool check_reg_sane_offset(struct bpf_verifier_env *env,
11494                                   const struct bpf_reg_state *reg,
11495                                   enum bpf_reg_type type)
11496 {
11497         bool known = tnum_is_const(reg->var_off);
11498         s64 val = reg->var_off.value;
11499         s64 smin = reg->smin_value;
11500
11501         if (known && (val >= BPF_MAX_VAR_OFF || val <= -BPF_MAX_VAR_OFF)) {
11502                 verbose(env, "math between %s pointer and %lld is not allowed\n",
11503                         reg_type_str(env, type), val);
11504                 return false;
11505         }
11506
11507         if (reg->off >= BPF_MAX_VAR_OFF || reg->off <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
11508                 verbose(env, "%s pointer offset %d is not allowed\n",
11509                         reg_type_str(env, type), reg->off);
11510                 return false;
11511         }
11512
11513         if (smin == S64_MIN) {
11514                 verbose(env, "math between %s pointer and register with unbounded min value is not allowed\n",
11515                         reg_type_str(env, type));
11516                 return false;
11517         }
11518
11519         if (smin >= BPF_MAX_VAR_OFF || smin <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
11520                 verbose(env, "value %lld makes %s pointer be out of bounds\n",
11521                         smin, reg_type_str(env, type));
11522                 return false;
11523         }
11524
11525         return true;
11526 }
11527
11528 enum {
11529         REASON_BOUNDS   = -1,
11530         REASON_TYPE     = -2,
11531         REASON_PATHS    = -3,
11532         REASON_LIMIT    = -4,
11533         REASON_STACK    = -5,
11534 };
11535
11536 static int retrieve_ptr_limit(const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
11537                               u32 *alu_limit, bool mask_to_left)
11538 {
11539         u32 max = 0, ptr_limit = 0;
11540
11541         switch (ptr_reg->type) {
11542         case PTR_TO_STACK:
11543                 /* Offset 0 is out-of-bounds, but acceptable start for the
11544                  * left direction, see BPF_REG_FP. Also, unknown scalar
11545                  * offset where we would need to deal with min/max bounds is
11546                  * currently prohibited for unprivileged.
11547                  */
11548                 max = MAX_BPF_STACK + mask_to_left;
11549                 ptr_limit = -(ptr_reg->var_off.value + ptr_reg->off);
11550                 break;
11551         case PTR_TO_MAP_VALUE:
11552                 max = ptr_reg->map_ptr->value_size;
11553                 ptr_limit = (mask_to_left ?
11554                              ptr_reg->smin_value :
11555                              ptr_reg->umax_value) + ptr_reg->off;
11556                 break;
11557         default:
11558                 return REASON_TYPE;
11559         }
11560
11561         if (ptr_limit >= max)
11562                 return REASON_LIMIT;
11563         *alu_limit = ptr_limit;
11564         return 0;
11565 }
11566
11567 static bool can_skip_alu_sanitation(const struct bpf_verifier_env *env,
11568                                     const struct bpf_insn *insn)
11569 {
11570         return env->bypass_spec_v1 || BPF_SRC(insn->code) == BPF_K;
11571 }
11572
11573 static int update_alu_sanitation_state(struct bpf_insn_aux_data *aux,
11574                                        u32 alu_state, u32 alu_limit)
11575 {
11576         /* If we arrived here from different branches with different
11577          * state or limits to sanitize, then this won't work.
11578          */
11579         if (aux->alu_state &&
11580             (aux->alu_state != alu_state ||
11581              aux->alu_limit != alu_limit))
11582                 return REASON_PATHS;
11583
11584         /* Corresponding fixup done in do_misc_fixups(). */
11585         aux->alu_state = alu_state;
11586         aux->alu_limit = alu_limit;
11587         return 0;
11588 }
11589
11590 static int sanitize_val_alu(struct bpf_verifier_env *env,
11591                             struct bpf_insn *insn)
11592 {
11593         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
11594
11595         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
11596                 return 0;
11597
11598         return update_alu_sanitation_state(aux, BPF_ALU_NON_POINTER, 0);
11599 }
11600
11601 static bool sanitize_needed(u8 opcode)
11602 {
11603         return opcode == BPF_ADD || opcode == BPF_SUB;
11604 }
11605
11606 struct bpf_sanitize_info {
11607         struct bpf_insn_aux_data aux;
11608         bool mask_to_left;
11609 };
11610
11611 static struct bpf_verifier_state *
11612 sanitize_speculative_path(struct bpf_verifier_env *env,
11613                           const struct bpf_insn *insn,
11614                           u32 next_idx, u32 curr_idx)
11615 {
11616         struct bpf_verifier_state *branch;
11617         struct bpf_reg_state *regs;
11618
11619         branch = push_stack(env, next_idx, curr_idx, true);
11620         if (branch && insn) {
11621                 regs = branch->frame[branch->curframe]->regs;
11622                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
11623                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
11624                 } else if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
11625                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
11626                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->src_reg);
11627                 }
11628         }
11629         return branch;
11630 }
11631
11632 static int sanitize_ptr_alu(struct bpf_verifier_env *env,
11633                             struct bpf_insn *insn,
11634                             const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
11635                             const struct bpf_reg_state *off_reg,
11636                             struct bpf_reg_state *dst_reg,
11637                             struct bpf_sanitize_info *info,
11638                             const bool commit_window)
11639 {
11640         struct bpf_insn_aux_data *aux = commit_window ? cur_aux(env) : &info->aux;
11641         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
11642         bool off_is_imm = tnum_is_const(off_reg->var_off);
11643         bool off_is_neg = off_reg->smin_value < 0;
11644         bool ptr_is_dst_reg = ptr_reg == dst_reg;
11645         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
11646         u32 alu_state, alu_limit;
11647         struct bpf_reg_state tmp;
11648         bool ret;
11649         int err;
11650
11651         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
11652                 return 0;
11653
11654         /* We already marked aux for masking from non-speculative
11655          * paths, thus we got here in the first place. We only care
11656          * to explore bad access from here.
11657          */
11658         if (vstate->speculative)
11659                 goto do_sim;
11660
11661         if (!commit_window) {
11662                 if (!tnum_is_const(off_reg->var_off) &&
11663                     (off_reg->smin_value < 0) != (off_reg->smax_value < 0))
11664                         return REASON_BOUNDS;
11665
11666                 info->mask_to_left = (opcode == BPF_ADD &&  off_is_neg) ||
11667                                      (opcode == BPF_SUB && !off_is_neg);
11668         }
11669
11670         err = retrieve_ptr_limit(ptr_reg, &alu_limit, info->mask_to_left);
11671         if (err < 0)
11672                 return err;
11673
11674         if (commit_window) {
11675                 /* In commit phase we narrow the masking window based on
11676                  * the observed pointer move after the simulated operation.
11677                  */
11678                 alu_state = info->aux.alu_state;
11679                 alu_limit = abs(info->aux.alu_limit - alu_limit);
11680         } else {
11681                 alu_state  = off_is_neg ? BPF_ALU_NEG_VALUE : 0;
11682                 alu_state |= off_is_imm ? BPF_ALU_IMMEDIATE : 0;
11683                 alu_state |= ptr_is_dst_reg ?
11684                              BPF_ALU_SANITIZE_SRC : BPF_ALU_SANITIZE_DST;
11685
11686                 /* Limit pruning on unknown scalars to enable deep search for
11687                  * potential masking differences from other program paths.
11688                  */
11689                 if (!off_is_imm)
11690                         env->explore_alu_limits = true;
11691         }
11692
11693         err = update_alu_sanitation_state(aux, alu_state, alu_limit);
11694         if (err < 0)
11695                 return err;
11696 do_sim:
11697         /* If we're in commit phase, we're done here given we already
11698          * pushed the truncated dst_reg into the speculative verification
11699          * stack.
11700          *
11701          * Also, when register is a known constant, we rewrite register-based
11702          * operation to immediate-based, and thus do not need masking (and as
11703          * a consequence, do not need to simulate the zero-truncation either).
11704          */
11705         if (commit_window || off_is_imm)
11706                 return 0;
11707
11708         /* Simulate and find potential out-of-bounds access under
11709          * speculative execution from truncation as a result of
11710          * masking when off was not within expected range. If off
11711          * sits in dst, then we temporarily need to move ptr there
11712          * to simulate dst (== 0) +/-= ptr. Needed, for example,
11713          * for cases where we use K-based arithmetic in one direction
11714          * and truncated reg-based in the other in order to explore
11715          * bad access.
11716          */
11717         if (!ptr_is_dst_reg) {
11718                 tmp = *dst_reg;
11719                 copy_register_state(dst_reg, ptr_reg);
11720         }
11721         ret = sanitize_speculative_path(env, NULL, env->insn_idx + 1,
11722                                         env->insn_idx);
11723         if (!ptr_is_dst_reg && ret)
11724                 *dst_reg = tmp;
11725         return !ret ? REASON_STACK : 0;
11726 }
11727
11728 static void sanitize_mark_insn_seen(struct bpf_verifier_env *env)
11729 {
11730         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
11731
11732         /* If we simulate paths under speculation, we don't update the
11733          * insn as 'seen' such that when we verify unreachable paths in
11734          * the non-speculative domain, sanitize_dead_code() can still
11735          * rewrite/sanitize them.
11736          */
11737         if (!vstate->speculative)
11738                 env->insn_aux_data[env->insn_idx].seen = env->pass_cnt;
11739 }
11740
11741 static int sanitize_err(struct bpf_verifier_env *env,
11742                         const struct bpf_insn *insn, int reason,
11743                         const struct bpf_reg_state *off_reg,
11744                         const struct bpf_reg_state *dst_reg)
11745 {
11746         static const char *err = "pointer arithmetic with it prohibited for !root";
11747         const char *op = BPF_OP(insn->code) == BPF_ADD ? "add" : "sub";
11748         u32 dst = insn->dst_reg, src = insn->src_reg;
11749
11750         switch (reason) {
11751         case REASON_BOUNDS:
11752                 verbose(env, "R%d has unknown scalar with mixed signed bounds, %s\n",
11753                         off_reg == dst_reg ? dst : src, err);
11754                 break;
11755         case REASON_TYPE:
11756                 verbose(env, "R%d has pointer with unsupported alu operation, %s\n",
11757                         off_reg == dst_reg ? src : dst, err);
11758                 break;
11759         case REASON_PATHS:
11760                 verbose(env, "R%d tried to %s from different maps, paths or scalars, %s\n",
11761                         dst, op, err);
11762                 break;
11763         case REASON_LIMIT:
11764                 verbose(env, "R%d tried to %s beyond pointer bounds, %s\n",
11765                         dst, op, err);
11766                 break;
11767         case REASON_STACK:
11768                 verbose(env, "R%d could not be pushed for speculative verification, %s\n",
11769                         dst, err);
11770                 break;
11771         default:
11772                 verbose(env, "verifier internal error: unknown reason (%d)\n",
11773                         reason);
11774                 break;
11775         }
11776
11777         return -EACCES;
11778 }
11779
11780 /* check that stack access falls within stack limits and that 'reg' doesn't
11781  * have a variable offset.
11782  *
11783  * Variable offset is prohibited for unprivileged mode for simplicity since it
11784  * requires corresponding support in Spectre masking for stack ALU.  See also
11785  * retrieve_ptr_limit().
11786  *
11787  *
11788  * 'off' includes 'reg->off'.
11789  */
11790 static int check_stack_access_for_ptr_arithmetic(
11791                                 struct bpf_verifier_env *env,
11792                                 int regno,
11793                                 const struct bpf_reg_state *reg,
11794                                 int off)
11795 {
11796         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
11797                 char tn_buf[48];
11798
11799                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
11800                 verbose(env, "R%d variable stack access prohibited for !root, var_off=%s off=%d\n",
11801                         regno, tn_buf, off);
11802                 return -EACCES;
11803         }
11804
11805         if (off >= 0 || off < -MAX_BPF_STACK) {
11806                 verbose(env, "R%d stack pointer arithmetic goes out of range, "
11807                         "prohibited for !root; off=%d\n", regno, off);
11808                 return -EACCES;
11809         }
11810
11811         return 0;
11812 }
11813
11814 static int sanitize_check_bounds(struct bpf_verifier_env *env,
11815                                  const struct bpf_insn *insn,
11816                                  const struct bpf_reg_state *dst_reg)
11817 {
11818         u32 dst = insn->dst_reg;
11819
11820         /* For unprivileged we require that resulting offset must be in bounds
11821          * in order to be able to sanitize access later on.
11822          */
11823         if (env->bypass_spec_v1)
11824                 return 0;
11825
11826         switch (dst_reg->type) {
11827         case PTR_TO_STACK:
11828                 if (check_stack_access_for_ptr_arithmetic(env, dst, dst_reg,
11829                                         dst_reg->off + dst_reg->var_off.value))
11830                         return -EACCES;
11831                 break;
11832         case PTR_TO_MAP_VALUE:
11833                 if (check_map_access(env, dst, dst_reg->off, 1, false, ACCESS_HELPER)) {
11834                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic of map value goes out of range, "
11835                                 "prohibited for !root\n", dst);
11836                         return -EACCES;
11837                 }
11838                 break;
11839         default:
11840                 break;
11841         }
11842
11843         return 0;
11844 }
11845
11846 /* Handles arithmetic on a pointer and a scalar: computes new min/max and var_off.
11847  * Caller should also handle BPF_MOV case separately.
11848  * If we return -EACCES, caller may want to try again treating pointer as a
11849  * scalar.  So we only emit a diagnostic if !env->allow_ptr_leaks.
11850  */
11851 static int adjust_ptr_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
11852                                    struct bpf_insn *insn,
11853                                    const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
11854                                    const struct bpf_reg_state *off_reg)
11855 {
11856         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
11857         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
11858         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg;
11859         bool known = tnum_is_const(off_reg->var_off);
11860         s64 smin_val = off_reg->smin_value, smax_val = off_reg->smax_value,
11861             smin_ptr = ptr_reg->smin_value, smax_ptr = ptr_reg->smax_value;
11862         u64 umin_val = off_reg->umin_value, umax_val = off_reg->umax_value,
11863             umin_ptr = ptr_reg->umin_value, umax_ptr = ptr_reg->umax_value;
11864         struct bpf_sanitize_info info = {};
11865         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
11866         u32 dst = insn->dst_reg;
11867         int ret;
11868
11869         dst_reg = &regs[dst];
11870
11871         if ((known && (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
11872             smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
11873                 /* Taint dst register if offset had invalid bounds derived from
11874                  * e.g. dead branches.
11875                  */
11876                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
11877                 return 0;
11878         }
11879
11880         if (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64) {
11881                 /* 32-bit ALU ops on pointers produce (meaningless) scalars */
11882                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
11883                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
11884                         return 0;
11885                 }
11886
11887                 verbose(env,
11888                         "R%d 32-bit pointer arithmetic prohibited\n",
11889                         dst);
11890                 return -EACCES;
11891         }
11892
11893         if (ptr_reg->type & PTR_MAYBE_NULL) {
11894                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited, null-check it first\n",
11895                         dst, reg_type_str(env, ptr_reg->type));
11896                 return -EACCES;
11897         }
11898
11899         switch (base_type(ptr_reg->type)) {
11900         case CONST_PTR_TO_MAP:
11901                 /* smin_val represents the known value */
11902                 if (known && smin_val == 0 && opcode == BPF_ADD)
11903                         break;
11904                 fallthrough;
11905         case PTR_TO_PACKET_END:
11906         case PTR_TO_SOCKET:
11907         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
11908         case PTR_TO_TCP_SOCK:
11909         case PTR_TO_XDP_SOCK:
11910                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited\n",
11911                         dst, reg_type_str(env, ptr_reg->type));
11912                 return -EACCES;
11913         default:
11914                 break;
11915         }
11916
11917         /* In case of 'scalar += pointer', dst_reg inherits pointer type and id.
11918          * The id may be overwritten later if we create a new variable offset.
11919          */
11920         dst_reg->type = ptr_reg->type;
11921         dst_reg->id = ptr_reg->id;
11922
11923         if (!check_reg_sane_offset(env, off_reg, ptr_reg->type) ||
11924             !check_reg_sane_offset(env, ptr_reg, ptr_reg->type))
11925                 return -EINVAL;
11926
11927         /* pointer types do not carry 32-bit bounds at the moment. */
11928         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
11929
11930         if (sanitize_needed(opcode)) {
11931                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, ptr_reg, off_reg, dst_reg,
11932                                        &info, false);
11933                 if (ret < 0)
11934                         return sanitize_err(env, insn, ret, off_reg, dst_reg);
11935         }
11936
11937         switch (opcode) {
11938         case BPF_ADD:
11939                 /* We can take a fixed offset as long as it doesn't overflow
11940                  * the s32 'off' field
11941                  */
11942                 if (known && (ptr_reg->off + smin_val ==
11943                               (s64)(s32)(ptr_reg->off + smin_val))) {
11944                         /* pointer += K.  Accumulate it into fixed offset */
11945                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
11946                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
11947                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
11948                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
11949                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
11950                         dst_reg->off = ptr_reg->off + smin_val;
11951                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
11952                         break;
11953                 }
11954                 /* A new variable offset is created.  Note that off_reg->off
11955                  * == 0, since it's a scalar.
11956                  * dst_reg gets the pointer type and since some positive
11957                  * integer value was added to the pointer, give it a new 'id'
11958                  * if it's a PTR_TO_PACKET.
11959                  * this creates a new 'base' pointer, off_reg (variable) gets
11960                  * added into the variable offset, and we copy the fixed offset
11961                  * from ptr_reg.
11962                  */
11963                 if (signed_add_overflows(smin_ptr, smin_val) ||
11964                     signed_add_overflows(smax_ptr, smax_val)) {
11965                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
11966                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
11967                 } else {
11968                         dst_reg->smin_value = smin_ptr + smin_val;
11969                         dst_reg->smax_value = smax_ptr + smax_val;
11970                 }
11971                 if (umin_ptr + umin_val < umin_ptr ||
11972                     umax_ptr + umax_val < umax_ptr) {
11973                         dst_reg->umin_value = 0;
11974                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
11975                 } else {
11976                         dst_reg->umin_value = umin_ptr + umin_val;
11977                         dst_reg->umax_value = umax_ptr + umax_val;
11978                 }
11979                 dst_reg->var_off = tnum_add(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
11980                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
11981                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
11982                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
11983                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
11984                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
11985                         memset(&dst_reg->raw, 0, sizeof(dst_reg->raw));
11986                 }
11987                 break;
11988         case BPF_SUB:
11989                 if (dst_reg == off_reg) {
11990                         /* scalar -= pointer.  Creates an unknown scalar */
11991                         verbose(env, "R%d tried to subtract pointer from scalar\n",
11992                                 dst);
11993                         return -EACCES;
11994                 }
11995                 /* We don't allow subtraction from FP, because (according to
11996                  * test_verifier.c test "invalid fp arithmetic", JITs might not
11997                  * be able to deal with it.
11998                  */
11999                 if (ptr_reg->type == PTR_TO_STACK) {
12000                         verbose(env, "R%d subtraction from stack pointer prohibited\n",
12001                                 dst);
12002                         return -EACCES;
12003                 }
12004                 if (known && (ptr_reg->off - smin_val ==
12005                               (s64)(s32)(ptr_reg->off - smin_val))) {
12006                         /* pointer -= K.  Subtract it from fixed offset */
12007                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
12008                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
12009                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
12010                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
12011                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
12012                         dst_reg->id = ptr_reg->id;
12013                         dst_reg->off = ptr_reg->off - smin_val;
12014                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
12015                         break;
12016                 }
12017                 /* A new variable offset is created.  If the subtrahend is known
12018                  * nonnegative, then any reg->range we had before is still good.
12019                  */
12020                 if (signed_sub_overflows(smin_ptr, smax_val) ||
12021                     signed_sub_overflows(smax_ptr, smin_val)) {
12022                         /* Overflow possible, we know nothing */
12023                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12024                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12025                 } else {
12026                         dst_reg->smin_value = smin_ptr - smax_val;
12027                         dst_reg->smax_value = smax_ptr - smin_val;
12028                 }
12029                 if (umin_ptr < umax_val) {
12030                         /* Overflow possible, we know nothing */
12031                         dst_reg->umin_value = 0;
12032                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12033                 } else {
12034                         /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
12035                         dst_reg->umin_value = umin_ptr - umax_val;
12036                         dst_reg->umax_value = umax_ptr - umin_val;
12037                 }
12038                 dst_reg->var_off = tnum_sub(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
12039                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
12040                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
12041                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
12042                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
12043                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
12044                         if (smin_val < 0)
12045                                 memset(&dst_reg->raw, 0, sizeof(dst_reg->raw));
12046                 }
12047                 break;
12048         case BPF_AND:
12049         case BPF_OR:
12050         case BPF_XOR:
12051                 /* bitwise ops on pointers are troublesome, prohibit. */
12052                 verbose(env, "R%d bitwise operator %s on pointer prohibited\n",
12053                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
12054                 return -EACCES;
12055         default:
12056                 /* other operators (e.g. MUL,LSH) produce non-pointer results */
12057                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic with %s operator prohibited\n",
12058                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
12059                 return -EACCES;
12060         }
12061
12062         if (!check_reg_sane_offset(env, dst_reg, ptr_reg->type))
12063                 return -EINVAL;
12064         reg_bounds_sync(dst_reg);
12065         if (sanitize_check_bounds(env, insn, dst_reg) < 0)
12066                 return -EACCES;
12067         if (sanitize_needed(opcode)) {
12068                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, dst_reg, off_reg, dst_reg,
12069                                        &info, true);
12070                 if (ret < 0)
12071                         return sanitize_err(env, insn, ret, off_reg, dst_reg);
12072         }
12073
12074         return 0;
12075 }
12076
12077 static void scalar32_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12078                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12079 {
12080         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12081         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
12082         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12083         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12084
12085         if (signed_add32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smin_val) ||
12086             signed_add32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smax_val)) {
12087                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12088                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12089         } else {
12090                 dst_reg->s32_min_value += smin_val;
12091                 dst_reg->s32_max_value += smax_val;
12092         }
12093         if (dst_reg->u32_min_value + umin_val < umin_val ||
12094             dst_reg->u32_max_value + umax_val < umax_val) {
12095                 dst_reg->u32_min_value = 0;
12096                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
12097         } else {
12098                 dst_reg->u32_min_value += umin_val;
12099                 dst_reg->u32_max_value += umax_val;
12100         }
12101 }
12102
12103 static void scalar_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12104                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12105 {
12106         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12107         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
12108         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12109         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12110
12111         if (signed_add_overflows(dst_reg->smin_value, smin_val) ||
12112             signed_add_overflows(dst_reg->smax_value, smax_val)) {
12113                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12114                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12115         } else {
12116                 dst_reg->smin_value += smin_val;
12117                 dst_reg->smax_value += smax_val;
12118         }
12119         if (dst_reg->umin_value + umin_val < umin_val ||
12120             dst_reg->umax_value + umax_val < umax_val) {
12121                 dst_reg->umin_value = 0;
12122                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12123         } else {
12124                 dst_reg->umin_value += umin_val;
12125                 dst_reg->umax_value += umax_val;
12126         }
12127 }
12128
12129 static void scalar32_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12130                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12131 {
12132         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12133         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
12134         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12135         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12136
12137         if (signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smax_val) ||
12138             signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smin_val)) {
12139                 /* Overflow possible, we know nothing */
12140                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12141                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12142         } else {
12143                 dst_reg->s32_min_value -= smax_val;
12144                 dst_reg->s32_max_value -= smin_val;
12145         }
12146         if (dst_reg->u32_min_value < umax_val) {
12147                 /* Overflow possible, we know nothing */
12148                 dst_reg->u32_min_value = 0;
12149                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
12150         } else {
12151                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
12152                 dst_reg->u32_min_value -= umax_val;
12153                 dst_reg->u32_max_value -= umin_val;
12154         }
12155 }
12156
12157 static void scalar_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12158                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12159 {
12160         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12161         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
12162         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12163         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12164
12165         if (signed_sub_overflows(dst_reg->smin_value, smax_val) ||
12166             signed_sub_overflows(dst_reg->smax_value, smin_val)) {
12167                 /* Overflow possible, we know nothing */
12168                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12169                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12170         } else {
12171                 dst_reg->smin_value -= smax_val;
12172                 dst_reg->smax_value -= smin_val;
12173         }
12174         if (dst_reg->umin_value < umax_val) {
12175                 /* Overflow possible, we know nothing */
12176                 dst_reg->umin_value = 0;
12177                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12178         } else {
12179                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
12180                 dst_reg->umin_value -= umax_val;
12181                 dst_reg->umax_value -= umin_val;
12182         }
12183 }
12184
12185 static void scalar32_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12186                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12187 {
12188         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12189         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12190         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12191
12192         if (smin_val < 0 || dst_reg->s32_min_value < 0) {
12193                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
12194                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
12195                 return;
12196         }
12197         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
12198          * copy the result to signed (unless it exceeds S32_MAX).
12199          */
12200         if (umax_val > U16_MAX || dst_reg->u32_max_value > U16_MAX) {
12201                 /* Potential overflow, we know nothing */
12202                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
12203                 return;
12204         }
12205         dst_reg->u32_min_value *= umin_val;
12206         dst_reg->u32_max_value *= umax_val;
12207         if (dst_reg->u32_max_value > S32_MAX) {
12208                 /* Overflow possible, we know nothing */
12209                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12210                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12211         } else {
12212                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
12213                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
12214         }
12215 }
12216
12217 static void scalar_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12218                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12219 {
12220         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12221         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12222         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12223
12224         if (smin_val < 0 || dst_reg->smin_value < 0) {
12225                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
12226                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
12227                 return;
12228         }
12229         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
12230          * copy the result to signed (unless it exceeds S64_MAX).
12231          */
12232         if (umax_val > U32_MAX || dst_reg->umax_value > U32_MAX) {
12233                 /* Potential overflow, we know nothing */
12234                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
12235                 return;
12236         }
12237         dst_reg->umin_value *= umin_val;
12238         dst_reg->umax_value *= umax_val;
12239         if (dst_reg->umax_value > S64_MAX) {
12240                 /* Overflow possible, we know nothing */
12241                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12242                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12243         } else {
12244                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
12245                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
12246         }
12247 }
12248
12249 static void scalar32_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12250                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12251 {
12252         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
12253         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
12254         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
12255         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12256         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12257
12258         if (src_known && dst_known) {
12259                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
12260                 return;
12261         }
12262
12263         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
12264          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
12265          */
12266         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
12267         dst_reg->u32_max_value = min(dst_reg->u32_max_value, umax_val);
12268         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
12269                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
12270                  * ain't nobody got time for that.
12271                  */
12272                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12273                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12274         } else {
12275                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
12276                  * cast result into s64.
12277                  */
12278                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
12279                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
12280         }
12281 }
12282
12283 static void scalar_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12284                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12285 {
12286         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
12287         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
12288         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12289         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12290
12291         if (src_known && dst_known) {
12292                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
12293                 return;
12294         }
12295
12296         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
12297          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
12298          */
12299         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
12300         dst_reg->umax_value = min(dst_reg->umax_value, umax_val);
12301         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
12302                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
12303                  * ain't nobody got time for that.
12304                  */
12305                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12306                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12307         } else {
12308                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
12309                  * cast result into s64.
12310                  */
12311                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
12312                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
12313         }
12314         /* We may learn something more from the var_off */
12315         __update_reg_bounds(dst_reg);
12316 }
12317
12318 static void scalar32_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12319                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
12320 {
12321         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
12322         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
12323         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
12324         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12325         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12326
12327         if (src_known && dst_known) {
12328                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
12329                 return;
12330         }
12331
12332         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
12333          * maximum of the operands' minima
12334          */
12335         dst_reg->u32_min_value = max(dst_reg->u32_min_value, umin_val);
12336         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
12337         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
12338                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
12339                  * ain't nobody got time for that.
12340                  */
12341                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12342                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12343         } else {
12344                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
12345                  * cast result into s64.
12346                  */
12347                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
12348                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
12349         }
12350 }
12351
12352 static void scalar_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12353                               struct bpf_reg_state *src_reg)
12354 {
12355         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
12356         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
12357         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12358         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12359
12360         if (src_known && dst_known) {
12361                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
12362                 return;
12363         }
12364
12365         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
12366          * maximum of the operands' minima
12367          */
12368         dst_reg->umin_value = max(dst_reg->umin_value, umin_val);
12369         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
12370         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
12371                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
12372                  * ain't nobody got time for that.
12373                  */
12374                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12375                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12376         } else {
12377                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
12378                  * cast result into s64.
12379                  */
12380                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
12381                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
12382         }
12383         /* We may learn something more from the var_off */
12384         __update_reg_bounds(dst_reg);
12385 }
12386
12387 static void scalar32_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12388                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12389 {
12390         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
12391         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
12392         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
12393         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12394
12395         if (src_known && dst_known) {
12396                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
12397                 return;
12398         }
12399
12400         /* We get both minimum and maximum from the var32_off. */
12401         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
12402         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
12403
12404         if (dst_reg->s32_min_value >= 0 && smin_val >= 0) {
12405                 /* XORing two positive sign numbers gives a positive,
12406                  * so safe to cast u32 result into s32.
12407                  */
12408                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
12409                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
12410         } else {
12411                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12412                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12413         }
12414 }
12415
12416 static void scalar_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12417                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12418 {
12419         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
12420         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
12421         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12422
12423         if (src_known && dst_known) {
12424                 /* dst_reg->var_off.value has been updated earlier */
12425                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
12426                 return;
12427         }
12428
12429         /* We get both minimum and maximum from the var_off. */
12430         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
12431         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
12432
12433         if (dst_reg->smin_value >= 0 && smin_val >= 0) {
12434                 /* XORing two positive sign numbers gives a positive,
12435                  * so safe to cast u64 result into s64.
12436                  */
12437                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
12438                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
12439         } else {
12440                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12441                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12442         }
12443
12444         __update_reg_bounds(dst_reg);
12445 }
12446
12447 static void __scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12448                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
12449 {
12450         /* We lose all sign bit information (except what we can pick
12451          * up from var_off)
12452          */
12453         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12454         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12455         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
12456         if (umax_val > 31 || dst_reg->u32_max_value > 1ULL << (31 - umax_val)) {
12457                 dst_reg->u32_min_value = 0;
12458                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
12459         } else {
12460                 dst_reg->u32_min_value <<= umin_val;
12461                 dst_reg->u32_max_value <<= umax_val;
12462         }
12463 }
12464
12465 static void scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12466                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12467 {
12468         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12469         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12470         /* u32 alu operation will zext upper bits */
12471         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
12472
12473         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
12474         dst_reg->var_off = tnum_subreg(tnum_lshift(subreg, umin_val));
12475         /* Not required but being careful mark reg64 bounds as unknown so
12476          * that we are forced to pick them up from tnum and zext later and
12477          * if some path skips this step we are still safe.
12478          */
12479         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
12480         __update_reg32_bounds(dst_reg);
12481 }
12482
12483 static void __scalar64_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12484                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
12485 {
12486         /* Special case <<32 because it is a common compiler pattern to sign
12487          * extend subreg by doing <<32 s>>32. In this case if 32bit bounds are
12488          * positive we know this shift will also be positive so we can track
12489          * bounds correctly. Otherwise we lose all sign bit information except
12490          * what we can pick up from var_off. Perhaps we can generalize this
12491          * later to shifts of any length.
12492          */
12493         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_max_value >= 0)
12494                 dst_reg->smax_value = (s64)dst_reg->s32_max_value << 32;
12495         else
12496                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12497
12498         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_min_value >= 0)
12499                 dst_reg->smin_value = (s64)dst_reg->s32_min_value << 32;
12500         else
12501                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12502
12503         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
12504         if (dst_reg->umax_value > 1ULL << (63 - umax_val)) {
12505                 dst_reg->umin_value = 0;
12506                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12507         } else {
12508                 dst_reg->umin_value <<= umin_val;
12509                 dst_reg->umax_value <<= umax_val;
12510         }
12511 }
12512
12513 static void scalar_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12514                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12515 {
12516         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12517         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12518
12519         /* scalar64 calc uses 32bit unshifted bounds so must be called first */
12520         __scalar64_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
12521         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
12522
12523         dst_reg->var_off = tnum_lshift(dst_reg->var_off, umin_val);
12524         /* We may learn something more from the var_off */
12525         __update_reg_bounds(dst_reg);
12526 }
12527
12528 static void scalar32_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12529                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12530 {
12531         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
12532         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12533         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12534
12535         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
12536          * be negative, then either:
12537          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
12538          *    unknown, so we lose our signed bounds
12539          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
12540          *    signed bounds
12541          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
12542          *    about the result
12543          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
12544          * unsigned bounds capture the signed bounds.
12545          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
12546          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
12547          * var_off of the result.
12548          */
12549         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12550         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12551
12552         dst_reg->var_off = tnum_rshift(subreg, umin_val);
12553         dst_reg->u32_min_value >>= umax_val;
12554         dst_reg->u32_max_value >>= umin_val;
12555
12556         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
12557         __update_reg32_bounds(dst_reg);
12558 }
12559
12560 static void scalar_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12561                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12562 {
12563         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12564         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12565
12566         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
12567          * be negative, then either:
12568          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
12569          *    unknown, so we lose our signed bounds
12570          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
12571          *    signed bounds
12572          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
12573          *    about the result
12574          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
12575          * unsigned bounds capture the signed bounds.
12576          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
12577          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
12578          * var_off of the result.
12579          */
12580         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12581         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12582         dst_reg->var_off = tnum_rshift(dst_reg->var_off, umin_val);
12583         dst_reg->umin_value >>= umax_val;
12584         dst_reg->umax_value >>= umin_val;
12585
12586         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
12587          * on bits being shifted in. Take easy way out and mark unbounded
12588          * so we can recalculate later from tnum.
12589          */
12590         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
12591         __update_reg_bounds(dst_reg);
12592 }
12593
12594 static void scalar32_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12595                                   struct bpf_reg_state *src_reg)
12596 {
12597         u64 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12598
12599         /* Upon reaching here, src_known is true and
12600          * umax_val is equal to umin_val.
12601          */
12602         dst_reg->s32_min_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_min_value) >> umin_val);
12603         dst_reg->s32_max_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_max_value) >> umin_val);
12604
12605         dst_reg->var_off = tnum_arshift(tnum_subreg(dst_reg->var_off), umin_val, 32);
12606
12607         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
12608          * dst_reg var_off to refine the result.
12609          */
12610         dst_reg->u32_min_value = 0;
12611         dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
12612
12613         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
12614         __update_reg32_bounds(dst_reg);
12615 }
12616
12617 static void scalar_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12618                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
12619 {
12620         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12621
12622         /* Upon reaching here, src_known is true and umax_val is equal
12623          * to umin_val.
12624          */
12625         dst_reg->smin_value >>= umin_val;
12626         dst_reg->smax_value >>= umin_val;
12627
12628         dst_reg->var_off = tnum_arshift(dst_reg->var_off, umin_val, 64);
12629
12630         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
12631          * dst_reg var_off to refine the result.
12632          */
12633         dst_reg->umin_value = 0;
12634         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12635
12636         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
12637          * on bits being shifted in from upper 32-bits. Take easy way out
12638          * and mark unbounded so we can recalculate later from tnum.
12639          */
12640         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
12641         __update_reg_bounds(dst_reg);
12642 }
12643
12644 /* WARNING: This function does calculations on 64-bit values, but the actual
12645  * execution may occur on 32-bit values. Therefore, things like bitshifts
12646  * need extra checks in the 32-bit case.
12647  */
12648 static int adjust_scalar_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
12649                                       struct bpf_insn *insn,
12650                                       struct bpf_reg_state *dst_reg,
12651                                       struct bpf_reg_state src_reg)
12652 {
12653         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
12654         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
12655         bool src_known;
12656         s64 smin_val, smax_val;
12657         u64 umin_val, umax_val;
12658         s32 s32_min_val, s32_max_val;
12659         u32 u32_min_val, u32_max_val;
12660         u64 insn_bitness = (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) ? 64 : 32;
12661         bool alu32 = (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64);
12662         int ret;
12663
12664         smin_val = src_reg.smin_value;
12665         smax_val = src_reg.smax_value;
12666         umin_val = src_reg.umin_value;
12667         umax_val = src_reg.umax_value;
12668
12669         s32_min_val = src_reg.s32_min_value;
12670         s32_max_val = src_reg.s32_max_value;
12671         u32_min_val = src_reg.u32_min_value;
12672         u32_max_val = src_reg.u32_max_value;
12673
12674         if (alu32) {
12675                 src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg.var_off);
12676                 if ((src_known &&
12677                      (s32_min_val != s32_max_val || u32_min_val != u32_max_val)) ||
12678                     s32_min_val > s32_max_val || u32_min_val > u32_max_val) {
12679                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
12680                          * derived from e.g. dead branches.
12681                          */
12682                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
12683                         return 0;
12684                 }
12685         } else {
12686                 src_known = tnum_is_const(src_reg.var_off);
12687                 if ((src_known &&
12688                      (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
12689                     smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
12690                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
12691                          * derived from e.g. dead branches.
12692                          */
12693                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
12694                         return 0;
12695                 }
12696         }
12697
12698         if (!src_known &&
12699             opcode != BPF_ADD && opcode != BPF_SUB && opcode != BPF_AND) {
12700                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
12701                 return 0;
12702         }
12703
12704         if (sanitize_needed(opcode)) {
12705                 ret = sanitize_val_alu(env, insn);
12706                 if (ret < 0)
12707                         return sanitize_err(env, insn, ret, NULL, NULL);
12708         }
12709
12710         /* Calculate sign/unsigned bounds and tnum for alu32 and alu64 bit ops.
12711          * There are two classes of instructions: The first class we track both
12712          * alu32 and alu64 sign/unsigned bounds independently this provides the
12713          * greatest amount of precision when alu operations are mixed with jmp32
12714          * operations. These operations are BPF_ADD, BPF_SUB, BPF_MUL, BPF_ADD,
12715          * and BPF_OR. This is possible because these ops have fairly easy to
12716          * understand and calculate behavior in both 32-bit and 64-bit alu ops.
12717          * See alu32 verifier tests for examples. The second class of
12718          * operations, BPF_LSH, BPF_RSH, and BPF_ARSH, however are not so easy
12719          * with regards to tracking sign/unsigned bounds because the bits may
12720          * cross subreg boundaries in the alu64 case. When this happens we mark
12721          * the reg unbounded in the subreg bound space and use the resulting
12722          * tnum to calculate an approximation of the sign/unsigned bounds.
12723          */
12724         switch (opcode) {
12725         case BPF_ADD:
12726                 scalar32_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
12727                 scalar_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
12728                 dst_reg->var_off = tnum_add(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12729                 break;
12730         case BPF_SUB:
12731                 scalar32_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
12732                 scalar_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
12733                 dst_reg->var_off = tnum_sub(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12734                 break;
12735         case BPF_MUL:
12736                 dst_reg->var_off = tnum_mul(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12737                 scalar32_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
12738                 scalar_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
12739                 break;
12740         case BPF_AND:
12741                 dst_reg->var_off = tnum_and(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12742                 scalar32_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
12743                 scalar_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
12744                 break;
12745         case BPF_OR:
12746                 dst_reg->var_off = tnum_or(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12747                 scalar32_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
12748                 scalar_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
12749                 break;
12750         case BPF_XOR:
12751                 dst_reg->var_off = tnum_xor(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12752                 scalar32_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
12753                 scalar_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
12754                 break;
12755         case BPF_LSH:
12756                 if (umax_val >= insn_bitness) {
12757                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
12758                          * This includes shifts by a negative number.
12759                          */
12760                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12761                         break;
12762                 }
12763                 if (alu32)
12764                         scalar32_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
12765                 else
12766                         scalar_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
12767                 break;
12768         case BPF_RSH:
12769                 if (umax_val >= insn_bitness) {
12770                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
12771                          * This includes shifts by a negative number.
12772                          */
12773                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12774                         break;
12775                 }
12776                 if (alu32)
12777                         scalar32_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
12778                 else
12779                         scalar_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
12780                 break;
12781         case BPF_ARSH:
12782                 if (umax_val >= insn_bitness) {
12783                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
12784                          * This includes shifts by a negative number.
12785                          */
12786                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12787                         break;
12788                 }
12789                 if (alu32)
12790                         scalar32_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
12791                 else
12792                         scalar_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
12793                 break;
12794         default:
12795                 mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12796                 break;
12797         }
12798
12799         /* ALU32 ops are zero extended into 64bit register */
12800         if (alu32)
12801                 zext_32_to_64(dst_reg);
12802         reg_bounds_sync(dst_reg);
12803         return 0;
12804 }
12805
12806 /* Handles ALU ops other than BPF_END, BPF_NEG and BPF_MOV: computes new min/max
12807  * and var_off.
12808  */
12809 static int adjust_reg_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
12810                                    struct bpf_insn *insn)
12811 {
12812         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
12813         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
12814         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg, *src_reg;
12815         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, off_reg = {0};
12816         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
12817         int err;
12818
12819         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
12820         src_reg = NULL;
12821         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE)
12822                 ptr_reg = dst_reg;
12823         else
12824                 /* Make sure ID is cleared otherwise dst_reg min/max could be
12825                  * incorrectly propagated into other registers by find_equal_scalars()
12826                  */
12827                 dst_reg->id = 0;
12828         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
12829                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
12830                 if (src_reg->type != SCALAR_VALUE) {
12831                         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE) {
12832                                 /* Combining two pointers by any ALU op yields
12833                                  * an arbitrary scalar. Disallow all math except
12834                                  * pointer subtraction
12835                                  */
12836                                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
12837                                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12838                                         return 0;
12839                                 }
12840                                 verbose(env, "R%d pointer %s pointer prohibited\n",
12841                                         insn->dst_reg,
12842                                         bpf_alu_string[opcode >> 4]);
12843                                 return -EACCES;
12844                         } else {
12845                                 /* scalar += pointer
12846                                  * This is legal, but we have to reverse our
12847                                  * src/dest handling in computing the range
12848                                  */
12849                                 err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
12850                                 if (err)
12851                                         return err;
12852                                 return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
12853                                                                src_reg, dst_reg);
12854                         }
12855                 } else if (ptr_reg) {
12856                         /* pointer += scalar */
12857                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
12858                         if (err)
12859                                 return err;
12860                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
12861                                                        dst_reg, src_reg);
12862                 } else if (dst_reg->precise) {
12863                         /* if dst_reg is precise, src_reg should be precise as well */
12864                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
12865                         if (err)
12866                                 return err;
12867                 }
12868         } else {
12869                 /* Pretend the src is a reg with a known value, since we only
12870                  * need to be able to read from this state.
12871                  */
12872                 off_reg.type = SCALAR_VALUE;
12873                 __mark_reg_known(&off_reg, insn->imm);
12874                 src_reg = &off_reg;
12875                 if (ptr_reg) /* pointer += K */
12876                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
12877                                                        ptr_reg, src_reg);
12878         }
12879
12880         /* Got here implies adding two SCALAR_VALUEs */
12881         if (WARN_ON_ONCE(ptr_reg)) {
12882                 print_verifier_state(env, state, true);
12883                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected ptr_reg\n");
12884                 return -EINVAL;
12885         }
12886         if (WARN_ON(!src_reg)) {
12887                 print_verifier_state(env, state, true);
12888                 verbose(env, "verifier internal error: no src_reg\n");
12889                 return -EINVAL;
12890         }
12891         return adjust_scalar_min_max_vals(env, insn, dst_reg, *src_reg);
12892 }
12893
12894 /* check validity of 32-bit and 64-bit arithmetic operations */
12895 static int check_alu_op(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
12896 {
12897         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
12898         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
12899         int err;
12900
12901         if (opcode == BPF_END || opcode == BPF_NEG) {
12902                 if (opcode == BPF_NEG) {
12903                         if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
12904                             insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
12905                             insn->off != 0 || insn->imm != 0) {
12906                                 verbose(env, "BPF_NEG uses reserved fields\n");
12907                                 return -EINVAL;
12908                         }
12909                 } else {
12910                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
12911                             (insn->imm != 16 && insn->imm != 32 && insn->imm != 64) ||
12912                             BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
12913                                 verbose(env, "BPF_END uses reserved fields\n");
12914                                 return -EINVAL;
12915                         }
12916                 }
12917
12918                 /* check src operand */
12919                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
12920                 if (err)
12921                         return err;
12922
12923                 if (is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
12924                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic prohibited\n",
12925                                 insn->dst_reg);
12926                         return -EACCES;
12927                 }
12928
12929                 /* check dest operand */
12930                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
12931                 if (err)
12932                         return err;
12933
12934         } else if (opcode == BPF_MOV) {
12935
12936                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
12937                         if (insn->imm != 0 || insn->off != 0) {
12938                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
12939                                 return -EINVAL;
12940                         }
12941
12942                         /* check src operand */
12943                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
12944                         if (err)
12945                                 return err;
12946                 } else {
12947                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
12948                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
12949                                 return -EINVAL;
12950                         }
12951                 }
12952
12953                 /* check dest operand, mark as required later */
12954                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
12955                 if (err)
12956                         return err;
12957
12958                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
12959                         struct bpf_reg_state *src_reg = regs + insn->src_reg;
12960                         struct bpf_reg_state *dst_reg = regs + insn->dst_reg;
12961                         bool need_id = src_reg->type == SCALAR_VALUE && !src_reg->id &&
12962                                        !tnum_is_const(src_reg->var_off);
12963
12964                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
12965                                 /* case: R1 = R2
12966                                  * copy register state to dest reg
12967                                  */
12968                                 if (need_id)
12969                                         /* Assign src and dst registers the same ID
12970                                          * that will be used by find_equal_scalars()
12971                                          * to propagate min/max range.
12972                                          */
12973                                         src_reg->id = ++env->id_gen;
12974                                 copy_register_state(dst_reg, src_reg);
12975                                 dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
12976                                 dst_reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
12977                         } else {
12978                                 /* R1 = (u32) R2 */
12979                                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
12980                                         verbose(env,
12981                                                 "R%d partial copy of pointer\n",
12982                                                 insn->src_reg);
12983                                         return -EACCES;
12984                                 } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
12985                                         bool is_src_reg_u32 = src_reg->umax_value <= U32_MAX;
12986
12987                                         if (is_src_reg_u32 && need_id)
12988                                                 src_reg->id = ++env->id_gen;
12989                                         copy_register_state(dst_reg, src_reg);
12990                                         /* Make sure ID is cleared if src_reg is not in u32 range otherwise
12991                                          * dst_reg min/max could be incorrectly
12992                                          * propagated into src_reg by find_equal_scalars()
12993                                          */
12994                                         if (!is_src_reg_u32)
12995                                                 dst_reg->id = 0;
12996                                         dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
12997                                         dst_reg->subreg_def = env->insn_idx + 1;
12998                                 } else {
12999                                         mark_reg_unknown(env, regs,
13000                                                          insn->dst_reg);
13001                                 }
13002                                 zext_32_to_64(dst_reg);
13003                                 reg_bounds_sync(dst_reg);
13004                         }
13005                 } else {
13006                         /* case: R = imm
13007                          * remember the value we stored into this reg
13008                          */
13009                         /* clear any state __mark_reg_known doesn't set */
13010                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
13011                         regs[insn->dst_reg].type = SCALAR_VALUE;
13012                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
13013                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
13014                                                  insn->imm);
13015                         } else {
13016                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
13017                                                  (u32)insn->imm);
13018                         }
13019                 }
13020
13021         } else if (opcode > BPF_END) {
13022                 verbose(env, "invalid BPF_ALU opcode %x\n", opcode);
13023                 return -EINVAL;
13024
13025         } else {        /* all other ALU ops: and, sub, xor, add, ... */
13026
13027                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
13028                         if (insn->imm != 0 || insn->off != 0) {
13029                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
13030                                 return -EINVAL;
13031                         }
13032                         /* check src1 operand */
13033                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
13034                         if (err)
13035                                 return err;
13036                 } else {
13037                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
13038                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
13039                                 return -EINVAL;
13040                         }
13041                 }
13042
13043                 /* check src2 operand */
13044                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
13045                 if (err)
13046                         return err;
13047
13048                 if ((opcode == BPF_MOD || opcode == BPF_DIV) &&
13049                     BPF_SRC(insn->code) == BPF_K && insn->imm == 0) {
13050                         verbose(env, "div by zero\n");
13051                         return -EINVAL;
13052                 }
13053
13054                 if ((opcode == BPF_LSH || opcode == BPF_RSH ||
13055                      opcode == BPF_ARSH) && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
13056                         int size = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 ? 64 : 32;
13057
13058                         if (insn->imm < 0 || insn->imm >= size) {
13059                                 verbose(env, "invalid shift %d\n", insn->imm);
13060                                 return -EINVAL;
13061                         }
13062                 }
13063
13064                 /* check dest operand */
13065                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
13066                 if (err)
13067                         return err;
13068
13069                 return adjust_reg_min_max_vals(env, insn);
13070         }
13071
13072         return 0;
13073 }
13074
13075 static void find_good_pkt_pointers(struct bpf_verifier_state *vstate,
13076                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
13077                                    enum bpf_reg_type type,
13078                                    bool range_right_open)
13079 {
13080         struct bpf_func_state *state;
13081         struct bpf_reg_state *reg;
13082         int new_range;
13083
13084         if (dst_reg->off < 0 ||
13085             (dst_reg->off == 0 && range_right_open))
13086                 /* This doesn't give us any range */
13087                 return;
13088
13089         if (dst_reg->umax_value > MAX_PACKET_OFF ||
13090             dst_reg->umax_value + dst_reg->off > MAX_PACKET_OFF)
13091                 /* Risk of overflow.  For instance, ptr + (1<<63) may be less
13092                  * than pkt_end, but that's because it's also less than pkt.
13093                  */
13094                 return;
13095
13096         new_range = dst_reg->off;
13097         if (range_right_open)
13098                 new_range++;
13099
13100         /* Examples for register markings:
13101          *
13102          * pkt_data in dst register:
13103          *
13104          *   r2 = r3;
13105          *   r2 += 8;
13106          *   if (r2 > pkt_end) goto <handle exception>
13107          *   <access okay>
13108          *
13109          *   r2 = r3;
13110          *   r2 += 8;
13111          *   if (r2 < pkt_end) goto <access okay>
13112          *   <handle exception>
13113          *
13114          *   Where:
13115          *     r2 == dst_reg, pkt_end == src_reg
13116          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
13117          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
13118          *
13119          * pkt_data in src register:
13120          *
13121          *   r2 = r3;
13122          *   r2 += 8;
13123          *   if (pkt_end >= r2) goto <access okay>
13124          *   <handle exception>
13125          *
13126          *   r2 = r3;
13127          *   r2 += 8;
13128          *   if (pkt_end <= r2) goto <handle exception>
13129          *   <access okay>
13130          *
13131          *   Where:
13132          *     pkt_end == dst_reg, r2 == src_reg
13133          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
13134          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
13135          *
13136          * Find register r3 and mark its range as r3=pkt(id=n,off=0,r=8)
13137          * or r3=pkt(id=n,off=0,r=8-1), so that range of bytes [r3, r3 + 8)
13138          * and [r3, r3 + 8-1) respectively is safe to access depending on
13139          * the check.
13140          */
13141
13142         /* If our ids match, then we must have the same max_value.  And we
13143          * don't care about the other reg's fixed offset, since if it's too big
13144          * the range won't allow anything.
13145          * dst_reg->off is known < MAX_PACKET_OFF, therefore it fits in a u16.
13146          */
13147         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
13148                 if (reg->type == type && reg->id == dst_reg->id)
13149                         /* keep the maximum range already checked */
13150                         reg->range = max(reg->range, new_range);
13151         }));
13152 }
13153
13154 static int is_branch32_taken(struct bpf_reg_state *reg, u32 val, u8 opcode)
13155 {
13156         struct tnum subreg = tnum_subreg(reg->var_off);
13157         s32 sval = (s32)val;
13158
13159         switch (opcode) {
13160         case BPF_JEQ:
13161                 if (tnum_is_const(subreg))
13162                         return !!tnum_equals_const(subreg, val);
13163                 else if (val < reg->u32_min_value || val > reg->u32_max_value)
13164                         return 0;
13165                 break;
13166         case BPF_JNE:
13167                 if (tnum_is_const(subreg))
13168                         return !tnum_equals_const(subreg, val);
13169                 else if (val < reg->u32_min_value || val > reg->u32_max_value)
13170                         return 1;
13171                 break;
13172         case BPF_JSET:
13173                 if ((~subreg.mask & subreg.value) & val)
13174                         return 1;
13175                 if (!((subreg.mask | subreg.value) & val))
13176                         return 0;
13177                 break;
13178         case BPF_JGT:
13179                 if (reg->u32_min_value > val)
13180                         return 1;
13181                 else if (reg->u32_max_value <= val)
13182                         return 0;
13183                 break;
13184         case BPF_JSGT:
13185                 if (reg->s32_min_value > sval)
13186                         return 1;
13187                 else if (reg->s32_max_value <= sval)
13188                         return 0;
13189                 break;
13190         case BPF_JLT:
13191                 if (reg->u32_max_value < val)
13192                         return 1;
13193                 else if (reg->u32_min_value >= val)
13194                         return 0;
13195                 break;
13196         case BPF_JSLT:
13197                 if (reg->s32_max_value < sval)
13198                         return 1;
13199                 else if (reg->s32_min_value >= sval)
13200                         return 0;
13201                 break;
13202         case BPF_JGE:
13203                 if (reg->u32_min_value >= val)
13204                         return 1;
13205                 else if (reg->u32_max_value < val)
13206                         return 0;
13207                 break;
13208         case BPF_JSGE:
13209                 if (reg->s32_min_value >= sval)
13210                         return 1;
13211                 else if (reg->s32_max_value < sval)
13212                         return 0;
13213                 break;
13214         case BPF_JLE:
13215                 if (reg->u32_max_value <= val)
13216                         return 1;
13217                 else if (reg->u32_min_value > val)
13218                         return 0;
13219                 break;
13220         case BPF_JSLE:
13221                 if (reg->s32_max_value <= sval)
13222                         return 1;
13223                 else if (reg->s32_min_value > sval)
13224                         return 0;
13225                 break;
13226         }
13227
13228         return -1;
13229 }
13230
13231
13232 static int is_branch64_taken(struct bpf_reg_state *reg, u64 val, u8 opcode)
13233 {
13234         s64 sval = (s64)val;
13235
13236         switch (opcode) {
13237         case BPF_JEQ:
13238                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
13239                         return !!tnum_equals_const(reg->var_off, val);
13240                 else if (val < reg->umin_value || val > reg->umax_value)
13241                         return 0;
13242                 break;
13243         case BPF_JNE:
13244                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
13245                         return !tnum_equals_const(reg->var_off, val);
13246                 else if (val < reg->umin_value || val > reg->umax_value)
13247                         return 1;
13248                 break;
13249         case BPF_JSET:
13250                 if ((~reg->var_off.mask & reg->var_off.value) & val)
13251                         return 1;
13252                 if (!((reg->var_off.mask | reg->var_off.value) & val))
13253                         return 0;
13254                 break;
13255         case BPF_JGT:
13256                 if (reg->umin_value > val)
13257                         return 1;
13258                 else if (reg->umax_value <= val)
13259                         return 0;
13260                 break;
13261         case BPF_JSGT:
13262                 if (reg->smin_value > sval)
13263                         return 1;
13264                 else if (reg->smax_value <= sval)
13265                         return 0;
13266                 break;
13267         case BPF_JLT:
13268                 if (reg->umax_value < val)
13269                         return 1;
13270                 else if (reg->umin_value >= val)
13271                         return 0;
13272                 break;
13273         case BPF_JSLT:
13274                 if (reg->smax_value < sval)
13275                         return 1;
13276                 else if (reg->smin_value >= sval)
13277                         return 0;
13278                 break;
13279         case BPF_JGE:
13280                 if (reg->umin_value >= val)
13281                         return 1;
13282                 else if (reg->umax_value < val)
13283                         return 0;
13284                 break;
13285         case BPF_JSGE:
13286                 if (reg->smin_value >= sval)
13287                         return 1;
13288                 else if (reg->smax_value < sval)
13289                         return 0;
13290                 break;
13291         case BPF_JLE:
13292                 if (reg->umax_value <= val)
13293                         return 1;
13294                 else if (reg->umin_value > val)
13295                         return 0;
13296                 break;
13297         case BPF_JSLE:
13298                 if (reg->smax_value <= sval)
13299                         return 1;
13300                 else if (reg->smin_value > sval)
13301                         return 0;
13302                 break;
13303         }
13304
13305         return -1;
13306 }
13307
13308 /* compute branch direction of the expression "if (reg opcode val) goto target;"
13309  * and return:
13310  *  1 - branch will be taken and "goto target" will be executed
13311  *  0 - branch will not be taken and fall-through to next insn
13312  * -1 - unknown. Example: "if (reg < 5)" is unknown when register value
13313  *      range [0,10]
13314  */
13315 static int is_branch_taken(struct bpf_reg_state *reg, u64 val, u8 opcode,
13316                            bool is_jmp32)
13317 {
13318         if (__is_pointer_value(false, reg)) {
13319                 if (!reg_not_null(reg))
13320                         return -1;
13321
13322                 /* If pointer is valid tests against zero will fail so we can
13323                  * use this to direct branch taken.
13324                  */
13325                 if (val != 0)
13326                         return -1;
13327
13328                 switch (opcode) {
13329                 case BPF_JEQ:
13330                         return 0;
13331                 case BPF_JNE:
13332                         return 1;
13333                 default:
13334                         return -1;
13335                 }
13336         }
13337
13338         if (is_jmp32)
13339                 return is_branch32_taken(reg, val, opcode);
13340         return is_branch64_taken(reg, val, opcode);
13341 }
13342
13343 static int flip_opcode(u32 opcode)
13344 {
13345         /* How can we transform "a <op> b" into "b <op> a"? */
13346         static const u8 opcode_flip[16] = {
13347                 /* these stay the same */
13348                 [BPF_JEQ  >> 4] = BPF_JEQ,
13349                 [BPF_JNE  >> 4] = BPF_JNE,
13350                 [BPF_JSET >> 4] = BPF_JSET,
13351                 /* these swap "lesser" and "greater" (L and G in the opcodes) */
13352                 [BPF_JGE  >> 4] = BPF_JLE,
13353                 [BPF_JGT  >> 4] = BPF_JLT,
13354                 [BPF_JLE  >> 4] = BPF_JGE,
13355                 [BPF_JLT  >> 4] = BPF_JGT,
13356                 [BPF_JSGE >> 4] = BPF_JSLE,
13357                 [BPF_JSGT >> 4] = BPF_JSLT,
13358                 [BPF_JSLE >> 4] = BPF_JSGE,
13359                 [BPF_JSLT >> 4] = BPF_JSGT
13360         };
13361         return opcode_flip[opcode >> 4];
13362 }
13363
13364 static int is_pkt_ptr_branch_taken(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13365                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
13366                                    u8 opcode)
13367 {
13368         struct bpf_reg_state *pkt;
13369
13370         if (src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) {
13371                 pkt = dst_reg;
13372         } else if (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) {
13373                 pkt = src_reg;
13374                 opcode = flip_opcode(opcode);
13375         } else {
13376                 return -1;
13377         }
13378
13379         if (pkt->range >= 0)
13380                 return -1;
13381
13382         switch (opcode) {
13383         case BPF_JLE:
13384                 /* pkt <= pkt_end */
13385                 fallthrough;
13386         case BPF_JGT:
13387                 /* pkt > pkt_end */
13388                 if (pkt->range == BEYOND_PKT_END)
13389                         /* pkt has at last one extra byte beyond pkt_end */
13390                         return opcode == BPF_JGT;
13391                 break;
13392         case BPF_JLT:
13393                 /* pkt < pkt_end */
13394                 fallthrough;
13395         case BPF_JGE:
13396                 /* pkt >= pkt_end */
13397                 if (pkt->range == BEYOND_PKT_END || pkt->range == AT_PKT_END)
13398                         return opcode == BPF_JGE;
13399                 break;
13400         }
13401         return -1;
13402 }
13403
13404 /* Adjusts the register min/max values in the case that the dst_reg is the
13405  * variable register that we are working on, and src_reg is a constant or we're
13406  * simply doing a BPF_K check.
13407  * In JEQ/JNE cases we also adjust the var_off values.
13408  */
13409 static void reg_set_min_max(struct bpf_reg_state *true_reg,
13410                             struct bpf_reg_state *false_reg,
13411                             u64 val, u32 val32,
13412                             u8 opcode, bool is_jmp32)
13413 {
13414         struct tnum false_32off = tnum_subreg(false_reg->var_off);
13415         struct tnum false_64off = false_reg->var_off;
13416         struct tnum true_32off = tnum_subreg(true_reg->var_off);
13417         struct tnum true_64off = true_reg->var_off;
13418         s64 sval = (s64)val;
13419         s32 sval32 = (s32)val32;
13420
13421         /* If the dst_reg is a pointer, we can't learn anything about its
13422          * variable offset from the compare (unless src_reg were a pointer into
13423          * the same object, but we don't bother with that.
13424          * Since false_reg and true_reg have the same type by construction, we
13425          * only need to check one of them for pointerness.
13426          */
13427         if (__is_pointer_value(false, false_reg))
13428                 return;
13429
13430         switch (opcode) {
13431         /* JEQ/JNE comparison doesn't change the register equivalence.
13432          *
13433          * r1 = r2;
13434          * if (r1 == 42) goto label;
13435          * ...
13436          * label: // here both r1 and r2 are known to be 42.
13437          *
13438          * Hence when marking register as known preserve it's ID.
13439          */
13440         case BPF_JEQ:
13441                 if (is_jmp32) {
13442                         __mark_reg32_known(true_reg, val32);
13443                         true_32off = tnum_subreg(true_reg->var_off);
13444                 } else {
13445                         ___mark_reg_known(true_reg, val);
13446                         true_64off = true_reg->var_off;
13447                 }
13448                 break;
13449         case BPF_JNE:
13450                 if (is_jmp32) {
13451                         __mark_reg32_known(false_reg, val32);
13452                         false_32off = tnum_subreg(false_reg->var_off);
13453                 } else {
13454                         ___mark_reg_known(false_reg, val);
13455                         false_64off = false_reg->var_off;
13456                 }
13457                 break;
13458         case BPF_JSET:
13459                 if (is_jmp32) {
13460                         false_32off = tnum_and(false_32off, tnum_const(~val32));
13461                         if (is_power_of_2(val32))
13462                                 true_32off = tnum_or(true_32off,
13463                                                      tnum_const(val32));
13464                 } else {
13465                         false_64off = tnum_and(false_64off, tnum_const(~val));
13466                         if (is_power_of_2(val))
13467                                 true_64off = tnum_or(true_64off,
13468                                                      tnum_const(val));
13469                 }
13470                 break;
13471         case BPF_JGE:
13472         case BPF_JGT:
13473         {
13474                 if (is_jmp32) {
13475                         u32 false_umax = opcode == BPF_JGT ? val32  : val32 - 1;
13476                         u32 true_umin = opcode == BPF_JGT ? val32 + 1 : val32;
13477
13478                         false_reg->u32_max_value = min(false_reg->u32_max_value,
13479                                                        false_umax);
13480                         true_reg->u32_min_value = max(true_reg->u32_min_value,
13481                                                       true_umin);
13482                 } else {
13483                         u64 false_umax = opcode == BPF_JGT ? val    : val - 1;
13484                         u64 true_umin = opcode == BPF_JGT ? val + 1 : val;
13485
13486                         false_reg->umax_value = min(false_reg->umax_value, false_umax);
13487                         true_reg->umin_value = max(true_reg->umin_value, true_umin);
13488                 }
13489                 break;
13490         }
13491         case BPF_JSGE:
13492         case BPF_JSGT:
13493         {
13494                 if (is_jmp32) {
13495                         s32 false_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval32    : sval32 - 1;
13496                         s32 true_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval32 + 1 : sval32;
13497
13498                         false_reg->s32_max_value = min(false_reg->s32_max_value, false_smax);
13499                         true_reg->s32_min_value = max(true_reg->s32_min_value, true_smin);
13500                 } else {
13501                         s64 false_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval    : sval - 1;
13502                         s64 true_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval + 1 : sval;
13503
13504                         false_reg->smax_value = min(false_reg->smax_value, false_smax);
13505                         true_reg->smin_value = max(true_reg->smin_value, true_smin);
13506                 }
13507                 break;
13508         }
13509         case BPF_JLE:
13510         case BPF_JLT:
13511         {
13512                 if (is_jmp32) {
13513                         u32 false_umin = opcode == BPF_JLT ? val32  : val32 + 1;
13514                         u32 true_umax = opcode == BPF_JLT ? val32 - 1 : val32;
13515
13516                         false_reg->u32_min_value = max(false_reg->u32_min_value,
13517                                                        false_umin);
13518                         true_reg->u32_max_value = min(true_reg->u32_max_value,
13519                                                       true_umax);
13520                 } else {
13521                         u64 false_umin = opcode == BPF_JLT ? val    : val + 1;
13522                         u64 true_umax = opcode == BPF_JLT ? val - 1 : val;
13523
13524                         false_reg->umin_value = max(false_reg->umin_value, false_umin);
13525                         true_reg->umax_value = min(true_reg->umax_value, true_umax);
13526                 }
13527                 break;
13528         }
13529         case BPF_JSLE:
13530         case BPF_JSLT:
13531         {
13532                 if (is_jmp32) {
13533                         s32 false_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval32    : sval32 + 1;
13534                         s32 true_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval32 - 1 : sval32;
13535
13536                         false_reg->s32_min_value = max(false_reg->s32_min_value, false_smin);
13537                         true_reg->s32_max_value = min(true_reg->s32_max_value, true_smax);
13538                 } else {
13539                         s64 false_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval    : sval + 1;
13540                         s64 true_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval - 1 : sval;
13541
13542                         false_reg->smin_value = max(false_reg->smin_value, false_smin);
13543                         true_reg->smax_value = min(true_reg->smax_value, true_smax);
13544                 }
13545                 break;
13546         }
13547         default:
13548                 return;
13549         }
13550
13551         if (is_jmp32) {
13552                 false_reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(false_64off),
13553                                              tnum_subreg(false_32off));
13554                 true_reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(true_64off),
13555                                             tnum_subreg(true_32off));
13556                 __reg_combine_32_into_64(false_reg);
13557                 __reg_combine_32_into_64(true_reg);
13558         } else {
13559                 false_reg->var_off = false_64off;
13560                 true_reg->var_off = true_64off;
13561                 __reg_combine_64_into_32(false_reg);
13562                 __reg_combine_64_into_32(true_reg);
13563         }
13564 }
13565
13566 /* Same as above, but for the case that dst_reg holds a constant and src_reg is
13567  * the variable reg.
13568  */
13569 static void reg_set_min_max_inv(struct bpf_reg_state *true_reg,
13570                                 struct bpf_reg_state *false_reg,
13571                                 u64 val, u32 val32,
13572                                 u8 opcode, bool is_jmp32)
13573 {
13574         opcode = flip_opcode(opcode);
13575         /* This uses zero as "not present in table"; luckily the zero opcode,
13576          * BPF_JA, can't get here.
13577          */
13578         if (opcode)
13579                 reg_set_min_max(true_reg, false_reg, val, val32, opcode, is_jmp32);
13580 }
13581
13582 /* Regs are known to be equal, so intersect their min/max/var_off */
13583 static void __reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *src_reg,
13584                                   struct bpf_reg_state *dst_reg)
13585 {
13586         src_reg->umin_value = dst_reg->umin_value = max(src_reg->umin_value,
13587                                                         dst_reg->umin_value);
13588         src_reg->umax_value = dst_reg->umax_value = min(src_reg->umax_value,
13589                                                         dst_reg->umax_value);
13590         src_reg->smin_value = dst_reg->smin_value = max(src_reg->smin_value,
13591                                                         dst_reg->smin_value);
13592         src_reg->smax_value = dst_reg->smax_value = min(src_reg->smax_value,
13593                                                         dst_reg->smax_value);
13594         src_reg->var_off = dst_reg->var_off = tnum_intersect(src_reg->var_off,
13595                                                              dst_reg->var_off);
13596         reg_bounds_sync(src_reg);
13597         reg_bounds_sync(dst_reg);
13598 }
13599
13600 static void reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *true_src,
13601                                 struct bpf_reg_state *true_dst,
13602                                 struct bpf_reg_state *false_src,
13603                                 struct bpf_reg_state *false_dst,
13604                                 u8 opcode)
13605 {
13606         switch (opcode) {
13607         case BPF_JEQ:
13608                 __reg_combine_min_max(true_src, true_dst);
13609                 break;
13610         case BPF_JNE:
13611                 __reg_combine_min_max(false_src, false_dst);
13612                 break;
13613         }
13614 }
13615
13616 static void mark_ptr_or_null_reg(struct bpf_func_state *state,
13617                                  struct bpf_reg_state *reg, u32 id,
13618                                  bool is_null)
13619 {
13620         if (type_may_be_null(reg->type) && reg->id == id &&
13621             (is_rcu_reg(reg) || !WARN_ON_ONCE(!reg->id))) {
13622                 /* Old offset (both fixed and variable parts) should have been
13623                  * known-zero, because we don't allow pointer arithmetic on
13624                  * pointers that might be NULL. If we see this happening, don't
13625                  * convert the register.
13626                  *
13627                  * But in some cases, some helpers that return local kptrs
13628                  * advance offset for the returned pointer. In those cases, it
13629                  * is fine to expect to see reg->off.
13630                  */
13631                 if (WARN_ON_ONCE(reg->smin_value || reg->smax_value || !tnum_equals_const(reg->var_off, 0)))
13632                         return;
13633                 if (!(type_is_ptr_alloc_obj(reg->type) || type_is_non_owning_ref(reg->type)) &&
13634                     WARN_ON_ONCE(reg->off))
13635                         return;
13636
13637                 if (is_null) {
13638                         reg->type = SCALAR_VALUE;
13639                         /* We don't need id and ref_obj_id from this point
13640                          * onwards anymore, thus we should better reset it,
13641                          * so that state pruning has chances to take effect.
13642                          */
13643                         reg->id = 0;
13644                         reg->ref_obj_id = 0;
13645
13646                         return;
13647                 }
13648
13649                 mark_ptr_not_null_reg(reg);
13650
13651                 if (!reg_may_point_to_spin_lock(reg)) {
13652                         /* For not-NULL ptr, reg->ref_obj_id will be reset
13653                          * in release_reference().
13654                          *
13655                          * reg->id is still used by spin_lock ptr. Other
13656                          * than spin_lock ptr type, reg->id can be reset.
13657                          */
13658                         reg->id = 0;
13659                 }
13660         }
13661 }
13662
13663 /* The logic is similar to find_good_pkt_pointers(), both could eventually
13664  * be folded together at some point.
13665  */
13666 static void mark_ptr_or_null_regs(struct bpf_verifier_state *vstate, u32 regno,
13667                                   bool is_null)
13668 {
13669         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
13670         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *reg;
13671         u32 ref_obj_id = regs[regno].ref_obj_id;
13672         u32 id = regs[regno].id;
13673
13674         if (ref_obj_id && ref_obj_id == id && is_null)
13675                 /* regs[regno] is in the " == NULL" branch.
13676                  * No one could have freed the reference state before
13677                  * doing the NULL check.
13678                  */
13679                 WARN_ON_ONCE(release_reference_state(state, id));
13680
13681         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
13682                 mark_ptr_or_null_reg(state, reg, id, is_null);
13683         }));
13684 }
13685
13686 static bool try_match_pkt_pointers(const struct bpf_insn *insn,
13687                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
13688                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
13689                                    struct bpf_verifier_state *this_branch,
13690                                    struct bpf_verifier_state *other_branch)
13691 {
13692         if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_X)
13693                 return false;
13694
13695         /* Pointers are always 64-bit. */
13696         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32)
13697                 return false;
13698
13699         switch (BPF_OP(insn->code)) {
13700         case BPF_JGT:
13701                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
13702                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
13703                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
13704                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
13705                         /* pkt_data' > pkt_end, pkt_meta' > pkt_data */
13706                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
13707                                                dst_reg->type, false);
13708                         mark_pkt_end(other_branch, insn->dst_reg, true);
13709                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
13710                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
13711                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
13712                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
13713                         /* pkt_end > pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
13714                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
13715                                                src_reg->type, true);
13716                         mark_pkt_end(this_branch, insn->src_reg, false);
13717                 } else {
13718                         return false;
13719                 }
13720                 break;
13721         case BPF_JLT:
13722                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
13723                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
13724                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
13725                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
13726                         /* pkt_data' < pkt_end, pkt_meta' < pkt_data */
13727                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
13728                                                dst_reg->type, true);
13729                         mark_pkt_end(this_branch, insn->dst_reg, false);
13730                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
13731                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
13732                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
13733                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
13734                         /* pkt_end < pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
13735                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
13736                                                src_reg->type, false);
13737                         mark_pkt_end(other_branch, insn->src_reg, true);
13738                 } else {
13739                         return false;
13740                 }
13741                 break;
13742         case BPF_JGE:
13743                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
13744                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
13745                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
13746                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
13747                         /* pkt_data' >= pkt_end, pkt_meta' >= pkt_data */
13748                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
13749                                                dst_reg->type, true);
13750                         mark_pkt_end(other_branch, insn->dst_reg, false);
13751                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
13752                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
13753                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
13754                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
13755                         /* pkt_end >= pkt_data', pkt_data >= pkt_meta' */
13756                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
13757                                                src_reg->type, false);
13758                         mark_pkt_end(this_branch, insn->src_reg, true);
13759                 } else {
13760                         return false;
13761                 }
13762                 break;
13763         case BPF_JLE:
13764                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
13765                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
13766                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
13767                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
13768                         /* pkt_data' <= pkt_end, pkt_meta' <= pkt_data */
13769                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
13770                                                dst_reg->type, false);
13771                         mark_pkt_end(this_branch, insn->dst_reg, true);
13772                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
13773                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
13774                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
13775                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
13776                         /* pkt_end <= pkt_data', pkt_data <= pkt_meta' */
13777                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
13778                                                src_reg->type, true);
13779                         mark_pkt_end(other_branch, insn->src_reg, false);
13780                 } else {
13781                         return false;
13782                 }
13783                 break;
13784         default:
13785                 return false;
13786         }
13787
13788         return true;
13789 }
13790
13791 static void find_equal_scalars(struct bpf_verifier_state *vstate,
13792                                struct bpf_reg_state *known_reg)
13793 {
13794         struct bpf_func_state *state;
13795         struct bpf_reg_state *reg;
13796
13797         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
13798                 if (reg->type == SCALAR_VALUE && reg->id == known_reg->id)
13799                         copy_register_state(reg, known_reg);
13800         }));
13801 }
13802
13803 static int check_cond_jmp_op(struct bpf_verifier_env *env,
13804                              struct bpf_insn *insn, int *insn_idx)
13805 {
13806         struct bpf_verifier_state *this_branch = env->cur_state;
13807         struct bpf_verifier_state *other_branch;
13808         struct bpf_reg_state *regs = this_branch->frame[this_branch->curframe]->regs;
13809         struct bpf_reg_state *dst_reg, *other_branch_regs, *src_reg = NULL;
13810         struct bpf_reg_state *eq_branch_regs;
13811         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
13812         bool is_jmp32;
13813         int pred = -1;
13814         int err;
13815
13816         /* Only conditional jumps are expected to reach here. */
13817         if (opcode == BPF_JA || opcode > BPF_JSLE) {
13818                 verbose(env, "invalid BPF_JMP/JMP32 opcode %x\n", opcode);
13819                 return -EINVAL;
13820         }
13821
13822         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
13823                 if (insn->imm != 0) {
13824                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
13825                         return -EINVAL;
13826                 }
13827
13828                 /* check src1 operand */
13829                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
13830                 if (err)
13831                         return err;
13832
13833                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
13834                         verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
13835                                 insn->src_reg);
13836                         return -EACCES;
13837                 }
13838                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
13839         } else {
13840                 if (insn->src_reg != BPF_REG_0) {
13841                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
13842                         return -EINVAL;
13843                 }
13844         }
13845
13846         /* check src2 operand */
13847         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
13848         if (err)
13849                 return err;
13850
13851         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
13852         is_jmp32 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32;
13853
13854         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
13855                 pred = is_branch_taken(dst_reg, insn->imm, opcode, is_jmp32);
13856         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE &&
13857                    is_jmp32 && tnum_is_const(tnum_subreg(src_reg->var_off))) {
13858                 pred = is_branch_taken(dst_reg,
13859                                        tnum_subreg(src_reg->var_off).value,
13860                                        opcode,
13861                                        is_jmp32);
13862         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE &&
13863                    !is_jmp32 && tnum_is_const(src_reg->var_off)) {
13864                 pred = is_branch_taken(dst_reg,
13865                                        src_reg->var_off.value,
13866                                        opcode,
13867                                        is_jmp32);
13868         } else if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE &&
13869                    is_jmp32 && tnum_is_const(tnum_subreg(dst_reg->var_off))) {
13870                 pred = is_branch_taken(src_reg,
13871                                        tnum_subreg(dst_reg->var_off).value,
13872                                        flip_opcode(opcode),
13873                                        is_jmp32);
13874         } else if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE &&
13875                    !is_jmp32 && tnum_is_const(dst_reg->var_off)) {
13876                 pred = is_branch_taken(src_reg,
13877                                        dst_reg->var_off.value,
13878                                        flip_opcode(opcode),
13879                                        is_jmp32);
13880         } else if (reg_is_pkt_pointer_any(dst_reg) &&
13881                    reg_is_pkt_pointer_any(src_reg) &&
13882                    !is_jmp32) {
13883                 pred = is_pkt_ptr_branch_taken(dst_reg, src_reg, opcode);
13884         }
13885
13886         if (pred >= 0) {
13887                 /* If we get here with a dst_reg pointer type it is because
13888                  * above is_branch_taken() special cased the 0 comparison.
13889                  */
13890                 if (!__is_pointer_value(false, dst_reg))
13891                         err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
13892                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X && !err &&
13893                     !__is_pointer_value(false, src_reg))
13894                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
13895                 if (err)
13896                         return err;
13897         }
13898
13899         if (pred == 1) {
13900                 /* Only follow the goto, ignore fall-through. If needed, push
13901                  * the fall-through branch for simulation under speculative
13902                  * execution.
13903                  */
13904                 if (!env->bypass_spec_v1 &&
13905                     !sanitize_speculative_path(env, insn, *insn_idx + 1,
13906                                                *insn_idx))
13907                         return -EFAULT;
13908                 *insn_idx += insn->off;
13909                 return 0;
13910         } else if (pred == 0) {
13911                 /* Only follow the fall-through branch, since that's where the
13912                  * program will go. If needed, push the goto branch for
13913                  * simulation under speculative execution.
13914                  */
13915                 if (!env->bypass_spec_v1 &&
13916                     !sanitize_speculative_path(env, insn,
13917                                                *insn_idx + insn->off + 1,
13918                                                *insn_idx))
13919                         return -EFAULT;
13920                 return 0;
13921         }
13922
13923         other_branch = push_stack(env, *insn_idx + insn->off + 1, *insn_idx,
13924                                   false);
13925         if (!other_branch)
13926                 return -EFAULT;
13927         other_branch_regs = other_branch->frame[other_branch->curframe]->regs;
13928
13929         /* detect if we are comparing against a constant value so we can adjust
13930          * our min/max values for our dst register.
13931          * this is only legit if both are scalars (or pointers to the same
13932          * object, I suppose, see the PTR_MAYBE_NULL related if block below),
13933          * because otherwise the different base pointers mean the offsets aren't
13934          * comparable.
13935          */
13936         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
13937                 struct bpf_reg_state *src_reg = &regs[insn->src_reg];
13938
13939                 if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE &&
13940                     src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
13941                         if (tnum_is_const(src_reg->var_off) ||
13942                             (is_jmp32 &&
13943                              tnum_is_const(tnum_subreg(src_reg->var_off))))
13944                                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
13945                                                 dst_reg,
13946                                                 src_reg->var_off.value,
13947                                                 tnum_subreg(src_reg->var_off).value,
13948                                                 opcode, is_jmp32);
13949                         else if (tnum_is_const(dst_reg->var_off) ||
13950                                  (is_jmp32 &&
13951                                   tnum_is_const(tnum_subreg(dst_reg->var_off))))
13952                                 reg_set_min_max_inv(&other_branch_regs[insn->src_reg],
13953                                                     src_reg,
13954                                                     dst_reg->var_off.value,
13955                                                     tnum_subreg(dst_reg->var_off).value,
13956                                                     opcode, is_jmp32);
13957                         else if (!is_jmp32 &&
13958                                  (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE))
13959                                 /* Comparing for equality, we can combine knowledge */
13960                                 reg_combine_min_max(&other_branch_regs[insn->src_reg],
13961                                                     &other_branch_regs[insn->dst_reg],
13962                                                     src_reg, dst_reg, opcode);
13963                         if (src_reg->id &&
13964                             !WARN_ON_ONCE(src_reg->id != other_branch_regs[insn->src_reg].id)) {
13965                                 find_equal_scalars(this_branch, src_reg);
13966                                 find_equal_scalars(other_branch, &other_branch_regs[insn->src_reg]);
13967                         }
13968
13969                 }
13970         } else if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE) {
13971                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
13972                                         dst_reg, insn->imm, (u32)insn->imm,
13973                                         opcode, is_jmp32);
13974         }
13975
13976         if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE && dst_reg->id &&
13977             !WARN_ON_ONCE(dst_reg->id != other_branch_regs[insn->dst_reg].id)) {
13978                 find_equal_scalars(this_branch, dst_reg);
13979                 find_equal_scalars(other_branch, &other_branch_regs[insn->dst_reg]);
13980         }
13981
13982         /* if one pointer register is compared to another pointer
13983          * register check if PTR_MAYBE_NULL could be lifted.
13984          * E.g. register A - maybe null
13985          *      register B - not null
13986          * for JNE A, B, ... - A is not null in the false branch;
13987          * for JEQ A, B, ... - A is not null in the true branch.
13988          *
13989          * Since PTR_TO_BTF_ID points to a kernel struct that does
13990          * not need to be null checked by the BPF program, i.e.,
13991          * could be null even without PTR_MAYBE_NULL marking, so
13992          * only propagate nullness when neither reg is that type.
13993          */
13994         if (!is_jmp32 && BPF_SRC(insn->code) == BPF_X &&
13995             __is_pointer_value(false, src_reg) && __is_pointer_value(false, dst_reg) &&
13996             type_may_be_null(src_reg->type) != type_may_be_null(dst_reg->type) &&
13997             base_type(src_reg->type) != PTR_TO_BTF_ID &&
13998             base_type(dst_reg->type) != PTR_TO_BTF_ID) {
13999                 eq_branch_regs = NULL;
14000                 switch (opcode) {
14001                 case BPF_JEQ:
14002                         eq_branch_regs = other_branch_regs;
14003                         break;
14004                 case BPF_JNE:
14005                         eq_branch_regs = regs;
14006                         break;
14007                 default:
14008                         /* do nothing */
14009                         break;
14010                 }
14011                 if (eq_branch_regs) {
14012                         if (type_may_be_null(src_reg->type))
14013                                 mark_ptr_not_null_reg(&eq_branch_regs[insn->src_reg]);
14014                         else
14015                                 mark_ptr_not_null_reg(&eq_branch_regs[insn->dst_reg]);
14016                 }
14017         }
14018
14019         /* detect if R == 0 where R is returned from bpf_map_lookup_elem().
14020          * NOTE: these optimizations below are related with pointer comparison
14021          *       which will never be JMP32.
14022          */
14023         if (!is_jmp32 && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K &&
14024             insn->imm == 0 && (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE) &&
14025             type_may_be_null(dst_reg->type)) {
14026                 /* Mark all identical registers in each branch as either
14027                  * safe or unknown depending R == 0 or R != 0 conditional.
14028                  */
14029                 mark_ptr_or_null_regs(this_branch, insn->dst_reg,
14030                                       opcode == BPF_JNE);
14031                 mark_ptr_or_null_regs(other_branch, insn->dst_reg,
14032                                       opcode == BPF_JEQ);
14033         } else if (!try_match_pkt_pointers(insn, dst_reg, &regs[insn->src_reg],
14034                                            this_branch, other_branch) &&
14035                    is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
14036                 verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
14037                         insn->dst_reg);
14038                 return -EACCES;
14039         }
14040         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
14041                 print_insn_state(env, this_branch->frame[this_branch->curframe]);
14042         return 0;
14043 }
14044
14045 /* verify BPF_LD_IMM64 instruction */
14046 static int check_ld_imm(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
14047 {
14048         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
14049         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
14050         struct bpf_reg_state *dst_reg;
14051         struct bpf_map *map;
14052         int err;
14053
14054         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
14055                 verbose(env, "invalid BPF_LD_IMM insn\n");
14056                 return -EINVAL;
14057         }
14058         if (insn->off != 0) {
14059                 verbose(env, "BPF_LD_IMM64 uses reserved fields\n");
14060                 return -EINVAL;
14061         }
14062
14063         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
14064         if (err)
14065                 return err;
14066
14067         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
14068         if (insn->src_reg == 0) {
14069                 u64 imm = ((u64)(insn + 1)->imm << 32) | (u32)insn->imm;
14070
14071                 dst_reg->type = SCALAR_VALUE;
14072                 __mark_reg_known(&regs[insn->dst_reg], imm);
14073                 return 0;
14074         }
14075
14076         /* All special src_reg cases are listed below. From this point onwards
14077          * we either succeed and assign a corresponding dst_reg->type after
14078          * zeroing the offset, or fail and reject the program.
14079          */
14080         mark_reg_known_zero(env, regs, insn->dst_reg);
14081
14082         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
14083                 dst_reg->type = aux->btf_var.reg_type;
14084                 switch (base_type(dst_reg->type)) {
14085                 case PTR_TO_MEM:
14086                         dst_reg->mem_size = aux->btf_var.mem_size;
14087                         break;
14088                 case PTR_TO_BTF_ID:
14089                         dst_reg->btf = aux->btf_var.btf;
14090                         dst_reg->btf_id = aux->btf_var.btf_id;
14091                         break;
14092                 default:
14093                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
14094                         return -EFAULT;
14095                 }
14096                 return 0;
14097         }
14098
14099         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC) {
14100                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
14101                 u32 subprogno = find_subprog(env,
14102                                              env->insn_idx + insn->imm + 1);
14103
14104                 if (!aux->func_info) {
14105                         verbose(env, "missing btf func_info\n");
14106                         return -EINVAL;
14107                 }
14108                 if (aux->func_info_aux[subprogno].linkage != BTF_FUNC_STATIC) {
14109                         verbose(env, "callback function not static\n");
14110                         return -EINVAL;
14111                 }
14112
14113                 dst_reg->type = PTR_TO_FUNC;
14114                 dst_reg->subprogno = subprogno;
14115                 return 0;
14116         }
14117
14118         map = env->used_maps[aux->map_index];
14119         dst_reg->map_ptr = map;
14120
14121         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_VALUE ||
14122             insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE) {
14123                 dst_reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
14124                 dst_reg->off = aux->map_off;
14125                 WARN_ON_ONCE(map->max_entries != 1);
14126                 /* We want reg->id to be same (0) as map_value is not distinct */
14127         } else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD ||
14128                    insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX) {
14129                 dst_reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
14130         } else {
14131                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
14132                 return -EINVAL;
14133         }
14134
14135         return 0;
14136 }
14137
14138 static bool may_access_skb(enum bpf_prog_type type)
14139 {
14140         switch (type) {
14141         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
14142         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
14143         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
14144                 return true;
14145         default:
14146                 return false;
14147         }
14148 }
14149
14150 /* verify safety of LD_ABS|LD_IND instructions:
14151  * - they can only appear in the programs where ctx == skb
14152  * - since they are wrappers of function calls, they scratch R1-R5 registers,
14153  *   preserve R6-R9, and store return value into R0
14154  *
14155  * Implicit input:
14156  *   ctx == skb == R6 == CTX
14157  *
14158  * Explicit input:
14159  *   SRC == any register
14160  *   IMM == 32-bit immediate
14161  *
14162  * Output:
14163  *   R0 - 8/16/32-bit skb data converted to cpu endianness
14164  */
14165 static int check_ld_abs(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
14166 {
14167         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
14168         static const int ctx_reg = BPF_REG_6;
14169         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
14170         int i, err;
14171
14172         if (!may_access_skb(resolve_prog_type(env->prog))) {
14173                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] instructions not allowed for this program type\n");
14174                 return -EINVAL;
14175         }
14176
14177         if (!env->ops->gen_ld_abs) {
14178                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
14179                 return -EINVAL;
14180         }
14181
14182         if (insn->dst_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
14183             BPF_SIZE(insn->code) == BPF_DW ||
14184             (mode == BPF_ABS && insn->src_reg != BPF_REG_0)) {
14185                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] uses reserved fields\n");
14186                 return -EINVAL;
14187         }
14188
14189         /* check whether implicit source operand (register R6) is readable */
14190         err = check_reg_arg(env, ctx_reg, SRC_OP);
14191         if (err)
14192                 return err;
14193
14194         /* Disallow usage of BPF_LD_[ABS|IND] with reference tracking, as
14195          * gen_ld_abs() may terminate the program at runtime, leading to
14196          * reference leak.
14197          */
14198         err = check_reference_leak(env);
14199         if (err) {
14200                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be mixed with socket references\n");
14201                 return err;
14202         }
14203
14204         if (env->cur_state->active_lock.ptr) {
14205                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be used inside bpf_spin_lock-ed region\n");
14206                 return -EINVAL;
14207         }
14208
14209         if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
14210                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be used inside bpf_rcu_read_lock-ed region\n");
14211                 return -EINVAL;
14212         }
14213
14214         if (regs[ctx_reg].type != PTR_TO_CTX) {
14215                 verbose(env,
14216                         "at the time of BPF_LD_ABS|IND R6 != pointer to skb\n");
14217                 return -EINVAL;
14218         }
14219
14220         if (mode == BPF_IND) {
14221                 /* check explicit source operand */
14222                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
14223                 if (err)
14224                         return err;
14225         }
14226
14227         err = check_ptr_off_reg(env, &regs[ctx_reg], ctx_reg);
14228         if (err < 0)
14229                 return err;
14230
14231         /* reset caller saved regs to unreadable */
14232         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
14233                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
14234                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
14235         }
14236
14237         /* mark destination R0 register as readable, since it contains
14238          * the value fetched from the packet.
14239          * Already marked as written above.
14240          */
14241         mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
14242         /* ld_abs load up to 32-bit skb data. */
14243         regs[BPF_REG_0].subreg_def = env->insn_idx + 1;
14244         return 0;
14245 }
14246
14247 static int check_return_code(struct bpf_verifier_env *env)
14248 {
14249         struct tnum enforce_attach_type_range = tnum_unknown;
14250         const struct bpf_prog *prog = env->prog;
14251         struct bpf_reg_state *reg;
14252         struct tnum range = tnum_range(0, 1);
14253         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
14254         int err;
14255         struct bpf_func_state *frame = env->cur_state->frame[0];
14256         const bool is_subprog = frame->subprogno;
14257
14258         /* LSM and struct_ops func-ptr's return type could be "void" */
14259         if (!is_subprog) {
14260                 switch (prog_type) {
14261                 case BPF_PROG_TYPE_LSM:
14262                         if (prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP)
14263                                 /* See below, can be 0 or 0-1 depending on hook. */
14264                                 break;
14265                         fallthrough;
14266                 case BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS:
14267                         if (!prog->aux->attach_func_proto->type)
14268                                 return 0;
14269                         break;
14270                 default:
14271                         break;
14272                 }
14273         }
14274
14275         /* eBPF calling convention is such that R0 is used
14276          * to return the value from eBPF program.
14277          * Make sure that it's readable at this time
14278          * of bpf_exit, which means that program wrote
14279          * something into it earlier
14280          */
14281         err = check_reg_arg(env, BPF_REG_0, SRC_OP);
14282         if (err)
14283                 return err;
14284
14285         if (is_pointer_value(env, BPF_REG_0)) {
14286                 verbose(env, "R0 leaks addr as return value\n");
14287                 return -EACCES;
14288         }
14289
14290         reg = cur_regs(env) + BPF_REG_0;
14291
14292         if (frame->in_async_callback_fn) {
14293                 /* enforce return zero from async callbacks like timer */
14294                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
14295                         verbose(env, "In async callback the register R0 is not a known value (%s)\n",
14296                                 reg_type_str(env, reg->type));
14297                         return -EINVAL;
14298                 }
14299
14300                 if (!tnum_in(tnum_const(0), reg->var_off)) {
14301                         verbose_invalid_scalar(env, reg, &range, "async callback", "R0");
14302                         return -EINVAL;
14303                 }
14304                 return 0;
14305         }
14306
14307         if (is_subprog) {
14308                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
14309                         verbose(env, "At subprogram exit the register R0 is not a scalar value (%s)\n",
14310                                 reg_type_str(env, reg->type));
14311                         return -EINVAL;
14312                 }
14313                 return 0;
14314         }
14315
14316         switch (prog_type) {
14317         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK_ADDR:
14318                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP4_RECVMSG ||
14319                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP6_RECVMSG ||
14320                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETPEERNAME ||
14321                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETPEERNAME ||
14322                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETSOCKNAME ||
14323                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETSOCKNAME)
14324                         range = tnum_range(1, 1);
14325                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_BIND ||
14326                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_BIND)
14327                         range = tnum_range(0, 3);
14328                 break;
14329         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
14330                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET_EGRESS) {
14331                         range = tnum_range(0, 3);
14332                         enforce_attach_type_range = tnum_range(2, 3);
14333                 }
14334                 break;
14335         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK:
14336         case BPF_PROG_TYPE_SOCK_OPS:
14337         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_DEVICE:
14338         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SYSCTL:
14339         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
14340                 break;
14341         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
14342                 if (!env->prog->aux->attach_btf_id)
14343                         return 0;
14344                 range = tnum_const(0);
14345                 break;
14346         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
14347                 switch (env->prog->expected_attach_type) {
14348                 case BPF_TRACE_FENTRY:
14349                 case BPF_TRACE_FEXIT:
14350                         range = tnum_const(0);
14351                         break;
14352                 case BPF_TRACE_RAW_TP:
14353                 case BPF_MODIFY_RETURN:
14354                         return 0;
14355                 case BPF_TRACE_ITER:
14356                         break;
14357                 default:
14358                         return -ENOTSUPP;
14359                 }
14360                 break;
14361         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
14362                 range = tnum_range(SK_DROP, SK_PASS);
14363                 break;
14364
14365         case BPF_PROG_TYPE_LSM:
14366                 if (env->prog->expected_attach_type != BPF_LSM_CGROUP) {
14367                         /* Regular BPF_PROG_TYPE_LSM programs can return
14368                          * any value.
14369                          */
14370                         return 0;
14371                 }
14372                 if (!env->prog->aux->attach_func_proto->type) {
14373                         /* Make sure programs that attach to void
14374                          * hooks don't try to modify return value.
14375                          */
14376                         range = tnum_range(1, 1);
14377                 }
14378                 break;
14379
14380         case BPF_PROG_TYPE_NETFILTER:
14381                 range = tnum_range(NF_DROP, NF_ACCEPT);
14382                 break;
14383         case BPF_PROG_TYPE_EXT:
14384                 /* freplace program can return anything as its return value
14385                  * depends on the to-be-replaced kernel func or bpf program.
14386                  */
14387         default:
14388                 return 0;
14389         }
14390
14391         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
14392                 verbose(env, "At program exit the register R0 is not a known value (%s)\n",
14393                         reg_type_str(env, reg->type));
14394                 return -EINVAL;
14395         }
14396
14397         if (!tnum_in(range, reg->var_off)) {
14398                 verbose_invalid_scalar(env, reg, &range, "program exit", "R0");
14399                 if (prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP &&
14400                     prog_type == BPF_PROG_TYPE_LSM &&
14401                     !prog->aux->attach_func_proto->type)
14402                         verbose(env, "Note, BPF_LSM_CGROUP that attach to void LSM hooks can't modify return value!\n");
14403                 return -EINVAL;
14404         }
14405
14406         if (!tnum_is_unknown(enforce_attach_type_range) &&
14407             tnum_in(enforce_attach_type_range, reg->var_off))
14408                 env->prog->enforce_expected_attach_type = 1;
14409         return 0;
14410 }
14411
14412 /* non-recursive DFS pseudo code
14413  * 1  procedure DFS-iterative(G,v):
14414  * 2      label v as discovered
14415  * 3      let S be a stack
14416  * 4      S.push(v)
14417  * 5      while S is not empty
14418  * 6            t <- S.peek()
14419  * 7            if t is what we're looking for:
14420  * 8                return t
14421  * 9            for all edges e in G.adjacentEdges(t) do
14422  * 10               if edge e is already labelled
14423  * 11                   continue with the next edge
14424  * 12               w <- G.adjacentVertex(t,e)
14425  * 13               if vertex w is not discovered and not explored
14426  * 14                   label e as tree-edge
14427  * 15                   label w as discovered
14428  * 16                   S.push(w)
14429  * 17                   continue at 5
14430  * 18               else if vertex w is discovered
14431  * 19                   label e as back-edge
14432  * 20               else
14433  * 21                   // vertex w is explored
14434  * 22                   label e as forward- or cross-edge
14435  * 23           label t as explored
14436  * 24           S.pop()
14437  *
14438  * convention:
14439  * 0x10 - discovered
14440  * 0x11 - discovered and fall-through edge labelled
14441  * 0x12 - discovered and fall-through and branch edges labelled
14442  * 0x20 - explored
14443  */
14444
14445 enum {
14446         DISCOVERED = 0x10,
14447         EXPLORED = 0x20,
14448         FALLTHROUGH = 1,
14449         BRANCH = 2,
14450 };
14451
14452 static u32 state_htab_size(struct bpf_verifier_env *env)
14453 {
14454         return env->prog->len;
14455 }
14456
14457 static struct bpf_verifier_state_list **explored_state(
14458                                         struct bpf_verifier_env *env,
14459                                         int idx)
14460 {
14461         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
14462         struct bpf_func_state *state = cur->frame[cur->curframe];
14463
14464         return &env->explored_states[(idx ^ state->callsite) % state_htab_size(env)];
14465 }
14466
14467 static void mark_prune_point(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
14468 {
14469         env->insn_aux_data[idx].prune_point = true;
14470 }
14471
14472 static bool is_prune_point(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
14473 {
14474         return env->insn_aux_data[insn_idx].prune_point;
14475 }
14476
14477 static void mark_force_checkpoint(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
14478 {
14479         env->insn_aux_data[idx].force_checkpoint = true;
14480 }
14481
14482 static bool is_force_checkpoint(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
14483 {
14484         return env->insn_aux_data[insn_idx].force_checkpoint;
14485 }
14486
14487
14488 enum {
14489         DONE_EXPLORING = 0,
14490         KEEP_EXPLORING = 1,
14491 };
14492
14493 /* t, w, e - match pseudo-code above:
14494  * t - index of current instruction
14495  * w - next instruction
14496  * e - edge
14497  */
14498 static int push_insn(int t, int w, int e, struct bpf_verifier_env *env,
14499                      bool loop_ok)
14500 {
14501         int *insn_stack = env->cfg.insn_stack;
14502         int *insn_state = env->cfg.insn_state;
14503
14504         if (e == FALLTHROUGH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | FALLTHROUGH))
14505                 return DONE_EXPLORING;
14506
14507         if (e == BRANCH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | BRANCH))
14508                 return DONE_EXPLORING;
14509
14510         if (w < 0 || w >= env->prog->len) {
14511                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
14512                 verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", t, w);
14513                 return -EINVAL;
14514         }
14515
14516         if (e == BRANCH) {
14517                 /* mark branch target for state pruning */
14518                 mark_prune_point(env, w);
14519                 mark_jmp_point(env, w);
14520         }
14521
14522         if (insn_state[w] == 0) {
14523                 /* tree-edge */
14524                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
14525                 insn_state[w] = DISCOVERED;
14526                 if (env->cfg.cur_stack >= env->prog->len)
14527                         return -E2BIG;
14528                 insn_stack[env->cfg.cur_stack++] = w;
14529                 return KEEP_EXPLORING;
14530         } else if ((insn_state[w] & 0xF0) == DISCOVERED) {
14531                 if (loop_ok && env->bpf_capable)
14532                         return DONE_EXPLORING;
14533                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
14534                 verbose_linfo(env, w, "%d: ", w);
14535                 verbose(env, "back-edge from insn %d to %d\n", t, w);
14536                 return -EINVAL;
14537         } else if (insn_state[w] == EXPLORED) {
14538                 /* forward- or cross-edge */
14539                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
14540         } else {
14541                 verbose(env, "insn state internal bug\n");
14542                 return -EFAULT;
14543         }
14544         return DONE_EXPLORING;
14545 }
14546
14547 static int visit_func_call_insn(int t, struct bpf_insn *insns,
14548                                 struct bpf_verifier_env *env,
14549                                 bool visit_callee)
14550 {
14551         int ret;
14552
14553         ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, false);
14554         if (ret)
14555                 return ret;
14556
14557         mark_prune_point(env, t + 1);
14558         /* when we exit from subprog, we need to record non-linear history */
14559         mark_jmp_point(env, t + 1);
14560
14561         if (visit_callee) {
14562                 mark_prune_point(env, t);
14563                 ret = push_insn(t, t + insns[t].imm + 1, BRANCH, env,
14564                                 /* It's ok to allow recursion from CFG point of
14565                                  * view. __check_func_call() will do the actual
14566                                  * check.
14567                                  */
14568                                 bpf_pseudo_func(insns + t));
14569         }
14570         return ret;
14571 }
14572
14573 /* Visits the instruction at index t and returns one of the following:
14574  *  < 0 - an error occurred
14575  *  DONE_EXPLORING - the instruction was fully explored
14576  *  KEEP_EXPLORING - there is still work to be done before it is fully explored
14577  */
14578 static int visit_insn(int t, struct bpf_verifier_env *env)
14579 {
14580         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi, *insn = &insns[t];
14581         int ret;
14582
14583         if (bpf_pseudo_func(insn))
14584                 return visit_func_call_insn(t, insns, env, true);
14585
14586         /* All non-branch instructions have a single fall-through edge. */
14587         if (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_JMP &&
14588             BPF_CLASS(insn->code) != BPF_JMP32)
14589                 return push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, false);
14590
14591         switch (BPF_OP(insn->code)) {
14592         case BPF_EXIT:
14593                 return DONE_EXPLORING;
14594
14595         case BPF_CALL:
14596                 if (insn->src_reg == 0 && insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback)
14597                         /* Mark this call insn as a prune point to trigger
14598                          * is_state_visited() check before call itself is
14599                          * processed by __check_func_call(). Otherwise new
14600                          * async state will be pushed for further exploration.
14601                          */
14602                         mark_prune_point(env, t);
14603                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) {
14604                         struct bpf_kfunc_call_arg_meta meta;
14605
14606                         ret = fetch_kfunc_meta(env, insn, &meta, NULL);
14607                         if (ret == 0 && is_iter_next_kfunc(&meta)) {
14608                                 mark_prune_point(env, t);
14609                                 /* Checking and saving state checkpoints at iter_next() call
14610                                  * is crucial for fast convergence of open-coded iterator loop
14611                                  * logic, so we need to force it. If we don't do that,
14612                                  * is_state_visited() might skip saving a checkpoint, causing
14613                                  * unnecessarily long sequence of not checkpointed
14614                                  * instructions and jumps, leading to exhaustion of jump
14615                                  * history buffer, and potentially other undesired outcomes.
14616                                  * It is expected that with correct open-coded iterators
14617                                  * convergence will happen quickly, so we don't run a risk of
14618                                  * exhausting memory.
14619                                  */
14620                                 mark_force_checkpoint(env, t);
14621                         }
14622                 }
14623                 return visit_func_call_insn(t, insns, env, insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL);
14624
14625         case BPF_JA:
14626                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K)
14627                         return -EINVAL;
14628
14629                 /* unconditional jump with single edge */
14630                 ret = push_insn(t, t + insn->off + 1, FALLTHROUGH, env,
14631                                 true);
14632                 if (ret)
14633                         return ret;
14634
14635                 mark_prune_point(env, t + insn->off + 1);
14636                 mark_jmp_point(env, t + insn->off + 1);
14637
14638                 return ret;
14639
14640         default:
14641                 /* conditional jump with two edges */
14642                 mark_prune_point(env, t);
14643
14644                 ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, true);
14645                 if (ret)
14646                         return ret;
14647
14648                 return push_insn(t, t + insn->off + 1, BRANCH, env, true);
14649         }
14650 }
14651
14652 /* non-recursive depth-first-search to detect loops in BPF program
14653  * loop == back-edge in directed graph
14654  */
14655 static int check_cfg(struct bpf_verifier_env *env)
14656 {
14657         int insn_cnt = env->prog->len;
14658         int *insn_stack, *insn_state;
14659         int ret = 0;
14660         int i;
14661
14662         insn_state = env->cfg.insn_state = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
14663         if (!insn_state)
14664                 return -ENOMEM;
14665
14666         insn_stack = env->cfg.insn_stack = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
14667         if (!insn_stack) {
14668                 kvfree(insn_state);
14669                 return -ENOMEM;
14670         }
14671
14672         insn_state[0] = DISCOVERED; /* mark 1st insn as discovered */
14673         insn_stack[0] = 0; /* 0 is the first instruction */
14674         env->cfg.cur_stack = 1;
14675
14676         while (env->cfg.cur_stack > 0) {
14677                 int t = insn_stack[env->cfg.cur_stack - 1];
14678
14679                 ret = visit_insn(t, env);
14680                 switch (ret) {
14681                 case DONE_EXPLORING:
14682                         insn_state[t] = EXPLORED;
14683                         env->cfg.cur_stack--;
14684                         break;
14685                 case KEEP_EXPLORING:
14686                         break;
14687                 default:
14688                         if (ret > 0) {
14689                                 verbose(env, "visit_insn internal bug\n");
14690                                 ret = -EFAULT;
14691                         }
14692                         goto err_free;
14693                 }
14694         }
14695
14696         if (env->cfg.cur_stack < 0) {
14697                 verbose(env, "pop stack internal bug\n");
14698                 ret = -EFAULT;
14699                 goto err_free;
14700         }
14701
14702         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
14703                 if (insn_state[i] != EXPLORED) {
14704                         verbose(env, "unreachable insn %d\n", i);
14705                         ret = -EINVAL;
14706                         goto err_free;
14707                 }
14708         }
14709         ret = 0; /* cfg looks good */
14710
14711 err_free:
14712         kvfree(insn_state);
14713         kvfree(insn_stack);
14714         env->cfg.insn_state = env->cfg.insn_stack = NULL;
14715         return ret;
14716 }
14717
14718 static int check_abnormal_return(struct bpf_verifier_env *env)
14719 {
14720         int i;
14721
14722         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
14723                 if (env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
14724                         verbose(env, "LD_ABS is not allowed in subprogs without BTF\n");
14725                         return -EINVAL;
14726                 }
14727                 if (env->subprog_info[i].has_tail_call) {
14728                         verbose(env, "tail_call is not allowed in subprogs without BTF\n");
14729                         return -EINVAL;
14730                 }
14731         }
14732         return 0;
14733 }
14734
14735 /* The minimum supported BTF func info size */
14736 #define MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE   8
14737 #define MAX_FUNCINFO_REC_SIZE   252
14738
14739 static int check_btf_func(struct bpf_verifier_env *env,
14740                           const union bpf_attr *attr,
14741                           bpfptr_t uattr)
14742 {
14743         const struct btf_type *type, *func_proto, *ret_type;
14744         u32 i, nfuncs, urec_size, min_size;
14745         u32 krec_size = sizeof(struct bpf_func_info);
14746         struct bpf_func_info *krecord;
14747         struct bpf_func_info_aux *info_aux = NULL;
14748         struct bpf_prog *prog;
14749         const struct btf *btf;
14750         bpfptr_t urecord;
14751         u32 prev_offset = 0;
14752         bool scalar_return;
14753         int ret = -ENOMEM;
14754
14755         nfuncs = attr->func_info_cnt;
14756         if (!nfuncs) {
14757                 if (check_abnormal_return(env))
14758                         return -EINVAL;
14759                 return 0;
14760         }
14761
14762         if (nfuncs != env->subprog_cnt) {
14763                 verbose(env, "number of funcs in func_info doesn't match number of subprogs\n");
14764                 return -EINVAL;
14765         }
14766
14767         urec_size = attr->func_info_rec_size;
14768         if (urec_size < MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE ||
14769             urec_size > MAX_FUNCINFO_REC_SIZE ||
14770             urec_size % sizeof(u32)) {
14771                 verbose(env, "invalid func info rec size %u\n", urec_size);
14772                 return -EINVAL;
14773         }
14774
14775         prog = env->prog;
14776         btf = prog->aux->btf;
14777
14778         urecord = make_bpfptr(attr->func_info, uattr.is_kernel);
14779         min_size = min_t(u32, krec_size, urec_size);
14780
14781         krecord = kvcalloc(nfuncs, krec_size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
14782         if (!krecord)
14783                 return -ENOMEM;
14784         info_aux = kcalloc(nfuncs, sizeof(*info_aux), GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
14785         if (!info_aux)
14786                 goto err_free;
14787
14788         for (i = 0; i < nfuncs; i++) {
14789                 ret = bpf_check_uarg_tail_zero(urecord, krec_size, urec_size);
14790                 if (ret) {
14791                         if (ret == -E2BIG) {
14792                                 verbose(env, "nonzero tailing record in func info");
14793                                 /* set the size kernel expects so loader can zero
14794                                  * out the rest of the record.
14795                                  */
14796                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
14797                                                           offsetof(union bpf_attr, func_info_rec_size),
14798                                                           &min_size, sizeof(min_size)))
14799                                         ret = -EFAULT;
14800                         }
14801                         goto err_free;
14802                 }
14803
14804                 if (copy_from_bpfptr(&krecord[i], urecord, min_size)) {
14805                         ret = -EFAULT;
14806                         goto err_free;
14807                 }
14808
14809                 /* check insn_off */
14810                 ret = -EINVAL;
14811                 if (i == 0) {
14812                         if (krecord[i].insn_off) {
14813                                 verbose(env,
14814                                         "nonzero insn_off %u for the first func info record",
14815                                         krecord[i].insn_off);
14816                                 goto err_free;
14817                         }
14818                 } else if (krecord[i].insn_off <= prev_offset) {
14819                         verbose(env,
14820                                 "same or smaller insn offset (%u) than previous func info record (%u)",
14821                                 krecord[i].insn_off, prev_offset);
14822                         goto err_free;
14823                 }
14824
14825                 if (env->subprog_info[i].start != krecord[i].insn_off) {
14826                         verbose(env, "func_info BTF section doesn't match subprog layout in BPF program\n");
14827                         goto err_free;
14828                 }
14829
14830                 /* check type_id */
14831                 type = btf_type_by_id(btf, krecord[i].type_id);
14832                 if (!type || !btf_type_is_func(type)) {
14833                         verbose(env, "invalid type id %d in func info",
14834                                 krecord[i].type_id);
14835                         goto err_free;
14836                 }
14837                 info_aux[i].linkage = BTF_INFO_VLEN(type->info);
14838
14839                 func_proto = btf_type_by_id(btf, type->type);
14840                 if (unlikely(!func_proto || !btf_type_is_func_proto(func_proto)))
14841                         /* btf_func_check() already verified it during BTF load */
14842                         goto err_free;
14843                 ret_type = btf_type_skip_modifiers(btf, func_proto->type, NULL);
14844                 scalar_return =
14845                         btf_type_is_small_int(ret_type) || btf_is_any_enum(ret_type);
14846                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
14847                         verbose(env, "LD_ABS is only allowed in functions that return 'int'.\n");
14848                         goto err_free;
14849                 }
14850                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_tail_call) {
14851                         verbose(env, "tail_call is only allowed in functions that return 'int'.\n");
14852                         goto err_free;
14853                 }
14854
14855                 prev_offset = krecord[i].insn_off;
14856                 bpfptr_add(&urecord, urec_size);
14857         }
14858
14859         prog->aux->func_info = krecord;
14860         prog->aux->func_info_cnt = nfuncs;
14861         prog->aux->func_info_aux = info_aux;
14862         return 0;
14863
14864 err_free:
14865         kvfree(krecord);
14866         kfree(info_aux);
14867         return ret;
14868 }
14869
14870 static void adjust_btf_func(struct bpf_verifier_env *env)
14871 {
14872         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
14873         int i;
14874
14875         if (!aux->func_info)
14876                 return;
14877
14878         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
14879                 aux->func_info[i].insn_off = env->subprog_info[i].start;
14880 }
14881
14882 #define MIN_BPF_LINEINFO_SIZE   offsetofend(struct bpf_line_info, line_col)
14883 #define MAX_LINEINFO_REC_SIZE   MAX_FUNCINFO_REC_SIZE
14884
14885 static int check_btf_line(struct bpf_verifier_env *env,
14886                           const union bpf_attr *attr,
14887                           bpfptr_t uattr)
14888 {
14889         u32 i, s, nr_linfo, ncopy, expected_size, rec_size, prev_offset = 0;
14890         struct bpf_subprog_info *sub;
14891         struct bpf_line_info *linfo;
14892         struct bpf_prog *prog;
14893         const struct btf *btf;
14894         bpfptr_t ulinfo;
14895         int err;
14896
14897         nr_linfo = attr->line_info_cnt;
14898         if (!nr_linfo)
14899                 return 0;
14900         if (nr_linfo > INT_MAX / sizeof(struct bpf_line_info))
14901                 return -EINVAL;
14902
14903         rec_size = attr->line_info_rec_size;
14904         if (rec_size < MIN_BPF_LINEINFO_SIZE ||
14905             rec_size > MAX_LINEINFO_REC_SIZE ||
14906             rec_size & (sizeof(u32) - 1))
14907                 return -EINVAL;
14908
14909         /* Need to zero it in case the userspace may
14910          * pass in a smaller bpf_line_info object.
14911          */
14912         linfo = kvcalloc(nr_linfo, sizeof(struct bpf_line_info),
14913                          GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
14914         if (!linfo)
14915                 return -ENOMEM;
14916
14917         prog = env->prog;
14918         btf = prog->aux->btf;
14919
14920         s = 0;
14921         sub = env->subprog_info;
14922         ulinfo = make_bpfptr(attr->line_info, uattr.is_kernel);
14923         expected_size = sizeof(struct bpf_line_info);
14924         ncopy = min_t(u32, expected_size, rec_size);
14925         for (i = 0; i < nr_linfo; i++) {
14926                 err = bpf_check_uarg_tail_zero(ulinfo, expected_size, rec_size);
14927                 if (err) {
14928                         if (err == -E2BIG) {
14929                                 verbose(env, "nonzero tailing record in line_info");
14930                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
14931                                                           offsetof(union bpf_attr, line_info_rec_size),
14932                                                           &expected_size, sizeof(expected_size)))
14933                                         err = -EFAULT;
14934                         }
14935                         goto err_free;
14936                 }
14937
14938                 if (copy_from_bpfptr(&linfo[i], ulinfo, ncopy)) {
14939                         err = -EFAULT;
14940                         goto err_free;
14941                 }
14942
14943                 /*
14944                  * Check insn_off to ensure
14945                  * 1) strictly increasing AND
14946                  * 2) bounded by prog->len
14947                  *
14948                  * The linfo[0].insn_off == 0 check logically falls into
14949                  * the later "missing bpf_line_info for func..." case
14950                  * because the first linfo[0].insn_off must be the
14951                  * first sub also and the first sub must have
14952                  * subprog_info[0].start == 0.
14953                  */
14954                 if ((i && linfo[i].insn_off <= prev_offset) ||
14955                     linfo[i].insn_off >= prog->len) {
14956                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].insn_off:%u (prev_offset:%u prog->len:%u)\n",
14957                                 i, linfo[i].insn_off, prev_offset,
14958                                 prog->len);
14959                         err = -EINVAL;
14960                         goto err_free;
14961                 }
14962
14963                 if (!prog->insnsi[linfo[i].insn_off].code) {
14964                         verbose(env,
14965                                 "Invalid insn code at line_info[%u].insn_off\n",
14966                                 i);
14967                         err = -EINVAL;
14968                         goto err_free;
14969                 }
14970
14971                 if (!btf_name_by_offset(btf, linfo[i].line_off) ||
14972                     !btf_name_by_offset(btf, linfo[i].file_name_off)) {
14973                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].line_off or .file_name_off\n", i);
14974                         err = -EINVAL;
14975                         goto err_free;
14976                 }
14977
14978                 if (s != env->subprog_cnt) {
14979                         if (linfo[i].insn_off == sub[s].start) {
14980                                 sub[s].linfo_idx = i;
14981                                 s++;
14982                         } else if (sub[s].start < linfo[i].insn_off) {
14983                                 verbose(env, "missing bpf_line_info for func#%u\n", s);
14984                                 err = -EINVAL;
14985                                 goto err_free;
14986                         }
14987                 }
14988
14989                 prev_offset = linfo[i].insn_off;
14990                 bpfptr_add(&ulinfo, rec_size);
14991         }
14992
14993         if (s != env->subprog_cnt) {
14994                 verbose(env, "missing bpf_line_info for %u funcs starting from func#%u\n",
14995                         env->subprog_cnt - s, s);
14996                 err = -EINVAL;
14997                 goto err_free;
14998         }
14999
15000         prog->aux->linfo = linfo;
15001         prog->aux->nr_linfo = nr_linfo;
15002
15003         return 0;
15004
15005 err_free:
15006         kvfree(linfo);
15007         return err;
15008 }
15009
15010 #define MIN_CORE_RELO_SIZE      sizeof(struct bpf_core_relo)
15011 #define MAX_CORE_RELO_SIZE      MAX_FUNCINFO_REC_SIZE
15012
15013 static int check_core_relo(struct bpf_verifier_env *env,
15014                            const union bpf_attr *attr,
15015                            bpfptr_t uattr)
15016 {
15017         u32 i, nr_core_relo, ncopy, expected_size, rec_size;
15018         struct bpf_core_relo core_relo = {};
15019         struct bpf_prog *prog = env->prog;
15020         const struct btf *btf = prog->aux->btf;
15021         struct bpf_core_ctx ctx = {
15022                 .log = &env->log,
15023                 .btf = btf,
15024         };
15025         bpfptr_t u_core_relo;
15026         int err;
15027
15028         nr_core_relo = attr->core_relo_cnt;
15029         if (!nr_core_relo)
15030                 return 0;
15031         if (nr_core_relo > INT_MAX / sizeof(struct bpf_core_relo))
15032                 return -EINVAL;
15033
15034         rec_size = attr->core_relo_rec_size;
15035         if (rec_size < MIN_CORE_RELO_SIZE ||
15036             rec_size > MAX_CORE_RELO_SIZE ||
15037             rec_size % sizeof(u32))
15038                 return -EINVAL;
15039
15040         u_core_relo = make_bpfptr(attr->core_relos, uattr.is_kernel);
15041         expected_size = sizeof(struct bpf_core_relo);
15042         ncopy = min_t(u32, expected_size, rec_size);
15043
15044         /* Unlike func_info and line_info, copy and apply each CO-RE
15045          * relocation record one at a time.
15046          */
15047         for (i = 0; i < nr_core_relo; i++) {
15048                 /* future proofing when sizeof(bpf_core_relo) changes */
15049                 err = bpf_check_uarg_tail_zero(u_core_relo, expected_size, rec_size);
15050                 if (err) {
15051                         if (err == -E2BIG) {
15052                                 verbose(env, "nonzero tailing record in core_relo");
15053                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
15054                                                           offsetof(union bpf_attr, core_relo_rec_size),
15055                                                           &expected_size, sizeof(expected_size)))
15056                                         err = -EFAULT;
15057                         }
15058                         break;
15059                 }
15060
15061                 if (copy_from_bpfptr(&core_relo, u_core_relo, ncopy)) {
15062                         err = -EFAULT;
15063                         break;
15064                 }
15065
15066                 if (core_relo.insn_off % 8 || core_relo.insn_off / 8 >= prog->len) {
15067                         verbose(env, "Invalid core_relo[%u].insn_off:%u prog->len:%u\n",
15068                                 i, core_relo.insn_off, prog->len);
15069                         err = -EINVAL;
15070                         break;
15071                 }
15072
15073                 err = bpf_core_apply(&ctx, &core_relo, i,
15074                                      &prog->insnsi[core_relo.insn_off / 8]);
15075                 if (err)
15076                         break;
15077                 bpfptr_add(&u_core_relo, rec_size);
15078         }
15079         return err;
15080 }
15081
15082 static int check_btf_info(struct bpf_verifier_env *env,
15083                           const union bpf_attr *attr,
15084                           bpfptr_t uattr)
15085 {
15086         struct btf *btf;
15087         int err;
15088
15089         if (!attr->func_info_cnt && !attr->line_info_cnt) {
15090                 if (check_abnormal_return(env))
15091                         return -EINVAL;
15092                 return 0;
15093         }
15094
15095         btf = btf_get_by_fd(attr->prog_btf_fd);
15096         if (IS_ERR(btf))
15097                 return PTR_ERR(btf);
15098         if (btf_is_kernel(btf)) {
15099                 btf_put(btf);
15100                 return -EACCES;
15101         }
15102         env->prog->aux->btf = btf;
15103
15104         err = check_btf_func(env, attr, uattr);
15105         if (err)
15106                 return err;
15107
15108         err = check_btf_line(env, attr, uattr);
15109         if (err)
15110                 return err;
15111
15112         err = check_core_relo(env, attr, uattr);
15113         if (err)
15114                 return err;
15115
15116         return 0;
15117 }
15118
15119 /* check %cur's range satisfies %old's */
15120 static bool range_within(struct bpf_reg_state *old,
15121                          struct bpf_reg_state *cur)
15122 {
15123         return old->umin_value <= cur->umin_value &&
15124                old->umax_value >= cur->umax_value &&
15125                old->smin_value <= cur->smin_value &&
15126                old->smax_value >= cur->smax_value &&
15127                old->u32_min_value <= cur->u32_min_value &&
15128                old->u32_max_value >= cur->u32_max_value &&
15129                old->s32_min_value <= cur->s32_min_value &&
15130                old->s32_max_value >= cur->s32_max_value;
15131 }
15132
15133 /* If in the old state two registers had the same id, then they need to have
15134  * the same id in the new state as well.  But that id could be different from
15135  * the old state, so we need to track the mapping from old to new ids.
15136  * Once we have seen that, say, a reg with old id 5 had new id 9, any subsequent
15137  * regs with old id 5 must also have new id 9 for the new state to be safe.  But
15138  * regs with a different old id could still have new id 9, we don't care about
15139  * that.
15140  * So we look through our idmap to see if this old id has been seen before.  If
15141  * so, we require the new id to match; otherwise, we add the id pair to the map.
15142  */
15143 static bool check_ids(u32 old_id, u32 cur_id, struct bpf_idmap *idmap)
15144 {
15145         struct bpf_id_pair *map = idmap->map;
15146         unsigned int i;
15147
15148         /* either both IDs should be set or both should be zero */
15149         if (!!old_id != !!cur_id)
15150                 return false;
15151
15152         if (old_id == 0) /* cur_id == 0 as well */
15153                 return true;
15154
15155         for (i = 0; i < BPF_ID_MAP_SIZE; i++) {
15156                 if (!map[i].old) {
15157                         /* Reached an empty slot; haven't seen this id before */
15158                         map[i].old = old_id;
15159                         map[i].cur = cur_id;
15160                         return true;
15161                 }
15162                 if (map[i].old == old_id)
15163                         return map[i].cur == cur_id;
15164                 if (map[i].cur == cur_id)
15165                         return false;
15166         }
15167         /* We ran out of idmap slots, which should be impossible */
15168         WARN_ON_ONCE(1);
15169         return false;
15170 }
15171
15172 /* Similar to check_ids(), but allocate a unique temporary ID
15173  * for 'old_id' or 'cur_id' of zero.
15174  * This makes pairs like '0 vs unique ID', 'unique ID vs 0' valid.
15175  */
15176 static bool check_scalar_ids(u32 old_id, u32 cur_id, struct bpf_idmap *idmap)
15177 {
15178         old_id = old_id ? old_id : ++idmap->tmp_id_gen;
15179         cur_id = cur_id ? cur_id : ++idmap->tmp_id_gen;
15180
15181         return check_ids(old_id, cur_id, idmap);
15182 }
15183
15184 static void clean_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
15185                              struct bpf_func_state *st)
15186 {
15187         enum bpf_reg_liveness live;
15188         int i, j;
15189
15190         for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
15191                 live = st->regs[i].live;
15192                 /* liveness must not touch this register anymore */
15193                 st->regs[i].live |= REG_LIVE_DONE;
15194                 if (!(live & REG_LIVE_READ))
15195                         /* since the register is unused, clear its state
15196                          * to make further comparison simpler
15197                          */
15198                         __mark_reg_not_init(env, &st->regs[i]);
15199         }
15200
15201         for (i = 0; i < st->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
15202                 live = st->stack[i].spilled_ptr.live;
15203                 /* liveness must not touch this stack slot anymore */
15204                 st->stack[i].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_DONE;
15205                 if (!(live & REG_LIVE_READ)) {
15206                         __mark_reg_not_init(env, &st->stack[i].spilled_ptr);
15207                         for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
15208                                 st->stack[i].slot_type[j] = STACK_INVALID;
15209                 }
15210         }
15211 }
15212
15213 static void clean_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
15214                                  struct bpf_verifier_state *st)
15215 {
15216         int i;
15217
15218         if (st->frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE)
15219                 /* all regs in this state in all frames were already marked */
15220                 return;
15221
15222         for (i = 0; i <= st->curframe; i++)
15223                 clean_func_state(env, st->frame[i]);
15224 }
15225
15226 /* the parentage chains form a tree.
15227  * the verifier states are added to state lists at given insn and
15228  * pushed into state stack for future exploration.
15229  * when the verifier reaches bpf_exit insn some of the verifer states
15230  * stored in the state lists have their final liveness state already,
15231  * but a lot of states will get revised from liveness point of view when
15232  * the verifier explores other branches.
15233  * Example:
15234  * 1: r0 = 1
15235  * 2: if r1 == 100 goto pc+1
15236  * 3: r0 = 2
15237  * 4: exit
15238  * when the verifier reaches exit insn the register r0 in the state list of
15239  * insn 2 will be seen as !REG_LIVE_READ. Then the verifier pops the other_branch
15240  * of insn 2 and goes exploring further. At the insn 4 it will walk the
15241  * parentage chain from insn 4 into insn 2 and will mark r0 as REG_LIVE_READ.
15242  *
15243  * Since the verifier pushes the branch states as it sees them while exploring
15244  * the program the condition of walking the branch instruction for the second
15245  * time means that all states below this branch were already explored and
15246  * their final liveness marks are already propagated.
15247  * Hence when the verifier completes the search of state list in is_state_visited()
15248  * we can call this clean_live_states() function to mark all liveness states
15249  * as REG_LIVE_DONE to indicate that 'parent' pointers of 'struct bpf_reg_state'
15250  * will not be used.
15251  * This function also clears the registers and stack for states that !READ
15252  * to simplify state merging.
15253  *
15254  * Important note here that walking the same branch instruction in the callee
15255  * doesn't meant that the states are DONE. The verifier has to compare
15256  * the callsites
15257  */
15258 static void clean_live_states(struct bpf_verifier_env *env, int insn,
15259                               struct bpf_verifier_state *cur)
15260 {
15261         struct bpf_verifier_state_list *sl;
15262         int i;
15263
15264         sl = *explored_state(env, insn);
15265         while (sl) {
15266                 if (sl->state.branches)
15267                         goto next;
15268                 if (sl->state.insn_idx != insn ||
15269                     sl->state.curframe != cur->curframe)
15270                         goto next;
15271                 for (i = 0; i <= cur->curframe; i++)
15272                         if (sl->state.frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
15273                                 goto next;
15274                 clean_verifier_state(env, &sl->state);
15275 next:
15276                 sl = sl->next;
15277         }
15278 }
15279
15280 static bool regs_exact(const struct bpf_reg_state *rold,
15281                        const struct bpf_reg_state *rcur,
15282                        struct bpf_idmap *idmap)
15283 {
15284         return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)) == 0 &&
15285                check_ids(rold->id, rcur->id, idmap) &&
15286                check_ids(rold->ref_obj_id, rcur->ref_obj_id, idmap);
15287 }
15288
15289 /* Returns true if (rold safe implies rcur safe) */
15290 static bool regsafe(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *rold,
15291                     struct bpf_reg_state *rcur, struct bpf_idmap *idmap)
15292 {
15293         if (!(rold->live & REG_LIVE_READ))
15294                 /* explored state didn't use this */
15295                 return true;
15296         if (rold->type == NOT_INIT)
15297                 /* explored state can't have used this */
15298                 return true;
15299         if (rcur->type == NOT_INIT)
15300                 return false;
15301
15302         /* Enforce that register types have to match exactly, including their
15303          * modifiers (like PTR_MAYBE_NULL, MEM_RDONLY, etc), as a general
15304          * rule.
15305          *
15306          * One can make a point that using a pointer register as unbounded
15307          * SCALAR would be technically acceptable, but this could lead to
15308          * pointer leaks because scalars are allowed to leak while pointers
15309          * are not. We could make this safe in special cases if root is
15310          * calling us, but it's probably not worth the hassle.
15311          *
15312          * Also, register types that are *not* MAYBE_NULL could technically be
15313          * safe to use as their MAYBE_NULL variants (e.g., PTR_TO_MAP_VALUE
15314          * is safe to be used as PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL, provided both point
15315          * to the same map).
15316          * However, if the old MAYBE_NULL register then got NULL checked,
15317          * doing so could have affected others with the same id, and we can't
15318          * check for that because we lost the id when we converted to
15319          * a non-MAYBE_NULL variant.
15320          * So, as a general rule we don't allow mixing MAYBE_NULL and
15321          * non-MAYBE_NULL registers as well.
15322          */
15323         if (rold->type != rcur->type)
15324                 return false;
15325
15326         switch (base_type(rold->type)) {
15327         case SCALAR_VALUE:
15328                 if (env->explore_alu_limits) {
15329                         /* explore_alu_limits disables tnum_in() and range_within()
15330                          * logic and requires everything to be strict
15331                          */
15332                         return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)) == 0 &&
15333                                check_scalar_ids(rold->id, rcur->id, idmap);
15334                 }
15335                 if (!rold->precise)
15336                         return true;
15337                 /* Why check_ids() for scalar registers?
15338                  *
15339                  * Consider the following BPF code:
15340                  *   1: r6 = ... unbound scalar, ID=a ...
15341                  *   2: r7 = ... unbound scalar, ID=b ...
15342                  *   3: if (r6 > r7) goto +1
15343                  *   4: r6 = r7
15344                  *   5: if (r6 > X) goto ...
15345                  *   6: ... memory operation using r7 ...
15346                  *
15347                  * First verification path is [1-6]:
15348                  * - at (4) same bpf_reg_state::id (b) would be assigned to r6 and r7;
15349                  * - at (5) r6 would be marked <= X, find_equal_scalars() would also mark
15350                  *   r7 <= X, because r6 and r7 share same id.
15351                  * Next verification path is [1-4, 6].
15352                  *
15353                  * Instruction (6) would be reached in two states:
15354                  *   I.  r6{.id=b}, r7{.id=b} via path 1-6;
15355                  *   II. r6{.id=a}, r7{.id=b} via path 1-4, 6.
15356                  *
15357                  * Use check_ids() to distinguish these states.
15358                  * ---
15359                  * Also verify that new value satisfies old value range knowledge.
15360                  */
15361                 return range_within(rold, rcur) &&
15362                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off) &&
15363                        check_scalar_ids(rold->id, rcur->id, idmap);
15364         case PTR_TO_MAP_KEY:
15365         case PTR_TO_MAP_VALUE:
15366         case PTR_TO_MEM:
15367         case PTR_TO_BUF:
15368         case PTR_TO_TP_BUFFER:
15369                 /* If the new min/max/var_off satisfy the old ones and
15370                  * everything else matches, we are OK.
15371                  */
15372                 return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, var_off)) == 0 &&
15373                        range_within(rold, rcur) &&
15374                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off) &&
15375                        check_ids(rold->id, rcur->id, idmap) &&
15376                        check_ids(rold->ref_obj_id, rcur->ref_obj_id, idmap);
15377         case PTR_TO_PACKET_META:
15378         case PTR_TO_PACKET:
15379                 /* We must have at least as much range as the old ptr
15380                  * did, so that any accesses which were safe before are
15381                  * still safe.  This is true even if old range < old off,
15382                  * since someone could have accessed through (ptr - k), or
15383                  * even done ptr -= k in a register, to get a safe access.
15384                  */
15385                 if (rold->range > rcur->range)
15386                         return false;
15387                 /* If the offsets don't match, we can't trust our alignment;
15388                  * nor can we be sure that we won't fall out of range.
15389                  */
15390                 if (rold->off != rcur->off)
15391                         return false;
15392                 /* id relations must be preserved */
15393                 if (!check_ids(rold->id, rcur->id, idmap))
15394                         return false;
15395                 /* new val must satisfy old val knowledge */
15396                 return range_within(rold, rcur) &&
15397                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
15398         case PTR_TO_STACK:
15399                 /* two stack pointers are equal only if they're pointing to
15400                  * the same stack frame, since fp-8 in foo != fp-8 in bar
15401                  */
15402                 return regs_exact(rold, rcur, idmap) && rold->frameno == rcur->frameno;
15403         default:
15404                 return regs_exact(rold, rcur, idmap);
15405         }
15406 }
15407
15408 static bool stacksafe(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *old,
15409                       struct bpf_func_state *cur, struct bpf_idmap *idmap)
15410 {
15411         int i, spi;
15412
15413         /* walk slots of the explored stack and ignore any additional
15414          * slots in the current stack, since explored(safe) state
15415          * didn't use them
15416          */
15417         for (i = 0; i < old->allocated_stack; i++) {
15418                 struct bpf_reg_state *old_reg, *cur_reg;
15419
15420                 spi = i / BPF_REG_SIZE;
15421
15422                 if (!(old->stack[spi].spilled_ptr.live & REG_LIVE_READ)) {
15423                         i += BPF_REG_SIZE - 1;
15424                         /* explored state didn't use this */
15425                         continue;
15426                 }
15427
15428                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_INVALID)
15429                         continue;
15430
15431                 if (env->allow_uninit_stack &&
15432                     old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC)
15433                         continue;
15434
15435                 /* explored stack has more populated slots than current stack
15436                  * and these slots were used
15437                  */
15438                 if (i >= cur->allocated_stack)
15439                         return false;
15440
15441                 /* if old state was safe with misc data in the stack
15442                  * it will be safe with zero-initialized stack.
15443                  * The opposite is not true
15444                  */
15445                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC &&
15446                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_ZERO)
15447                         continue;
15448                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] !=
15449                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE])
15450                         /* Ex: old explored (safe) state has STACK_SPILL in
15451                          * this stack slot, but current has STACK_MISC ->
15452                          * this verifier states are not equivalent,
15453                          * return false to continue verification of this path
15454                          */
15455                         return false;
15456                 if (i % BPF_REG_SIZE != BPF_REG_SIZE - 1)
15457                         continue;
15458                 /* Both old and cur are having same slot_type */
15459                 switch (old->stack[spi].slot_type[BPF_REG_SIZE - 1]) {
15460                 case STACK_SPILL:
15461                         /* when explored and current stack slot are both storing
15462                          * spilled registers, check that stored pointers types
15463                          * are the same as well.
15464                          * Ex: explored safe path could have stored
15465                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -8}
15466                          * but current path has stored:
15467                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -16}
15468                          * such verifier states are not equivalent.
15469                          * return false to continue verification of this path
15470                          */
15471                         if (!regsafe(env, &old->stack[spi].spilled_ptr,
15472                                      &cur->stack[spi].spilled_ptr, idmap))
15473                                 return false;
15474                         break;
15475                 case STACK_DYNPTR:
15476                         old_reg = &old->stack[spi].spilled_ptr;
15477                         cur_reg = &cur->stack[spi].spilled_ptr;
15478                         if (old_reg->dynptr.type != cur_reg->dynptr.type ||
15479                             old_reg->dynptr.first_slot != cur_reg->dynptr.first_slot ||
15480                             !check_ids(old_reg->ref_obj_id, cur_reg->ref_obj_id, idmap))
15481                                 return false;
15482                         break;
15483                 case STACK_ITER:
15484                         old_reg = &old->stack[spi].spilled_ptr;
15485                         cur_reg = &cur->stack[spi].spilled_ptr;
15486                         /* iter.depth is not compared between states as it
15487                          * doesn't matter for correctness and would otherwise
15488                          * prevent convergence; we maintain it only to prevent
15489                          * infinite loop check triggering, see
15490                          * iter_active_depths_differ()
15491                          */
15492                         if (old_reg->iter.btf != cur_reg->iter.btf ||
15493                             old_reg->iter.btf_id != cur_reg->iter.btf_id ||
15494                             old_reg->iter.state != cur_reg->iter.state ||
15495                             /* ignore {old_reg,cur_reg}->iter.depth, see above */
15496                             !check_ids(old_reg->ref_obj_id, cur_reg->ref_obj_id, idmap))
15497                                 return false;
15498                         break;
15499                 case STACK_MISC:
15500                 case STACK_ZERO:
15501                 case STACK_INVALID:
15502                         continue;
15503                 /* Ensure that new unhandled slot types return false by default */
15504                 default:
15505                         return false;
15506                 }
15507         }
15508         return true;
15509 }
15510
15511 static bool refsafe(struct bpf_func_state *old, struct bpf_func_state *cur,
15512                     struct bpf_idmap *idmap)
15513 {
15514         int i;
15515
15516         if (old->acquired_refs != cur->acquired_refs)
15517                 return false;
15518
15519         for (i = 0; i < old->acquired_refs; i++) {
15520                 if (!check_ids(old->refs[i].id, cur->refs[i].id, idmap))
15521                         return false;
15522         }
15523
15524         return true;
15525 }
15526
15527 /* compare two verifier states
15528  *
15529  * all states stored in state_list are known to be valid, since
15530  * verifier reached 'bpf_exit' instruction through them
15531  *
15532  * this function is called when verifier exploring different branches of
15533  * execution popped from the state stack. If it sees an old state that has
15534  * more strict register state and more strict stack state then this execution
15535  * branch doesn't need to be explored further, since verifier already
15536  * concluded that more strict state leads to valid finish.
15537  *
15538  * Therefore two states are equivalent if register state is more conservative
15539  * and explored stack state is more conservative than the current one.
15540  * Example:
15541  *       explored                   current
15542  * (slot1=INV slot2=MISC) == (slot1=MISC slot2=MISC)
15543  * (slot1=MISC slot2=MISC) != (slot1=INV slot2=MISC)
15544  *
15545  * In other words if current stack state (one being explored) has more
15546  * valid slots than old one that already passed validation, it means
15547  * the verifier can stop exploring and conclude that current state is valid too
15548  *
15549  * Similarly with registers. If explored state has register type as invalid
15550  * whereas register type in current state is meaningful, it means that
15551  * the current state will reach 'bpf_exit' instruction safely
15552  */
15553 static bool func_states_equal(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *old,
15554                               struct bpf_func_state *cur)
15555 {
15556         int i;
15557
15558         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
15559                 if (!regsafe(env, &old->regs[i], &cur->regs[i],
15560                              &env->idmap_scratch))
15561                         return false;
15562
15563         if (!stacksafe(env, old, cur, &env->idmap_scratch))
15564                 return false;
15565
15566         if (!refsafe(old, cur, &env->idmap_scratch))
15567                 return false;
15568
15569         return true;
15570 }
15571
15572 static bool states_equal(struct bpf_verifier_env *env,
15573                          struct bpf_verifier_state *old,
15574                          struct bpf_verifier_state *cur)
15575 {
15576         int i;
15577
15578         if (old->curframe != cur->curframe)
15579                 return false;
15580
15581         env->idmap_scratch.tmp_id_gen = env->id_gen;
15582         memset(&env->idmap_scratch.map, 0, sizeof(env->idmap_scratch.map));
15583
15584         /* Verification state from speculative execution simulation
15585          * must never prune a non-speculative execution one.
15586          */
15587         if (old->speculative && !cur->speculative)
15588                 return false;
15589
15590         if (old->active_lock.ptr != cur->active_lock.ptr)
15591                 return false;
15592
15593         /* Old and cur active_lock's have to be either both present
15594          * or both absent.
15595          */
15596         if (!!old->active_lock.id != !!cur->active_lock.id)
15597                 return false;
15598
15599         if (old->active_lock.id &&
15600             !check_ids(old->active_lock.id, cur->active_lock.id, &env->idmap_scratch))
15601                 return false;
15602
15603         if (old->active_rcu_lock != cur->active_rcu_lock)
15604                 return false;
15605
15606         /* for states to be equal callsites have to be the same
15607          * and all frame states need to be equivalent
15608          */
15609         for (i = 0; i <= old->curframe; i++) {
15610                 if (old->frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
15611                         return false;
15612                 if (!func_states_equal(env, old->frame[i], cur->frame[i]))
15613                         return false;
15614         }
15615         return true;
15616 }
15617
15618 /* Return 0 if no propagation happened. Return negative error code if error
15619  * happened. Otherwise, return the propagated bit.
15620  */
15621 static int propagate_liveness_reg(struct bpf_verifier_env *env,
15622                                   struct bpf_reg_state *reg,
15623                                   struct bpf_reg_state *parent_reg)
15624 {
15625         u8 parent_flag = parent_reg->live & REG_LIVE_READ;
15626         u8 flag = reg->live & REG_LIVE_READ;
15627         int err;
15628
15629         /* When comes here, read flags of PARENT_REG or REG could be any of
15630          * REG_LIVE_READ64, REG_LIVE_READ32, REG_LIVE_NONE. There is no need
15631          * of propagation if PARENT_REG has strongest REG_LIVE_READ64.
15632          */
15633         if (parent_flag == REG_LIVE_READ64 ||
15634             /* Or if there is no read flag from REG. */
15635             !flag ||
15636             /* Or if the read flag from REG is the same as PARENT_REG. */
15637             parent_flag == flag)
15638                 return 0;
15639
15640         err = mark_reg_read(env, reg, parent_reg, flag);
15641         if (err)
15642                 return err;
15643
15644         return flag;
15645 }
15646
15647 /* A write screens off any subsequent reads; but write marks come from the
15648  * straight-line code between a state and its parent.  When we arrive at an
15649  * equivalent state (jump target or such) we didn't arrive by the straight-line
15650  * code, so read marks in the state must propagate to the parent regardless
15651  * of the state's write marks. That's what 'parent == state->parent' comparison
15652  * in mark_reg_read() is for.
15653  */
15654 static int propagate_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
15655                               const struct bpf_verifier_state *vstate,
15656                               struct bpf_verifier_state *vparent)
15657 {
15658         struct bpf_reg_state *state_reg, *parent_reg;
15659         struct bpf_func_state *state, *parent;
15660         int i, frame, err = 0;
15661
15662         if (vparent->curframe != vstate->curframe) {
15663                 WARN(1, "propagate_live: parent frame %d current frame %d\n",
15664                      vparent->curframe, vstate->curframe);
15665                 return -EFAULT;
15666         }
15667         /* Propagate read liveness of registers... */
15668         BUILD_BUG_ON(BPF_REG_FP + 1 != MAX_BPF_REG);
15669         for (frame = 0; frame <= vstate->curframe; frame++) {
15670                 parent = vparent->frame[frame];
15671                 state = vstate->frame[frame];
15672                 parent_reg = parent->regs;
15673                 state_reg = state->regs;
15674                 /* We don't need to worry about FP liveness, it's read-only */
15675                 for (i = frame < vstate->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
15676                         err = propagate_liveness_reg(env, &state_reg[i],
15677                                                      &parent_reg[i]);
15678                         if (err < 0)
15679                                 return err;
15680                         if (err == REG_LIVE_READ64)
15681                                 mark_insn_zext(env, &parent_reg[i]);
15682                 }
15683
15684                 /* Propagate stack slots. */
15685                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE &&
15686                             i < parent->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
15687                         parent_reg = &parent->stack[i].spilled_ptr;
15688                         state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
15689                         err = propagate_liveness_reg(env, state_reg,
15690                                                      parent_reg);
15691                         if (err < 0)
15692                                 return err;
15693                 }
15694         }
15695         return 0;
15696 }
15697
15698 /* find precise scalars in the previous equivalent state and
15699  * propagate them into the current state
15700  */
15701 static int propagate_precision(struct bpf_verifier_env *env,
15702                                const struct bpf_verifier_state *old)
15703 {
15704         struct bpf_reg_state *state_reg;
15705         struct bpf_func_state *state;
15706         int i, err = 0, fr;
15707         bool first;
15708
15709         for (fr = old->curframe; fr >= 0; fr--) {
15710                 state = old->frame[fr];
15711                 state_reg = state->regs;
15712                 first = true;
15713                 for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++, state_reg++) {
15714                         if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
15715                             !state_reg->precise ||
15716                             !(state_reg->live & REG_LIVE_READ))
15717                                 continue;
15718                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
15719                                 if (first)
15720                                         verbose(env, "frame %d: propagating r%d", fr, i);
15721                                 else
15722                                         verbose(env, ",r%d", i);
15723                         }
15724                         bt_set_frame_reg(&env->bt, fr, i);
15725                         first = false;
15726                 }
15727
15728                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
15729                         if (!is_spilled_reg(&state->stack[i]))
15730                                 continue;
15731                         state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
15732                         if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
15733                             !state_reg->precise ||
15734                             !(state_reg->live & REG_LIVE_READ))
15735                                 continue;
15736                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
15737                                 if (first)
15738                                         verbose(env, "frame %d: propagating fp%d",
15739                                                 fr, (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
15740                                 else
15741                                         verbose(env, ",fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
15742                         }
15743                         bt_set_frame_slot(&env->bt, fr, i);
15744                         first = false;
15745                 }
15746                 if (!first)
15747                         verbose(env, "\n");
15748         }
15749
15750         err = mark_chain_precision_batch(env);
15751         if (err < 0)
15752                 return err;
15753
15754         return 0;
15755 }
15756
15757 static bool states_maybe_looping(struct bpf_verifier_state *old,
15758                                  struct bpf_verifier_state *cur)
15759 {
15760         struct bpf_func_state *fold, *fcur;
15761         int i, fr = cur->curframe;
15762
15763         if (old->curframe != fr)
15764                 return false;
15765
15766         fold = old->frame[fr];
15767         fcur = cur->frame[fr];
15768         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
15769                 if (memcmp(&fold->regs[i], &fcur->regs[i],
15770                            offsetof(struct bpf_reg_state, parent)))
15771                         return false;
15772         return true;
15773 }
15774
15775 static bool is_iter_next_insn(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
15776 {
15777         return env->insn_aux_data[insn_idx].is_iter_next;
15778 }
15779
15780 /* is_state_visited() handles iter_next() (see process_iter_next_call() for
15781  * terminology) calls specially: as opposed to bounded BPF loops, it *expects*
15782  * states to match, which otherwise would look like an infinite loop. So while
15783  * iter_next() calls are taken care of, we still need to be careful and
15784  * prevent erroneous and too eager declaration of "ininite loop", when
15785  * iterators are involved.
15786  *
15787  * Here's a situation in pseudo-BPF assembly form:
15788  *
15789  *   0: again:                          ; set up iter_next() call args
15790  *   1:   r1 = &it                      ; <CHECKPOINT HERE>
15791  *   2:   call bpf_iter_num_next        ; this is iter_next() call
15792  *   3:   if r0 == 0 goto done
15793  *   4:   ... something useful here ...
15794  *   5:   goto again                    ; another iteration
15795  *   6: done:
15796  *   7:   r1 = &it
15797  *   8:   call bpf_iter_num_destroy     ; clean up iter state
15798  *   9:   exit
15799  *
15800  * This is a typical loop. Let's assume that we have a prune point at 1:,
15801  * before we get to `call bpf_iter_num_next` (e.g., because of that `goto
15802  * again`, assuming other heuristics don't get in a way).
15803  *
15804  * When we first time come to 1:, let's say we have some state X. We proceed
15805  * to 2:, fork states, enqueue ACTIVE, validate NULL case successfully, exit.
15806  * Now we come back to validate that forked ACTIVE state. We proceed through
15807  * 3-5, come to goto, jump to 1:. Let's assume our state didn't change, so we
15808  * are converging. But the problem is that we don't know that yet, as this
15809  * convergence has to happen at iter_next() call site only. So if nothing is
15810  * done, at 1: verifier will use bounded loop logic and declare infinite
15811  * looping (and would be *technically* correct, if not for iterator's
15812  * "eventual sticky NULL" contract, see process_iter_next_call()). But we
15813  * don't want that. So what we do in process_iter_next_call() when we go on
15814  * another ACTIVE iteration, we bump slot->iter.depth, to mark that it's
15815  * a different iteration. So when we suspect an infinite loop, we additionally
15816  * check if any of the *ACTIVE* iterator states depths differ. If yes, we
15817  * pretend we are not looping and wait for next iter_next() call.
15818  *
15819  * This only applies to ACTIVE state. In DRAINED state we don't expect to
15820  * loop, because that would actually mean infinite loop, as DRAINED state is
15821  * "sticky", and so we'll keep returning into the same instruction with the
15822  * same state (at least in one of possible code paths).
15823  *
15824  * This approach allows to keep infinite loop heuristic even in the face of
15825  * active iterator. E.g., C snippet below is and will be detected as
15826  * inifintely looping:
15827  *
15828  *   struct bpf_iter_num it;
15829  *   int *p, x;
15830  *
15831  *   bpf_iter_num_new(&it, 0, 10);
15832  *   while ((p = bpf_iter_num_next(&t))) {
15833  *       x = p;
15834  *       while (x--) {} // <<-- infinite loop here
15835  *   }
15836  *
15837  */
15838 static bool iter_active_depths_differ(struct bpf_verifier_state *old, struct bpf_verifier_state *cur)
15839 {
15840         struct bpf_reg_state *slot, *cur_slot;
15841         struct bpf_func_state *state;
15842         int i, fr;
15843
15844         for (fr = old->curframe; fr >= 0; fr--) {
15845                 state = old->frame[fr];
15846                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
15847                         if (state->stack[i].slot_type[0] != STACK_ITER)
15848                                 continue;
15849
15850                         slot = &state->stack[i].spilled_ptr;
15851                         if (slot->iter.state != BPF_ITER_STATE_ACTIVE)
15852                                 continue;
15853
15854                         cur_slot = &cur->frame[fr]->stack[i].spilled_ptr;
15855                         if (cur_slot->iter.depth != slot->iter.depth)
15856                                 return true;
15857                 }
15858         }
15859         return false;
15860 }
15861
15862 static int is_state_visited(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
15863 {
15864         struct bpf_verifier_state_list *new_sl;
15865         struct bpf_verifier_state_list *sl, **pprev;
15866         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state, *new;
15867         int i, j, err, states_cnt = 0;
15868         bool force_new_state = env->test_state_freq || is_force_checkpoint(env, insn_idx);
15869         bool add_new_state = force_new_state;
15870
15871         /* bpf progs typically have pruning point every 4 instructions
15872          * http://vger.kernel.org/bpfconf2019.html#session-1
15873          * Do not add new state for future pruning if the verifier hasn't seen
15874          * at least 2 jumps and at least 8 instructions.
15875          * This heuristics helps decrease 'total_states' and 'peak_states' metric.
15876          * In tests that amounts to up to 50% reduction into total verifier
15877          * memory consumption and 20% verifier time speedup.
15878          */
15879         if (env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed >= 2 &&
15880             env->insn_processed - env->prev_insn_processed >= 8)
15881                 add_new_state = true;
15882
15883         pprev = explored_state(env, insn_idx);
15884         sl = *pprev;
15885
15886         clean_live_states(env, insn_idx, cur);
15887
15888         while (sl) {
15889                 states_cnt++;
15890                 if (sl->state.insn_idx != insn_idx)
15891                         goto next;
15892
15893                 if (sl->state.branches) {
15894                         struct bpf_func_state *frame = sl->state.frame[sl->state.curframe];
15895
15896                         if (frame->in_async_callback_fn &&
15897                             frame->async_entry_cnt != cur->frame[cur->curframe]->async_entry_cnt) {
15898                                 /* Different async_entry_cnt means that the verifier is
15899                                  * processing another entry into async callback.
15900                                  * Seeing the same state is not an indication of infinite
15901                                  * loop or infinite recursion.
15902                                  * But finding the same state doesn't mean that it's safe
15903                                  * to stop processing the current state. The previous state
15904                                  * hasn't yet reached bpf_exit, since state.branches > 0.
15905                                  * Checking in_async_callback_fn alone is not enough either.
15906                                  * Since the verifier still needs to catch infinite loops
15907                                  * inside async callbacks.
15908                                  */
15909                                 goto skip_inf_loop_check;
15910                         }
15911                         /* BPF open-coded iterators loop detection is special.
15912                          * states_maybe_looping() logic is too simplistic in detecting
15913                          * states that *might* be equivalent, because it doesn't know
15914                          * about ID remapping, so don't even perform it.
15915                          * See process_iter_next_call() and iter_active_depths_differ()
15916                          * for overview of the logic. When current and one of parent
15917                          * states are detected as equivalent, it's a good thing: we prove
15918                          * convergence and can stop simulating further iterations.
15919                          * It's safe to assume that iterator loop will finish, taking into
15920                          * account iter_next() contract of eventually returning
15921                          * sticky NULL result.
15922                          */
15923                         if (is_iter_next_insn(env, insn_idx)) {
15924                                 if (states_equal(env, &sl->state, cur)) {
15925                                         struct bpf_func_state *cur_frame;
15926                                         struct bpf_reg_state *iter_state, *iter_reg;
15927                                         int spi;
15928
15929                                         cur_frame = cur->frame[cur->curframe];
15930                                         /* btf_check_iter_kfuncs() enforces that
15931                                          * iter state pointer is always the first arg
15932                                          */
15933                                         iter_reg = &cur_frame->regs[BPF_REG_1];
15934                                         /* current state is valid due to states_equal(),
15935                                          * so we can assume valid iter and reg state,
15936                                          * no need for extra (re-)validations
15937                                          */
15938                                         spi = __get_spi(iter_reg->off + iter_reg->var_off.value);
15939                                         iter_state = &func(env, iter_reg)->stack[spi].spilled_ptr;
15940                                         if (iter_state->iter.state == BPF_ITER_STATE_ACTIVE)
15941                                                 goto hit;
15942                                 }
15943                                 goto skip_inf_loop_check;
15944                         }
15945                         /* attempt to detect infinite loop to avoid unnecessary doomed work */
15946                         if (states_maybe_looping(&sl->state, cur) &&
15947                             states_equal(env, &sl->state, cur) &&
15948                             !iter_active_depths_differ(&sl->state, cur)) {
15949                                 verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
15950                                 verbose(env, "infinite loop detected at insn %d\n", insn_idx);
15951                                 return -EINVAL;
15952                         }
15953                         /* if the verifier is processing a loop, avoid adding new state
15954                          * too often, since different loop iterations have distinct
15955                          * states and may not help future pruning.
15956                          * This threshold shouldn't be too low to make sure that
15957                          * a loop with large bound will be rejected quickly.
15958                          * The most abusive loop will be:
15959                          * r1 += 1
15960                          * if r1 < 1000000 goto pc-2
15961                          * 1M insn_procssed limit / 100 == 10k peak states.
15962                          * This threshold shouldn't be too high either, since states
15963                          * at the end of the loop are likely to be useful in pruning.
15964                          */
15965 skip_inf_loop_check:
15966                         if (!force_new_state &&
15967                             env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed < 20 &&
15968                             env->insn_processed - env->prev_insn_processed < 100)
15969                                 add_new_state = false;
15970                         goto miss;
15971                 }
15972                 if (states_equal(env, &sl->state, cur)) {
15973 hit:
15974                         sl->hit_cnt++;
15975                         /* reached equivalent register/stack state,
15976                          * prune the search.
15977                          * Registers read by the continuation are read by us.
15978                          * If we have any write marks in env->cur_state, they
15979                          * will prevent corresponding reads in the continuation
15980                          * from reaching our parent (an explored_state).  Our
15981                          * own state will get the read marks recorded, but
15982                          * they'll be immediately forgotten as we're pruning
15983                          * this state and will pop a new one.
15984                          */
15985                         err = propagate_liveness(env, &sl->state, cur);
15986
15987                         /* if previous state reached the exit with precision and
15988                          * current state is equivalent to it (except precsion marks)
15989                          * the precision needs to be propagated back in
15990                          * the current state.
15991                          */
15992                         err = err ? : push_jmp_history(env, cur);
15993                         err = err ? : propagate_precision(env, &sl->state);
15994                         if (err)
15995                                 return err;
15996                         return 1;
15997                 }
15998 miss:
15999                 /* when new state is not going to be added do not increase miss count.
16000                  * Otherwise several loop iterations will remove the state
16001                  * recorded earlier. The goal of these heuristics is to have
16002                  * states from some iterations of the loop (some in the beginning
16003                  * and some at the end) to help pruning.
16004                  */
16005                 if (add_new_state)
16006                         sl->miss_cnt++;
16007                 /* heuristic to determine whether this state is beneficial
16008                  * to keep checking from state equivalence point of view.
16009                  * Higher numbers increase max_states_per_insn and verification time,
16010                  * but do not meaningfully decrease insn_processed.
16011                  */
16012                 if (sl->miss_cnt > sl->hit_cnt * 3 + 3) {
16013                         /* the state is unlikely to be useful. Remove it to
16014                          * speed up verification
16015                          */
16016                         *pprev = sl->next;
16017                         if (sl->state.frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE) {
16018                                 u32 br = sl->state.branches;
16019
16020                                 WARN_ONCE(br,
16021                                           "BUG live_done but branches_to_explore %d\n",
16022                                           br);
16023                                 free_verifier_state(&sl->state, false);
16024                                 kfree(sl);
16025                                 env->peak_states--;
16026                         } else {
16027                                 /* cannot free this state, since parentage chain may
16028                                  * walk it later. Add it for free_list instead to
16029                                  * be freed at the end of verification
16030                                  */
16031                                 sl->next = env->free_list;
16032                                 env->free_list = sl;
16033                         }
16034                         sl = *pprev;
16035                         continue;
16036                 }
16037 next:
16038                 pprev = &sl->next;
16039                 sl = *pprev;
16040         }
16041
16042         if (env->max_states_per_insn < states_cnt)
16043                 env->max_states_per_insn = states_cnt;
16044
16045         if (!env->bpf_capable && states_cnt > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES)
16046                 return 0;
16047
16048         if (!add_new_state)
16049                 return 0;
16050
16051         /* There were no equivalent states, remember the current one.
16052          * Technically the current state is not proven to be safe yet,
16053          * but it will either reach outer most bpf_exit (which means it's safe)
16054          * or it will be rejected. When there are no loops the verifier won't be
16055          * seeing this tuple (frame[0].callsite, frame[1].callsite, .. insn_idx)
16056          * again on the way to bpf_exit.
16057          * When looping the sl->state.branches will be > 0 and this state
16058          * will not be considered for equivalence until branches == 0.
16059          */
16060         new_sl = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state_list), GFP_KERNEL);
16061         if (!new_sl)
16062                 return -ENOMEM;
16063         env->total_states++;
16064         env->peak_states++;
16065         env->prev_jmps_processed = env->jmps_processed;
16066         env->prev_insn_processed = env->insn_processed;
16067
16068         /* forget precise markings we inherited, see __mark_chain_precision */
16069         if (env->bpf_capable)
16070                 mark_all_scalars_imprecise(env, cur);
16071
16072         /* add new state to the head of linked list */
16073         new = &new_sl->state;
16074         err = copy_verifier_state(new, cur);
16075         if (err) {
16076                 free_verifier_state(new, false);
16077                 kfree(new_sl);
16078                 return err;
16079         }
16080         new->insn_idx = insn_idx;
16081         WARN_ONCE(new->branches != 1,
16082                   "BUG is_state_visited:branches_to_explore=%d insn %d\n", new->branches, insn_idx);
16083
16084         cur->parent = new;
16085         cur->first_insn_idx = insn_idx;
16086         clear_jmp_history(cur);
16087         new_sl->next = *explored_state(env, insn_idx);
16088         *explored_state(env, insn_idx) = new_sl;
16089         /* connect new state to parentage chain. Current frame needs all
16090          * registers connected. Only r6 - r9 of the callers are alive (pushed
16091          * to the stack implicitly by JITs) so in callers' frames connect just
16092          * r6 - r9 as an optimization. Callers will have r1 - r5 connected to
16093          * the state of the call instruction (with WRITTEN set), and r0 comes
16094          * from callee with its full parentage chain, anyway.
16095          */
16096         /* clear write marks in current state: the writes we did are not writes
16097          * our child did, so they don't screen off its reads from us.
16098          * (There are no read marks in current state, because reads always mark
16099          * their parent and current state never has children yet.  Only
16100          * explored_states can get read marks.)
16101          */
16102         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
16103                 for (i = j < cur->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++)
16104                         cur->frame[j]->regs[i].parent = &new->frame[j]->regs[i];
16105                 for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++)
16106                         cur->frame[j]->regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
16107         }
16108
16109         /* all stack frames are accessible from callee, clear them all */
16110         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
16111                 struct bpf_func_state *frame = cur->frame[j];
16112                 struct bpf_func_state *newframe = new->frame[j];
16113
16114                 for (i = 0; i < frame->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
16115                         frame->stack[i].spilled_ptr.live = REG_LIVE_NONE;
16116                         frame->stack[i].spilled_ptr.parent =
16117                                                 &newframe->stack[i].spilled_ptr;
16118                 }
16119         }
16120         return 0;
16121 }
16122
16123 /* Return true if it's OK to have the same insn return a different type. */
16124 static bool reg_type_mismatch_ok(enum bpf_reg_type type)
16125 {
16126         switch (base_type(type)) {
16127         case PTR_TO_CTX:
16128         case PTR_TO_SOCKET:
16129         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
16130         case PTR_TO_TCP_SOCK:
16131         case PTR_TO_XDP_SOCK:
16132         case PTR_TO_BTF_ID:
16133                 return false;
16134         default:
16135                 return true;
16136         }
16137 }
16138
16139 /* If an instruction was previously used with particular pointer types, then we
16140  * need to be careful to avoid cases such as the below, where it may be ok
16141  * for one branch accessing the pointer, but not ok for the other branch:
16142  *
16143  * R1 = sock_ptr
16144  * goto X;
16145  * ...
16146  * R1 = some_other_valid_ptr;
16147  * goto X;
16148  * ...
16149  * R2 = *(u32 *)(R1 + 0);
16150  */
16151 static bool reg_type_mismatch(enum bpf_reg_type src, enum bpf_reg_type prev)
16152 {
16153         return src != prev && (!reg_type_mismatch_ok(src) ||
16154                                !reg_type_mismatch_ok(prev));
16155 }
16156
16157 static int save_aux_ptr_type(struct bpf_verifier_env *env, enum bpf_reg_type type,
16158                              bool allow_trust_missmatch)
16159 {
16160         enum bpf_reg_type *prev_type = &env->insn_aux_data[env->insn_idx].ptr_type;
16161
16162         if (*prev_type == NOT_INIT) {
16163                 /* Saw a valid insn
16164                  * dst_reg = *(u32 *)(src_reg + off)
16165                  * save type to validate intersecting paths
16166                  */
16167                 *prev_type = type;
16168         } else if (reg_type_mismatch(type, *prev_type)) {
16169                 /* Abuser program is trying to use the same insn
16170                  * dst_reg = *(u32*) (src_reg + off)
16171                  * with different pointer types:
16172                  * src_reg == ctx in one branch and
16173                  * src_reg == stack|map in some other branch.
16174                  * Reject it.
16175                  */
16176                 if (allow_trust_missmatch &&
16177                     base_type(type) == PTR_TO_BTF_ID &&
16178                     base_type(*prev_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
16179                         /*
16180                          * Have to support a use case when one path through
16181                          * the program yields TRUSTED pointer while another
16182                          * is UNTRUSTED. Fallback to UNTRUSTED to generate
16183                          * BPF_PROBE_MEM.
16184                          */
16185                         *prev_type = PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED;
16186                 } else {
16187                         verbose(env, "same insn cannot be used with different pointers\n");
16188                         return -EINVAL;
16189                 }
16190         }
16191
16192         return 0;
16193 }
16194
16195 static int do_check(struct bpf_verifier_env *env)
16196 {
16197         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
16198         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
16199         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
16200         struct bpf_reg_state *regs;
16201         int insn_cnt = env->prog->len;
16202         bool do_print_state = false;
16203         int prev_insn_idx = -1;
16204
16205         for (;;) {
16206                 struct bpf_insn *insn;
16207                 u8 class;
16208                 int err;
16209
16210                 env->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
16211                 if (env->insn_idx >= insn_cnt) {
16212                         verbose(env, "invalid insn idx %d insn_cnt %d\n",
16213                                 env->insn_idx, insn_cnt);
16214                         return -EFAULT;
16215                 }
16216
16217                 insn = &insns[env->insn_idx];
16218                 class = BPF_CLASS(insn->code);
16219
16220                 if (++env->insn_processed > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS) {
16221                         verbose(env,
16222                                 "BPF program is too large. Processed %d insn\n",
16223                                 env->insn_processed);
16224                         return -E2BIG;
16225                 }
16226
16227                 state->last_insn_idx = env->prev_insn_idx;
16228
16229                 if (is_prune_point(env, env->insn_idx)) {
16230                         err = is_state_visited(env, env->insn_idx);
16231                         if (err < 0)
16232                                 return err;
16233                         if (err == 1) {
16234                                 /* found equivalent state, can prune the search */
16235                                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
16236                                         if (do_print_state)
16237                                                 verbose(env, "\nfrom %d to %d%s: safe\n",
16238                                                         env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
16239                                                         env->cur_state->speculative ?
16240                                                         " (speculative execution)" : "");
16241                                         else
16242                                                 verbose(env, "%d: safe\n", env->insn_idx);
16243                                 }
16244                                 goto process_bpf_exit;
16245                         }
16246                 }
16247
16248                 if (is_jmp_point(env, env->insn_idx)) {
16249                         err = push_jmp_history(env, state);
16250                         if (err)
16251                                 return err;
16252                 }
16253
16254                 if (signal_pending(current))
16255                         return -EAGAIN;
16256
16257                 if (need_resched())
16258                         cond_resched();
16259
16260                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2 && do_print_state) {
16261                         verbose(env, "\nfrom %d to %d%s:",
16262                                 env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
16263                                 env->cur_state->speculative ?
16264                                 " (speculative execution)" : "");
16265                         print_verifier_state(env, state->frame[state->curframe], true);
16266                         do_print_state = false;
16267                 }
16268
16269                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
16270                         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
16271                                 .cb_call        = disasm_kfunc_name,
16272                                 .cb_print       = verbose,
16273                                 .private_data   = env,
16274                         };
16275
16276                         if (verifier_state_scratched(env))
16277                                 print_insn_state(env, state->frame[state->curframe]);
16278
16279                         verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
16280                         env->prev_log_pos = env->log.end_pos;
16281                         verbose(env, "%d: ", env->insn_idx);
16282                         print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
16283                         env->prev_insn_print_pos = env->log.end_pos - env->prev_log_pos;
16284                         env->prev_log_pos = env->log.end_pos;
16285                 }
16286
16287                 if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
16288                         err = bpf_prog_offload_verify_insn(env, env->insn_idx,
16289                                                            env->prev_insn_idx);
16290                         if (err)
16291                                 return err;
16292                 }
16293
16294                 regs = cur_regs(env);
16295                 sanitize_mark_insn_seen(env);
16296                 prev_insn_idx = env->insn_idx;
16297
16298                 if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
16299                         err = check_alu_op(env, insn);
16300                         if (err)
16301                                 return err;
16302
16303                 } else if (class == BPF_LDX) {
16304                         enum bpf_reg_type src_reg_type;
16305
16306                         /* check for reserved fields is already done */
16307
16308                         /* check src operand */
16309                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
16310                         if (err)
16311                                 return err;
16312
16313                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
16314                         if (err)
16315                                 return err;
16316
16317                         src_reg_type = regs[insn->src_reg].type;
16318
16319                         /* check that memory (src_reg + off) is readable,
16320                          * the state of dst_reg will be updated by this func
16321                          */
16322                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->src_reg,
16323                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
16324                                                BPF_READ, insn->dst_reg, false);
16325                         if (err)
16326                                 return err;
16327
16328                         err = save_aux_ptr_type(env, src_reg_type, true);
16329                         if (err)
16330                                 return err;
16331                 } else if (class == BPF_STX) {
16332                         enum bpf_reg_type dst_reg_type;
16333
16334                         if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC) {
16335                                 err = check_atomic(env, env->insn_idx, insn);
16336                                 if (err)
16337                                         return err;
16338                                 env->insn_idx++;
16339                                 continue;
16340                         }
16341
16342                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM || insn->imm != 0) {
16343                                 verbose(env, "BPF_STX uses reserved fields\n");
16344                                 return -EINVAL;
16345                         }
16346
16347                         /* check src1 operand */
16348                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
16349                         if (err)
16350                                 return err;
16351                         /* check src2 operand */
16352                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
16353                         if (err)
16354                                 return err;
16355
16356                         dst_reg_type = regs[insn->dst_reg].type;
16357
16358                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
16359                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
16360                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
16361                                                BPF_WRITE, insn->src_reg, false);
16362                         if (err)
16363                                 return err;
16364
16365                         err = save_aux_ptr_type(env, dst_reg_type, false);
16366                         if (err)
16367                                 return err;
16368                 } else if (class == BPF_ST) {
16369                         enum bpf_reg_type dst_reg_type;
16370
16371                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM ||
16372                             insn->src_reg != BPF_REG_0) {
16373                                 verbose(env, "BPF_ST uses reserved fields\n");
16374                                 return -EINVAL;
16375                         }
16376                         /* check src operand */
16377                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
16378                         if (err)
16379                                 return err;
16380
16381                         dst_reg_type = regs[insn->dst_reg].type;
16382
16383                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
16384                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
16385                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
16386                                                BPF_WRITE, -1, false);
16387                         if (err)
16388                                 return err;
16389
16390                         err = save_aux_ptr_type(env, dst_reg_type, false);
16391                         if (err)
16392                                 return err;
16393                 } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
16394                         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
16395
16396                         env->jmps_processed++;
16397                         if (opcode == BPF_CALL) {
16398                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
16399                                     (insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL
16400                                      && insn->off != 0) ||
16401                                     (insn->src_reg != BPF_REG_0 &&
16402                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL &&
16403                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) ||
16404                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
16405                                     class == BPF_JMP32) {
16406                                         verbose(env, "BPF_CALL uses reserved fields\n");
16407                                         return -EINVAL;
16408                                 }
16409
16410                                 if (env->cur_state->active_lock.ptr) {
16411                                         if ((insn->src_reg == BPF_REG_0 && insn->imm != BPF_FUNC_spin_unlock) ||
16412                                             (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL) ||
16413                                             (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL &&
16414                                              (insn->off != 0 || !is_bpf_graph_api_kfunc(insn->imm)))) {
16415                                                 verbose(env, "function calls are not allowed while holding a lock\n");
16416                                                 return -EINVAL;
16417                                         }
16418                                 }
16419                                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
16420                                         err = check_func_call(env, insn, &env->insn_idx);
16421                                 else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL)
16422                                         err = check_kfunc_call(env, insn, &env->insn_idx);
16423                                 else
16424                                         err = check_helper_call(env, insn, &env->insn_idx);
16425                                 if (err)
16426                                         return err;
16427
16428                                 mark_reg_scratched(env, BPF_REG_0);
16429                         } else if (opcode == BPF_JA) {
16430                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
16431                                     insn->imm != 0 ||
16432                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
16433                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
16434                                     class == BPF_JMP32) {
16435                                         verbose(env, "BPF_JA uses reserved fields\n");
16436                                         return -EINVAL;
16437                                 }
16438
16439                                 env->insn_idx += insn->off + 1;
16440                                 continue;
16441
16442                         } else if (opcode == BPF_EXIT) {
16443                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
16444                                     insn->imm != 0 ||
16445                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
16446                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
16447                                     class == BPF_JMP32) {
16448                                         verbose(env, "BPF_EXIT uses reserved fields\n");
16449                                         return -EINVAL;
16450                                 }
16451
16452                                 if (env->cur_state->active_lock.ptr &&
16453                                     !in_rbtree_lock_required_cb(env)) {
16454                                         verbose(env, "bpf_spin_unlock is missing\n");
16455                                         return -EINVAL;
16456                                 }
16457
16458                                 if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
16459                                         verbose(env, "bpf_rcu_read_unlock is missing\n");
16460                                         return -EINVAL;
16461                                 }
16462
16463                                 /* We must do check_reference_leak here before
16464                                  * prepare_func_exit to handle the case when
16465                                  * state->curframe > 0, it may be a callback
16466                                  * function, for which reference_state must
16467                                  * match caller reference state when it exits.
16468                                  */
16469                                 err = check_reference_leak(env);
16470                                 if (err)
16471                                         return err;
16472
16473                                 if (state->curframe) {
16474                                         /* exit from nested function */
16475                                         err = prepare_func_exit(env, &env->insn_idx);
16476                                         if (err)
16477                                                 return err;
16478                                         do_print_state = true;
16479                                         continue;
16480                                 }
16481
16482                                 err = check_return_code(env);
16483                                 if (err)
16484                                         return err;
16485 process_bpf_exit:
16486                                 mark_verifier_state_scratched(env);
16487                                 update_branch_counts(env, env->cur_state);
16488                                 err = pop_stack(env, &prev_insn_idx,
16489                                                 &env->insn_idx, pop_log);
16490                                 if (err < 0) {
16491                                         if (err != -ENOENT)
16492                                                 return err;
16493                                         break;
16494                                 } else {
16495                                         do_print_state = true;
16496                                         continue;
16497                                 }
16498                         } else {
16499                                 err = check_cond_jmp_op(env, insn, &env->insn_idx);
16500                                 if (err)
16501                                         return err;
16502                         }
16503                 } else if (class == BPF_LD) {
16504                         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
16505
16506                         if (mode == BPF_ABS || mode == BPF_IND) {
16507                                 err = check_ld_abs(env, insn);
16508                                 if (err)
16509                                         return err;
16510
16511                         } else if (mode == BPF_IMM) {
16512                                 err = check_ld_imm(env, insn);
16513                                 if (err)
16514                                         return err;
16515
16516                                 env->insn_idx++;
16517                                 sanitize_mark_insn_seen(env);
16518                         } else {
16519                                 verbose(env, "invalid BPF_LD mode\n");
16520                                 return -EINVAL;
16521                         }
16522                 } else {
16523                         verbose(env, "unknown insn class %d\n", class);
16524                         return -EINVAL;
16525                 }
16526
16527                 env->insn_idx++;
16528         }
16529
16530         return 0;
16531 }
16532
16533 static int find_btf_percpu_datasec(struct btf *btf)
16534 {
16535         const struct btf_type *t;
16536         const char *tname;
16537         int i, n;
16538
16539         /*
16540          * Both vmlinux and module each have their own ".data..percpu"
16541          * DATASECs in BTF. So for module's case, we need to skip vmlinux BTF
16542          * types to look at only module's own BTF types.
16543          */
16544         n = btf_nr_types(btf);
16545         if (btf_is_module(btf))
16546                 i = btf_nr_types(btf_vmlinux);
16547         else
16548                 i = 1;
16549
16550         for(; i < n; i++) {
16551                 t = btf_type_by_id(btf, i);
16552                 if (BTF_INFO_KIND(t->info) != BTF_KIND_DATASEC)
16553                         continue;
16554
16555                 tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
16556                 if (!strcmp(tname, ".data..percpu"))
16557                         return i;
16558         }
16559
16560         return -ENOENT;
16561 }
16562
16563 /* replace pseudo btf_id with kernel symbol address */
16564 static int check_pseudo_btf_id(struct bpf_verifier_env *env,
16565                                struct bpf_insn *insn,
16566                                struct bpf_insn_aux_data *aux)
16567 {
16568         const struct btf_var_secinfo *vsi;
16569         const struct btf_type *datasec;
16570         struct btf_mod_pair *btf_mod;
16571         const struct btf_type *t;
16572         const char *sym_name;
16573         bool percpu = false;
16574         u32 type, id = insn->imm;
16575         struct btf *btf;
16576         s32 datasec_id;
16577         u64 addr;
16578         int i, btf_fd, err;
16579
16580         btf_fd = insn[1].imm;
16581         if (btf_fd) {
16582                 btf = btf_get_by_fd(btf_fd);
16583                 if (IS_ERR(btf)) {
16584                         verbose(env, "invalid module BTF object FD specified.\n");
16585                         return -EINVAL;
16586                 }
16587         } else {
16588                 if (!btf_vmlinux) {
16589                         verbose(env, "kernel is missing BTF, make sure CONFIG_DEBUG_INFO_BTF=y is specified in Kconfig.\n");
16590                         return -EINVAL;
16591                 }
16592                 btf = btf_vmlinux;
16593                 btf_get(btf);
16594         }
16595
16596         t = btf_type_by_id(btf, id);
16597         if (!t) {
16598                 verbose(env, "ldimm64 insn specifies invalid btf_id %d.\n", id);
16599                 err = -ENOENT;
16600                 goto err_put;
16601         }
16602
16603         if (!btf_type_is_var(t) && !btf_type_is_func(t)) {
16604                 verbose(env, "pseudo btf_id %d in ldimm64 isn't KIND_VAR or KIND_FUNC\n", id);
16605                 err = -EINVAL;
16606                 goto err_put;
16607         }
16608
16609         sym_name = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
16610         addr = kallsyms_lookup_name(sym_name);
16611         if (!addr) {
16612                 verbose(env, "ldimm64 failed to find the address for kernel symbol '%s'.\n",
16613                         sym_name);
16614                 err = -ENOENT;
16615                 goto err_put;
16616         }
16617         insn[0].imm = (u32)addr;
16618         insn[1].imm = addr >> 32;
16619
16620         if (btf_type_is_func(t)) {
16621                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY;
16622                 aux->btf_var.mem_size = 0;
16623                 goto check_btf;
16624         }
16625
16626         datasec_id = find_btf_percpu_datasec(btf);
16627         if (datasec_id > 0) {
16628                 datasec = btf_type_by_id(btf, datasec_id);
16629                 for_each_vsi(i, datasec, vsi) {
16630                         if (vsi->type == id) {
16631                                 percpu = true;
16632                                 break;
16633                         }
16634                 }
16635         }
16636
16637         type = t->type;
16638         t = btf_type_skip_modifiers(btf, type, NULL);
16639         if (percpu) {
16640                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU;
16641                 aux->btf_var.btf = btf;
16642                 aux->btf_var.btf_id = type;
16643         } else if (!btf_type_is_struct(t)) {
16644                 const struct btf_type *ret;
16645                 const char *tname;
16646                 u32 tsize;
16647
16648                 /* resolve the type size of ksym. */
16649                 ret = btf_resolve_size(btf, t, &tsize);
16650                 if (IS_ERR(ret)) {
16651                         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
16652                         verbose(env, "ldimm64 unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
16653                                 tname, PTR_ERR(ret));
16654                         err = -EINVAL;
16655                         goto err_put;
16656                 }
16657                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY;
16658                 aux->btf_var.mem_size = tsize;
16659         } else {
16660                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_BTF_ID;
16661                 aux->btf_var.btf = btf;
16662                 aux->btf_var.btf_id = type;
16663         }
16664 check_btf:
16665         /* check whether we recorded this BTF (and maybe module) already */
16666         for (i = 0; i < env->used_btf_cnt; i++) {
16667                 if (env->used_btfs[i].btf == btf) {
16668                         btf_put(btf);
16669                         return 0;
16670                 }
16671         }
16672
16673         if (env->used_btf_cnt >= MAX_USED_BTFS) {
16674                 err = -E2BIG;
16675                 goto err_put;
16676         }
16677
16678         btf_mod = &env->used_btfs[env->used_btf_cnt];
16679         btf_mod->btf = btf;
16680         btf_mod->module = NULL;
16681
16682         /* if we reference variables from kernel module, bump its refcount */
16683         if (btf_is_module(btf)) {
16684                 btf_mod->module = btf_try_get_module(btf);
16685                 if (!btf_mod->module) {
16686                         err = -ENXIO;
16687                         goto err_put;
16688                 }
16689         }
16690
16691         env->used_btf_cnt++;
16692
16693         return 0;
16694 err_put:
16695         btf_put(btf);
16696         return err;
16697 }
16698
16699 static bool is_tracing_prog_type(enum bpf_prog_type type)
16700 {
16701         switch (type) {
16702         case BPF_PROG_TYPE_KPROBE:
16703         case BPF_PROG_TYPE_TRACEPOINT:
16704         case BPF_PROG_TYPE_PERF_EVENT:
16705         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
16706         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT_WRITABLE:
16707                 return true;
16708         default:
16709                 return false;
16710         }
16711 }
16712
16713 static int check_map_prog_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
16714                                         struct bpf_map *map,
16715                                         struct bpf_prog *prog)
16716
16717 {
16718         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(prog);
16719
16720         if (btf_record_has_field(map->record, BPF_LIST_HEAD) ||
16721             btf_record_has_field(map->record, BPF_RB_ROOT)) {
16722                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
16723                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_{list_head,rb_root} yet\n");
16724                         return -EINVAL;
16725                 }
16726         }
16727
16728         if (btf_record_has_field(map->record, BPF_SPIN_LOCK)) {
16729                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER) {
16730                         verbose(env, "socket filter progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
16731                         return -EINVAL;
16732                 }
16733
16734                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
16735                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
16736                         return -EINVAL;
16737                 }
16738
16739                 if (prog->aux->sleepable) {
16740                         verbose(env, "sleepable progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
16741                         return -EINVAL;
16742                 }
16743         }
16744
16745         if (btf_record_has_field(map->record, BPF_TIMER)) {
16746                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
16747                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_timer yet\n");
16748                         return -EINVAL;
16749                 }
16750         }
16751
16752         if ((bpf_prog_is_offloaded(prog->aux) || bpf_map_is_offloaded(map)) &&
16753             !bpf_offload_prog_map_match(prog, map)) {
16754                 verbose(env, "offload device mismatch between prog and map\n");
16755                 return -EINVAL;
16756         }
16757
16758         if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_STRUCT_OPS) {
16759                 verbose(env, "bpf_struct_ops map cannot be used in prog\n");
16760                 return -EINVAL;
16761         }
16762
16763         if (prog->aux->sleepable)
16764                 switch (map->map_type) {
16765                 case BPF_MAP_TYPE_HASH:
16766                 case BPF_MAP_TYPE_LRU_HASH:
16767                 case BPF_MAP_TYPE_ARRAY:
16768                 case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH:
16769                 case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY:
16770                 case BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH:
16771                 case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
16772                 case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
16773                 case BPF_MAP_TYPE_RINGBUF:
16774                 case BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF:
16775                 case BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE:
16776                 case BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE:
16777                 case BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE:
16778                 case BPF_MAP_TYPE_CGRP_STORAGE:
16779                         break;
16780                 default:
16781                         verbose(env,
16782                                 "Sleepable programs can only use array, hash, ringbuf and local storage maps\n");
16783                         return -EINVAL;
16784                 }
16785
16786         return 0;
16787 }
16788
16789 static bool bpf_map_is_cgroup_storage(struct bpf_map *map)
16790 {
16791         return (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE ||
16792                 map->map_type == BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE);
16793 }
16794
16795 /* find and rewrite pseudo imm in ld_imm64 instructions:
16796  *
16797  * 1. if it accesses map FD, replace it with actual map pointer.
16798  * 2. if it accesses btf_id of a VAR, replace it with pointer to the var.
16799  *
16800  * NOTE: btf_vmlinux is required for converting pseudo btf_id.
16801  */
16802 static int resolve_pseudo_ldimm64(struct bpf_verifier_env *env)
16803 {
16804         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
16805         int insn_cnt = env->prog->len;
16806         int i, j, err;
16807
16808         err = bpf_prog_calc_tag(env->prog);
16809         if (err)
16810                 return err;
16811
16812         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
16813                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
16814                     (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM || insn->imm != 0)) {
16815                         verbose(env, "BPF_LDX uses reserved fields\n");
16816                         return -EINVAL;
16817                 }
16818
16819                 if (insn[0].code == (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW)) {
16820                         struct bpf_insn_aux_data *aux;
16821                         struct bpf_map *map;
16822                         struct fd f;
16823                         u64 addr;
16824                         u32 fd;
16825
16826                         if (i == insn_cnt - 1 || insn[1].code != 0 ||
16827                             insn[1].dst_reg != 0 || insn[1].src_reg != 0 ||
16828                             insn[1].off != 0) {
16829                                 verbose(env, "invalid bpf_ld_imm64 insn\n");
16830                                 return -EINVAL;
16831                         }
16832
16833                         if (insn[0].src_reg == 0)
16834                                 /* valid generic load 64-bit imm */
16835                                 goto next_insn;
16836
16837                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
16838                                 aux = &env->insn_aux_data[i];
16839                                 err = check_pseudo_btf_id(env, insn, aux);
16840                                 if (err)
16841                                         return err;
16842                                 goto next_insn;
16843                         }
16844
16845                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC) {
16846                                 aux = &env->insn_aux_data[i];
16847                                 aux->ptr_type = PTR_TO_FUNC;
16848                                 goto next_insn;
16849                         }
16850
16851                         /* In final convert_pseudo_ld_imm64() step, this is
16852                          * converted into regular 64-bit imm load insn.
16853                          */
16854                         switch (insn[0].src_reg) {
16855                         case BPF_PSEUDO_MAP_VALUE:
16856                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE:
16857                                 break;
16858                         case BPF_PSEUDO_MAP_FD:
16859                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX:
16860                                 if (insn[1].imm == 0)
16861                                         break;
16862                                 fallthrough;
16863                         default:
16864                                 verbose(env, "unrecognized bpf_ld_imm64 insn\n");
16865                                 return -EINVAL;
16866                         }
16867
16868                         switch (insn[0].src_reg) {
16869                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE:
16870                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX:
16871                                 if (bpfptr_is_null(env->fd_array)) {
16872                                         verbose(env, "fd_idx without fd_array is invalid\n");
16873                                         return -EPROTO;
16874                                 }
16875                                 if (copy_from_bpfptr_offset(&fd, env->fd_array,
16876                                                             insn[0].imm * sizeof(fd),
16877                                                             sizeof(fd)))
16878                                         return -EFAULT;
16879                                 break;
16880                         default:
16881                                 fd = insn[0].imm;
16882                                 break;
16883                         }
16884
16885                         f = fdget(fd);
16886                         map = __bpf_map_get(f);
16887                         if (IS_ERR(map)) {
16888                                 verbose(env, "fd %d is not pointing to valid bpf_map\n",
16889                                         insn[0].imm);
16890                                 return PTR_ERR(map);
16891                         }
16892
16893                         err = check_map_prog_compatibility(env, map, env->prog);
16894                         if (err) {
16895                                 fdput(f);
16896                                 return err;
16897                         }
16898
16899                         aux = &env->insn_aux_data[i];
16900                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD ||
16901                             insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX) {
16902                                 addr = (unsigned long)map;
16903                         } else {
16904                                 u32 off = insn[1].imm;
16905
16906                                 if (off >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
16907                                         verbose(env, "direct value offset of %u is not allowed\n", off);
16908                                         fdput(f);
16909                                         return -EINVAL;
16910                                 }
16911
16912                                 if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
16913                                         verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
16914                                         fdput(f);
16915                                         return -EINVAL;
16916                                 }
16917
16918                                 err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
16919                                 if (err) {
16920                                         verbose(env, "invalid access to map value pointer, value_size=%u off=%u\n",
16921                                                 map->value_size, off);
16922                                         fdput(f);
16923                                         return err;
16924                                 }
16925
16926                                 aux->map_off = off;
16927                                 addr += off;
16928                         }
16929
16930                         insn[0].imm = (u32)addr;
16931                         insn[1].imm = addr >> 32;
16932
16933                         /* check whether we recorded this map already */
16934                         for (j = 0; j < env->used_map_cnt; j++) {
16935                                 if (env->used_maps[j] == map) {
16936                                         aux->map_index = j;
16937                                         fdput(f);
16938                                         goto next_insn;
16939                                 }
16940                         }
16941
16942                         if (env->used_map_cnt >= MAX_USED_MAPS) {
16943                                 fdput(f);
16944                                 return -E2BIG;
16945                         }
16946
16947                         /* hold the map. If the program is rejected by verifier,
16948                          * the map will be released by release_maps() or it
16949                          * will be used by the valid program until it's unloaded
16950                          * and all maps are released in free_used_maps()
16951                          */
16952                         bpf_map_inc(map);
16953
16954                         aux->map_index = env->used_map_cnt;
16955                         env->used_maps[env->used_map_cnt++] = map;
16956
16957                         if (bpf_map_is_cgroup_storage(map) &&
16958                             bpf_cgroup_storage_assign(env->prog->aux, map)) {
16959                                 verbose(env, "only one cgroup storage of each type is allowed\n");
16960                                 fdput(f);
16961                                 return -EBUSY;
16962                         }
16963
16964                         fdput(f);
16965 next_insn:
16966                         insn++;
16967                         i++;
16968                         continue;
16969                 }
16970
16971                 /* Basic sanity check before we invest more work here. */
16972                 if (!bpf_opcode_in_insntable(insn->code)) {
16973                         verbose(env, "unknown opcode %02x\n", insn->code);
16974                         return -EINVAL;
16975                 }
16976         }
16977
16978         /* now all pseudo BPF_LD_IMM64 instructions load valid
16979          * 'struct bpf_map *' into a register instead of user map_fd.
16980          * These pointers will be used later by verifier to validate map access.
16981          */
16982         return 0;
16983 }
16984
16985 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
16986 static void release_maps(struct bpf_verifier_env *env)
16987 {
16988         __bpf_free_used_maps(env->prog->aux, env->used_maps,
16989                              env->used_map_cnt);
16990 }
16991
16992 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
16993 static void release_btfs(struct bpf_verifier_env *env)
16994 {
16995         __bpf_free_used_btfs(env->prog->aux, env->used_btfs,
16996                              env->used_btf_cnt);
16997 }
16998
16999 /* convert pseudo BPF_LD_IMM64 into generic BPF_LD_IMM64 */
17000 static void convert_pseudo_ld_imm64(struct bpf_verifier_env *env)
17001 {
17002         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
17003         int insn_cnt = env->prog->len;
17004         int i;
17005
17006         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
17007                 if (insn->code != (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW))
17008                         continue;
17009                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC)
17010                         continue;
17011                 insn->src_reg = 0;
17012         }
17013 }
17014
17015 /* single env->prog->insni[off] instruction was replaced with the range
17016  * insni[off, off + cnt).  Adjust corresponding insn_aux_data by copying
17017  * [0, off) and [off, end) to new locations, so the patched range stays zero
17018  */
17019 static void adjust_insn_aux_data(struct bpf_verifier_env *env,
17020                                  struct bpf_insn_aux_data *new_data,
17021                                  struct bpf_prog *new_prog, u32 off, u32 cnt)
17022 {
17023         struct bpf_insn_aux_data *old_data = env->insn_aux_data;
17024         struct bpf_insn *insn = new_prog->insnsi;
17025         u32 old_seen = old_data[off].seen;
17026         u32 prog_len;
17027         int i;
17028
17029         /* aux info at OFF always needs adjustment, no matter fast path
17030          * (cnt == 1) is taken or not. There is no guarantee INSN at OFF is the
17031          * original insn at old prog.
17032          */
17033         old_data[off].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + off + cnt - 1);
17034
17035         if (cnt == 1)
17036                 return;
17037         prog_len = new_prog->len;
17038
17039         memcpy(new_data, old_data, sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * off);
17040         memcpy(new_data + off + cnt - 1, old_data + off,
17041                sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * (prog_len - off - cnt + 1));
17042         for (i = off; i < off + cnt - 1; i++) {
17043                 /* Expand insni[off]'s seen count to the patched range. */
17044                 new_data[i].seen = old_seen;
17045                 new_data[i].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + i);
17046         }
17047         env->insn_aux_data = new_data;
17048         vfree(old_data);
17049 }
17050
17051 static void adjust_subprog_starts(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 len)
17052 {
17053         int i;
17054
17055         if (len == 1)
17056                 return;
17057         /* NOTE: fake 'exit' subprog should be updated as well. */
17058         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++) {
17059                 if (env->subprog_info[i].start <= off)
17060                         continue;
17061                 env->subprog_info[i].start += len - 1;
17062         }
17063 }
17064
17065 static void adjust_poke_descs(struct bpf_prog *prog, u32 off, u32 len)
17066 {
17067         struct bpf_jit_poke_descriptor *tab = prog->aux->poke_tab;
17068         int i, sz = prog->aux->size_poke_tab;
17069         struct bpf_jit_poke_descriptor *desc;
17070
17071         for (i = 0; i < sz; i++) {
17072                 desc = &tab[i];
17073                 if (desc->insn_idx <= off)
17074                         continue;
17075                 desc->insn_idx += len - 1;
17076         }
17077 }
17078
17079 static struct bpf_prog *bpf_patch_insn_data(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
17080                                             const struct bpf_insn *patch, u32 len)
17081 {
17082         struct bpf_prog *new_prog;
17083         struct bpf_insn_aux_data *new_data = NULL;
17084
17085         if (len > 1) {
17086                 new_data = vzalloc(array_size(env->prog->len + len - 1,
17087                                               sizeof(struct bpf_insn_aux_data)));
17088                 if (!new_data)
17089                         return NULL;
17090         }
17091
17092         new_prog = bpf_patch_insn_single(env->prog, off, patch, len);
17093         if (IS_ERR(new_prog)) {
17094                 if (PTR_ERR(new_prog) == -ERANGE)
17095                         verbose(env,
17096                                 "insn %d cannot be patched due to 16-bit range\n",
17097                                 env->insn_aux_data[off].orig_idx);
17098                 vfree(new_data);
17099                 return NULL;
17100         }
17101         adjust_insn_aux_data(env, new_data, new_prog, off, len);
17102         adjust_subprog_starts(env, off, len);
17103         adjust_poke_descs(new_prog, off, len);
17104         return new_prog;
17105 }
17106
17107 static int adjust_subprog_starts_after_remove(struct bpf_verifier_env *env,
17108                                               u32 off, u32 cnt)
17109 {
17110         int i, j;
17111
17112         /* find first prog starting at or after off (first to remove) */
17113         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
17114                 if (env->subprog_info[i].start >= off)
17115                         break;
17116         /* find first prog starting at or after off + cnt (first to stay) */
17117         for (j = i; j < env->subprog_cnt; j++)
17118                 if (env->subprog_info[j].start >= off + cnt)
17119                         break;
17120         /* if j doesn't start exactly at off + cnt, we are just removing
17121          * the front of previous prog
17122          */
17123         if (env->subprog_info[j].start != off + cnt)
17124                 j--;
17125
17126         if (j > i) {
17127                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
17128                 int move;
17129
17130                 /* move fake 'exit' subprog as well */
17131                 move = env->subprog_cnt + 1 - j;
17132
17133                 memmove(env->subprog_info + i,
17134                         env->subprog_info + j,
17135                         sizeof(*env->subprog_info) * move);
17136                 env->subprog_cnt -= j - i;
17137
17138                 /* remove func_info */
17139                 if (aux->func_info) {
17140                         move = aux->func_info_cnt - j;
17141
17142                         memmove(aux->func_info + i,
17143                                 aux->func_info + j,
17144                                 sizeof(*aux->func_info) * move);
17145                         aux->func_info_cnt -= j - i;
17146                         /* func_info->insn_off is set after all code rewrites,
17147                          * in adjust_btf_func() - no need to adjust
17148                          */
17149                 }
17150         } else {
17151                 /* convert i from "first prog to remove" to "first to adjust" */
17152                 if (env->subprog_info[i].start == off)
17153                         i++;
17154         }
17155
17156         /* update fake 'exit' subprog as well */
17157         for (; i <= env->subprog_cnt; i++)
17158                 env->subprog_info[i].start -= cnt;
17159
17160         return 0;
17161 }
17162
17163 static int bpf_adj_linfo_after_remove(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
17164                                       u32 cnt)
17165 {
17166         struct bpf_prog *prog = env->prog;
17167         u32 i, l_off, l_cnt, nr_linfo;
17168         struct bpf_line_info *linfo;
17169
17170         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
17171         if (!nr_linfo)
17172                 return 0;
17173
17174         linfo = prog->aux->linfo;
17175
17176         /* find first line info to remove, count lines to be removed */
17177         for (i = 0; i < nr_linfo; i++)
17178                 if (linfo[i].insn_off >= off)
17179                         break;
17180
17181         l_off = i;
17182         l_cnt = 0;
17183         for (; i < nr_linfo; i++)
17184                 if (linfo[i].insn_off < off + cnt)
17185                         l_cnt++;
17186                 else
17187                         break;
17188
17189         /* First live insn doesn't match first live linfo, it needs to "inherit"
17190          * last removed linfo.  prog is already modified, so prog->len == off
17191          * means no live instructions after (tail of the program was removed).
17192          */
17193         if (prog->len != off && l_cnt &&
17194             (i == nr_linfo || linfo[i].insn_off != off + cnt)) {
17195                 l_cnt--;
17196                 linfo[--i].insn_off = off + cnt;
17197         }
17198
17199         /* remove the line info which refer to the removed instructions */
17200         if (l_cnt) {
17201                 memmove(linfo + l_off, linfo + i,
17202                         sizeof(*linfo) * (nr_linfo - i));
17203
17204                 prog->aux->nr_linfo -= l_cnt;
17205                 nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
17206         }
17207
17208         /* pull all linfo[i].insn_off >= off + cnt in by cnt */
17209         for (i = l_off; i < nr_linfo; i++)
17210                 linfo[i].insn_off -= cnt;
17211
17212         /* fix up all subprogs (incl. 'exit') which start >= off */
17213         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++)
17214                 if (env->subprog_info[i].linfo_idx > l_off) {
17215                         /* program may have started in the removed region but
17216                          * may not be fully removed
17217                          */
17218                         if (env->subprog_info[i].linfo_idx >= l_off + l_cnt)
17219                                 env->subprog_info[i].linfo_idx -= l_cnt;
17220                         else
17221                                 env->subprog_info[i].linfo_idx = l_off;
17222                 }
17223
17224         return 0;
17225 }
17226
17227 static int verifier_remove_insns(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 cnt)
17228 {
17229         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
17230         unsigned int orig_prog_len = env->prog->len;
17231         int err;
17232
17233         if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
17234                 bpf_prog_offload_remove_insns(env, off, cnt);
17235
17236         err = bpf_remove_insns(env->prog, off, cnt);
17237         if (err)
17238                 return err;
17239
17240         err = adjust_subprog_starts_after_remove(env, off, cnt);
17241         if (err)
17242                 return err;
17243
17244         err = bpf_adj_linfo_after_remove(env, off, cnt);
17245         if (err)
17246                 return err;
17247
17248         memmove(aux_data + off, aux_data + off + cnt,
17249                 sizeof(*aux_data) * (orig_prog_len - off - cnt));
17250
17251         return 0;
17252 }
17253
17254 /* The verifier does more data flow analysis than llvm and will not
17255  * explore branches that are dead at run time. Malicious programs can
17256  * have dead code too. Therefore replace all dead at-run-time code
17257  * with 'ja -1'.
17258  *
17259  * Just nops are not optimal, e.g. if they would sit at the end of the
17260  * program and through another bug we would manage to jump there, then
17261  * we'd execute beyond program memory otherwise. Returning exception
17262  * code also wouldn't work since we can have subprogs where the dead
17263  * code could be located.
17264  */
17265 static void sanitize_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
17266 {
17267         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
17268         struct bpf_insn trap = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, -1);
17269         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
17270         const int insn_cnt = env->prog->len;
17271         int i;
17272
17273         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
17274                 if (aux_data[i].seen)
17275                         continue;
17276                 memcpy(insn + i, &trap, sizeof(trap));
17277                 aux_data[i].zext_dst = false;
17278         }
17279 }
17280
17281 static bool insn_is_cond_jump(u8 code)
17282 {
17283         u8 op;
17284
17285         if (BPF_CLASS(code) == BPF_JMP32)
17286                 return true;
17287
17288         if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP)
17289                 return false;
17290
17291         op = BPF_OP(code);
17292         return op != BPF_JA && op != BPF_EXIT && op != BPF_CALL;
17293 }
17294
17295 static void opt_hard_wire_dead_code_branches(struct bpf_verifier_env *env)
17296 {
17297         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
17298         struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
17299         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
17300         const int insn_cnt = env->prog->len;
17301         int i;
17302
17303         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
17304                 if (!insn_is_cond_jump(insn->code))
17305                         continue;
17306
17307                 if (!aux_data[i + 1].seen)
17308                         ja.off = insn->off;
17309                 else if (!aux_data[i + 1 + insn->off].seen)
17310                         ja.off = 0;
17311                 else
17312                         continue;
17313
17314                 if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
17315                         bpf_prog_offload_replace_insn(env, i, &ja);
17316
17317                 memcpy(insn, &ja, sizeof(ja));
17318         }
17319 }
17320
17321 static int opt_remove_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
17322 {
17323         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
17324         int insn_cnt = env->prog->len;
17325         int i, err;
17326
17327         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
17328                 int j;
17329
17330                 j = 0;
17331                 while (i + j < insn_cnt && !aux_data[i + j].seen)
17332                         j++;
17333                 if (!j)
17334                         continue;
17335
17336                 err = verifier_remove_insns(env, i, j);
17337                 if (err)
17338                         return err;
17339                 insn_cnt = env->prog->len;
17340         }
17341
17342         return 0;
17343 }
17344
17345 static int opt_remove_nops(struct bpf_verifier_env *env)
17346 {
17347         const struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
17348         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
17349         int insn_cnt = env->prog->len;
17350         int i, err;
17351
17352         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
17353                 if (memcmp(&insn[i], &ja, sizeof(ja)))
17354                         continue;
17355
17356                 err = verifier_remove_insns(env, i, 1);
17357                 if (err)
17358                         return err;
17359                 insn_cnt--;
17360                 i--;
17361         }
17362
17363         return 0;
17364 }
17365
17366 static int opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(struct bpf_verifier_env *env,
17367                                          const union bpf_attr *attr)
17368 {
17369         struct bpf_insn *patch, zext_patch[2], rnd_hi32_patch[4];
17370         struct bpf_insn_aux_data *aux = env->insn_aux_data;
17371         int i, patch_len, delta = 0, len = env->prog->len;
17372         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
17373         struct bpf_prog *new_prog;
17374         bool rnd_hi32;
17375
17376         rnd_hi32 = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_RND_HI32;
17377         zext_patch[1] = BPF_ZEXT_REG(0);
17378         rnd_hi32_patch[1] = BPF_ALU64_IMM(BPF_MOV, BPF_REG_AX, 0);
17379         rnd_hi32_patch[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_AX, 32);
17380         rnd_hi32_patch[3] = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, 0, BPF_REG_AX);
17381         for (i = 0; i < len; i++) {
17382                 int adj_idx = i + delta;
17383                 struct bpf_insn insn;
17384                 int load_reg;
17385
17386                 insn = insns[adj_idx];
17387                 load_reg = insn_def_regno(&insn);
17388                 if (!aux[adj_idx].zext_dst) {
17389                         u8 code, class;
17390                         u32 imm_rnd;
17391
17392                         if (!rnd_hi32)
17393                                 continue;
17394
17395                         code = insn.code;
17396                         class = BPF_CLASS(code);
17397                         if (load_reg == -1)
17398                                 continue;
17399
17400                         /* NOTE: arg "reg" (the fourth one) is only used for
17401                          *       BPF_STX + SRC_OP, so it is safe to pass NULL
17402                          *       here.
17403                          */
17404                         if (is_reg64(env, &insn, load_reg, NULL, DST_OP)) {
17405                                 if (class == BPF_LD &&
17406                                     BPF_MODE(code) == BPF_IMM)
17407                                         i++;
17408                                 continue;
17409                         }
17410
17411                         /* ctx load could be transformed into wider load. */
17412                         if (class == BPF_LDX &&
17413                             aux[adj_idx].ptr_type == PTR_TO_CTX)
17414                                 continue;
17415
17416                         imm_rnd = get_random_u32();
17417                         rnd_hi32_patch[0] = insn;
17418                         rnd_hi32_patch[1].imm = imm_rnd;
17419                         rnd_hi32_patch[3].dst_reg = load_reg;
17420                         patch = rnd_hi32_patch;
17421                         patch_len = 4;
17422                         goto apply_patch_buffer;
17423                 }
17424
17425                 /* Add in an zero-extend instruction if a) the JIT has requested
17426                  * it or b) it's a CMPXCHG.
17427                  *
17428                  * The latter is because: BPF_CMPXCHG always loads a value into
17429                  * R0, therefore always zero-extends. However some archs'
17430                  * equivalent instruction only does this load when the
17431                  * comparison is successful. This detail of CMPXCHG is
17432                  * orthogonal to the general zero-extension behaviour of the
17433                  * CPU, so it's treated independently of bpf_jit_needs_zext.
17434                  */
17435                 if (!bpf_jit_needs_zext() && !is_cmpxchg_insn(&insn))
17436                         continue;
17437
17438                 /* Zero-extension is done by the caller. */
17439                 if (bpf_pseudo_kfunc_call(&insn))
17440                         continue;
17441
17442                 if (WARN_ON(load_reg == -1)) {
17443                         verbose(env, "verifier bug. zext_dst is set, but no reg is defined\n");
17444                         return -EFAULT;
17445                 }
17446
17447                 zext_patch[0] = insn;
17448                 zext_patch[1].dst_reg = load_reg;
17449                 zext_patch[1].src_reg = load_reg;
17450                 patch = zext_patch;
17451                 patch_len = 2;
17452 apply_patch_buffer:
17453                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, adj_idx, patch, patch_len);
17454                 if (!new_prog)
17455                         return -ENOMEM;
17456                 env->prog = new_prog;
17457                 insns = new_prog->insnsi;
17458                 aux = env->insn_aux_data;
17459                 delta += patch_len - 1;
17460         }
17461
17462         return 0;
17463 }
17464
17465 /* convert load instructions that access fields of a context type into a
17466  * sequence of instructions that access fields of the underlying structure:
17467  *     struct __sk_buff    -> struct sk_buff
17468  *     struct bpf_sock_ops -> struct sock
17469  */
17470 static int convert_ctx_accesses(struct bpf_verifier_env *env)
17471 {
17472         const struct bpf_verifier_ops *ops = env->ops;
17473         int i, cnt, size, ctx_field_size, delta = 0;
17474         const int insn_cnt = env->prog->len;
17475         struct bpf_insn insn_buf[16], *insn;
17476         u32 target_size, size_default, off;
17477         struct bpf_prog *new_prog;
17478         enum bpf_access_type type;
17479         bool is_narrower_load;
17480
17481         if (ops->gen_prologue || env->seen_direct_write) {
17482                 if (!ops->gen_prologue) {
17483                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
17484                         return -EINVAL;
17485                 }
17486                 cnt = ops->gen_prologue(insn_buf, env->seen_direct_write,
17487                                         env->prog);
17488                 if (cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
17489                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
17490                         return -EINVAL;
17491                 } else if (cnt) {
17492                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, 0, insn_buf, cnt);
17493                         if (!new_prog)
17494                                 return -ENOMEM;
17495
17496                         env->prog = new_prog;
17497                         delta += cnt - 1;
17498                 }
17499         }
17500
17501         if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
17502                 return 0;
17503
17504         insn = env->prog->insnsi + delta;
17505
17506         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
17507                 bpf_convert_ctx_access_t convert_ctx_access;
17508
17509                 if (insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_B) ||
17510                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_H) ||
17511                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_W) ||
17512                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_DW)) {
17513                         type = BPF_READ;
17514                 } else if (insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_B) ||
17515                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_H) ||
17516                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_W) ||
17517                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_DW) ||
17518                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_B) ||
17519                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_H) ||
17520                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_W) ||
17521                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_DW)) {
17522                         type = BPF_WRITE;
17523                 } else {
17524                         continue;
17525                 }
17526
17527                 if (type == BPF_WRITE &&
17528                     env->insn_aux_data[i + delta].sanitize_stack_spill) {
17529                         struct bpf_insn patch[] = {
17530                                 *insn,
17531                                 BPF_ST_NOSPEC(),
17532                         };
17533
17534                         cnt = ARRAY_SIZE(patch);
17535                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patch, cnt);
17536                         if (!new_prog)
17537                                 return -ENOMEM;
17538
17539                         delta    += cnt - 1;
17540                         env->prog = new_prog;
17541                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
17542                         continue;
17543                 }
17544
17545                 switch ((int)env->insn_aux_data[i + delta].ptr_type) {
17546                 case PTR_TO_CTX:
17547                         if (!ops->convert_ctx_access)
17548                                 continue;
17549                         convert_ctx_access = ops->convert_ctx_access;
17550                         break;
17551                 case PTR_TO_SOCKET:
17552                 case PTR_TO_SOCK_COMMON:
17553                         convert_ctx_access = bpf_sock_convert_ctx_access;
17554                         break;
17555                 case PTR_TO_TCP_SOCK:
17556                         convert_ctx_access = bpf_tcp_sock_convert_ctx_access;
17557                         break;
17558                 case PTR_TO_XDP_SOCK:
17559                         convert_ctx_access = bpf_xdp_sock_convert_ctx_access;
17560                         break;
17561                 case PTR_TO_BTF_ID:
17562                 case PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED:
17563                 /* PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC always has a valid lifetime, unlike
17564                  * PTR_TO_BTF_ID, and an active ref_obj_id, but the same cannot
17565                  * be said once it is marked PTR_UNTRUSTED, hence we must handle
17566                  * any faults for loads into such types. BPF_WRITE is disallowed
17567                  * for this case.
17568                  */
17569                 case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | PTR_UNTRUSTED:
17570                         if (type == BPF_READ) {
17571                                 insn->code = BPF_LDX | BPF_PROBE_MEM |
17572                                         BPF_SIZE((insn)->code);
17573                                 env->prog->aux->num_exentries++;
17574                         }
17575                         continue;
17576                 default:
17577                         continue;
17578                 }
17579
17580                 ctx_field_size = env->insn_aux_data[i + delta].ctx_field_size;
17581                 size = BPF_LDST_BYTES(insn);
17582
17583                 /* If the read access is a narrower load of the field,
17584                  * convert to a 4/8-byte load, to minimum program type specific
17585                  * convert_ctx_access changes. If conversion is successful,
17586                  * we will apply proper mask to the result.
17587                  */
17588                 is_narrower_load = size < ctx_field_size;
17589                 size_default = bpf_ctx_off_adjust_machine(ctx_field_size);
17590                 off = insn->off;
17591                 if (is_narrower_load) {
17592                         u8 size_code;
17593
17594                         if (type == BPF_WRITE) {
17595                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx access misconfigured\n");
17596                                 return -EINVAL;
17597                         }
17598
17599                         size_code = BPF_H;
17600                         if (ctx_field_size == 4)
17601                                 size_code = BPF_W;
17602                         else if (ctx_field_size == 8)
17603                                 size_code = BPF_DW;
17604
17605                         insn->off = off & ~(size_default - 1);
17606                         insn->code = BPF_LDX | BPF_MEM | size_code;
17607                 }
17608
17609                 target_size = 0;
17610                 cnt = convert_ctx_access(type, insn, insn_buf, env->prog,
17611                                          &target_size);
17612                 if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf) ||
17613                     (ctx_field_size && !target_size)) {
17614                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
17615                         return -EINVAL;
17616                 }
17617
17618                 if (is_narrower_load && size < target_size) {
17619                         u8 shift = bpf_ctx_narrow_access_offset(
17620                                 off, size, size_default) * 8;
17621                         if (shift && cnt + 1 >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
17622                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx load misconfigured\n");
17623                                 return -EINVAL;
17624                         }
17625                         if (ctx_field_size <= 4) {
17626                                 if (shift)
17627                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_RSH,
17628                                                                         insn->dst_reg,
17629                                                                         shift);
17630                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
17631                                                                 (1 << size * 8) - 1);
17632                         } else {
17633                                 if (shift)
17634                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_RSH,
17635                                                                         insn->dst_reg,
17636                                                                         shift);
17637                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
17638                                                                 (1ULL << size * 8) - 1);
17639                         }
17640                 }
17641
17642                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
17643                 if (!new_prog)
17644                         return -ENOMEM;
17645
17646                 delta += cnt - 1;
17647
17648                 /* keep walking new program and skip insns we just inserted */
17649                 env->prog = new_prog;
17650                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
17651         }
17652
17653         return 0;
17654 }
17655
17656 static int jit_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
17657 {
17658         struct bpf_prog *prog = env->prog, **func, *tmp;
17659         int i, j, subprog_start, subprog_end = 0, len, subprog;
17660         struct bpf_map *map_ptr;
17661         struct bpf_insn *insn;
17662         void *old_bpf_func;
17663         int err, num_exentries;
17664
17665         if (env->subprog_cnt <= 1)
17666                 return 0;
17667
17668         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
17669                 if (!bpf_pseudo_func(insn) && !bpf_pseudo_call(insn))
17670                         continue;
17671
17672                 /* Upon error here we cannot fall back to interpreter but
17673                  * need a hard reject of the program. Thus -EFAULT is
17674                  * propagated in any case.
17675                  */
17676                 subprog = find_subprog(env, i + insn->imm + 1);
17677                 if (subprog < 0) {
17678                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
17679                                   i + insn->imm + 1);
17680                         return -EFAULT;
17681                 }
17682                 /* temporarily remember subprog id inside insn instead of
17683                  * aux_data, since next loop will split up all insns into funcs
17684                  */
17685                 insn->off = subprog;
17686                 /* remember original imm in case JIT fails and fallback
17687                  * to interpreter will be needed
17688                  */
17689                 env->insn_aux_data[i].call_imm = insn->imm;
17690                 /* point imm to __bpf_call_base+1 from JITs point of view */
17691                 insn->imm = 1;
17692                 if (bpf_pseudo_func(insn))
17693                         /* jit (e.g. x86_64) may emit fewer instructions
17694                          * if it learns a u32 imm is the same as a u64 imm.
17695                          * Force a non zero here.
17696                          */
17697                         insn[1].imm = 1;
17698         }
17699
17700         err = bpf_prog_alloc_jited_linfo(prog);
17701         if (err)
17702                 goto out_undo_insn;
17703
17704         err = -ENOMEM;
17705         func = kcalloc(env->subprog_cnt, sizeof(prog), GFP_KERNEL);
17706         if (!func)
17707                 goto out_undo_insn;
17708
17709         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
17710                 subprog_start = subprog_end;
17711                 subprog_end = env->subprog_info[i + 1].start;
17712
17713                 len = subprog_end - subprog_start;
17714                 /* bpf_prog_run() doesn't call subprogs directly,
17715                  * hence main prog stats include the runtime of subprogs.
17716                  * subprogs don't have IDs and not reachable via prog_get_next_id
17717                  * func[i]->stats will never be accessed and stays NULL
17718                  */
17719                 func[i] = bpf_prog_alloc_no_stats(bpf_prog_size(len), GFP_USER);
17720                 if (!func[i])
17721                         goto out_free;
17722                 memcpy(func[i]->insnsi, &prog->insnsi[subprog_start],
17723                        len * sizeof(struct bpf_insn));
17724                 func[i]->type = prog->type;
17725                 func[i]->len = len;
17726                 if (bpf_prog_calc_tag(func[i]))
17727                         goto out_free;
17728                 func[i]->is_func = 1;
17729                 func[i]->aux->func_idx = i;
17730                 /* Below members will be freed only at prog->aux */
17731                 func[i]->aux->btf = prog->aux->btf;
17732                 func[i]->aux->func_info = prog->aux->func_info;
17733                 func[i]->aux->func_info_cnt = prog->aux->func_info_cnt;
17734                 func[i]->aux->poke_tab = prog->aux->poke_tab;
17735                 func[i]->aux->size_poke_tab = prog->aux->size_poke_tab;
17736
17737                 for (j = 0; j < prog->aux->size_poke_tab; j++) {
17738                         struct bpf_jit_poke_descriptor *poke;
17739
17740                         poke = &prog->aux->poke_tab[j];
17741                         if (poke->insn_idx < subprog_end &&
17742                             poke->insn_idx >= subprog_start)
17743                                 poke->aux = func[i]->aux;
17744                 }
17745
17746                 func[i]->aux->name[0] = 'F';
17747                 func[i]->aux->stack_depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
17748                 func[i]->jit_requested = 1;
17749                 func[i]->blinding_requested = prog->blinding_requested;
17750                 func[i]->aux->kfunc_tab = prog->aux->kfunc_tab;
17751                 func[i]->aux->kfunc_btf_tab = prog->aux->kfunc_btf_tab;
17752                 func[i]->aux->linfo = prog->aux->linfo;
17753                 func[i]->aux->nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
17754                 func[i]->aux->jited_linfo = prog->aux->jited_linfo;
17755                 func[i]->aux->linfo_idx = env->subprog_info[i].linfo_idx;
17756                 num_exentries = 0;
17757                 insn = func[i]->insnsi;
17758                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
17759                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
17760                             BPF_MODE(insn->code) == BPF_PROBE_MEM)
17761                                 num_exentries++;
17762                 }
17763                 func[i]->aux->num_exentries = num_exentries;
17764                 func[i]->aux->tail_call_reachable = env->subprog_info[i].tail_call_reachable;
17765                 func[i] = bpf_int_jit_compile(func[i]);
17766                 if (!func[i]->jited) {
17767                         err = -ENOTSUPP;
17768                         goto out_free;
17769                 }
17770                 cond_resched();
17771         }
17772
17773         /* at this point all bpf functions were successfully JITed
17774          * now populate all bpf_calls with correct addresses and
17775          * run last pass of JIT
17776          */
17777         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
17778                 insn = func[i]->insnsi;
17779                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
17780                         if (bpf_pseudo_func(insn)) {
17781                                 subprog = insn->off;
17782                                 insn[0].imm = (u32)(long)func[subprog]->bpf_func;
17783                                 insn[1].imm = ((u64)(long)func[subprog]->bpf_func) >> 32;
17784                                 continue;
17785                         }
17786                         if (!bpf_pseudo_call(insn))
17787                                 continue;
17788                         subprog = insn->off;
17789                         insn->imm = BPF_CALL_IMM(func[subprog]->bpf_func);
17790                 }
17791
17792                 /* we use the aux data to keep a list of the start addresses
17793                  * of the JITed images for each function in the program
17794                  *
17795                  * for some architectures, such as powerpc64, the imm field
17796                  * might not be large enough to hold the offset of the start
17797                  * address of the callee's JITed image from __bpf_call_base
17798                  *
17799                  * in such cases, we can lookup the start address of a callee
17800                  * by using its subprog id, available from the off field of
17801                  * the call instruction, as an index for this list
17802                  */
17803                 func[i]->aux->func = func;
17804                 func[i]->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
17805         }
17806         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
17807                 old_bpf_func = func[i]->bpf_func;
17808                 tmp = bpf_int_jit_compile(func[i]);
17809                 if (tmp != func[i] || func[i]->bpf_func != old_bpf_func) {
17810                         verbose(env, "JIT doesn't support bpf-to-bpf calls\n");
17811                         err = -ENOTSUPP;
17812                         goto out_free;
17813                 }
17814                 cond_resched();
17815         }
17816
17817         /* finally lock prog and jit images for all functions and
17818          * populate kallsysm. Begin at the first subprogram, since
17819          * bpf_prog_load will add the kallsyms for the main program.
17820          */
17821         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
17822                 bpf_prog_lock_ro(func[i]);
17823                 bpf_prog_kallsyms_add(func[i]);
17824         }
17825
17826         /* Last step: make now unused interpreter insns from main
17827          * prog consistent for later dump requests, so they can
17828          * later look the same as if they were interpreted only.
17829          */
17830         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
17831                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
17832                         insn[0].imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
17833                         insn[1].imm = insn->off;
17834                         insn->off = 0;
17835                         continue;
17836                 }
17837                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
17838                         continue;
17839                 insn->off = env->insn_aux_data[i].call_imm;
17840                 subprog = find_subprog(env, i + insn->off + 1);
17841                 insn->imm = subprog;
17842         }
17843
17844         prog->jited = 1;
17845         prog->bpf_func = func[0]->bpf_func;
17846         prog->jited_len = func[0]->jited_len;
17847         prog->aux->extable = func[0]->aux->extable;
17848         prog->aux->num_exentries = func[0]->aux->num_exentries;
17849         prog->aux->func = func;
17850         prog->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
17851         bpf_prog_jit_attempt_done(prog);
17852         return 0;
17853 out_free:
17854         /* We failed JIT'ing, so at this point we need to unregister poke
17855          * descriptors from subprogs, so that kernel is not attempting to
17856          * patch it anymore as we're freeing the subprog JIT memory.
17857          */
17858         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
17859                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
17860                 map_ptr->ops->map_poke_untrack(map_ptr, prog->aux);
17861         }
17862         /* At this point we're guaranteed that poke descriptors are not
17863          * live anymore. We can just unlink its descriptor table as it's
17864          * released with the main prog.
17865          */
17866         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
17867                 if (!func[i])
17868                         continue;
17869                 func[i]->aux->poke_tab = NULL;
17870                 bpf_jit_free(func[i]);
17871         }
17872         kfree(func);
17873 out_undo_insn:
17874         /* cleanup main prog to be interpreted */
17875         prog->jit_requested = 0;
17876         prog->blinding_requested = 0;
17877         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
17878                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
17879                         continue;
17880                 insn->off = 0;
17881                 insn->imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
17882         }
17883         bpf_prog_jit_attempt_done(prog);
17884         return err;
17885 }
17886
17887 static int fixup_call_args(struct bpf_verifier_env *env)
17888 {
17889 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
17890         struct bpf_prog *prog = env->prog;
17891         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
17892         bool has_kfunc_call = bpf_prog_has_kfunc_call(prog);
17893         int i, depth;
17894 #endif
17895         int err = 0;
17896
17897         if (env->prog->jit_requested &&
17898             !bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
17899                 err = jit_subprogs(env);
17900                 if (err == 0)
17901                         return 0;
17902                 if (err == -EFAULT)
17903                         return err;
17904         }
17905 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
17906         if (has_kfunc_call) {
17907                 verbose(env, "calling kernel functions are not allowed in non-JITed programs\n");
17908                 return -EINVAL;
17909         }
17910         if (env->subprog_cnt > 1 && env->prog->aux->tail_call_reachable) {
17911                 /* When JIT fails the progs with bpf2bpf calls and tail_calls
17912                  * have to be rejected, since interpreter doesn't support them yet.
17913                  */
17914                 verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
17915                 return -EINVAL;
17916         }
17917         for (i = 0; i < prog->len; i++, insn++) {
17918                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
17919                         /* When JIT fails the progs with callback calls
17920                          * have to be rejected, since interpreter doesn't support them yet.
17921                          */
17922                         verbose(env, "callbacks are not allowed in non-JITed programs\n");
17923                         return -EINVAL;
17924                 }
17925
17926                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
17927                         continue;
17928                 depth = get_callee_stack_depth(env, insn, i);
17929                 if (depth < 0)
17930                         return depth;
17931                 bpf_patch_call_args(insn, depth);
17932         }
17933         err = 0;
17934 #endif
17935         return err;
17936 }
17937
17938 /* replace a generic kfunc with a specialized version if necessary */
17939 static void specialize_kfunc(struct bpf_verifier_env *env,
17940                              u32 func_id, u16 offset, unsigned long *addr)
17941 {
17942         struct bpf_prog *prog = env->prog;
17943         bool seen_direct_write;
17944         void *xdp_kfunc;
17945         bool is_rdonly;
17946
17947         if (bpf_dev_bound_kfunc_id(func_id)) {
17948                 xdp_kfunc = bpf_dev_bound_resolve_kfunc(prog, func_id);
17949                 if (xdp_kfunc) {
17950                         *addr = (unsigned long)xdp_kfunc;
17951                         return;
17952                 }
17953                 /* fallback to default kfunc when not supported by netdev */
17954         }
17955
17956         if (offset)
17957                 return;
17958
17959         if (func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_from_skb]) {
17960                 seen_direct_write = env->seen_direct_write;
17961                 is_rdonly = !may_access_direct_pkt_data(env, NULL, BPF_WRITE);
17962
17963                 if (is_rdonly)
17964                         *addr = (unsigned long)bpf_dynptr_from_skb_rdonly;
17965
17966                 /* restore env->seen_direct_write to its original value, since
17967                  * may_access_direct_pkt_data mutates it
17968                  */
17969                 env->seen_direct_write = seen_direct_write;
17970         }
17971 }
17972
17973 static void __fixup_collection_insert_kfunc(struct bpf_insn_aux_data *insn_aux,
17974                                             u16 struct_meta_reg,
17975                                             u16 node_offset_reg,
17976                                             struct bpf_insn *insn,
17977                                             struct bpf_insn *insn_buf,
17978                                             int *cnt)
17979 {
17980         struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = insn_aux->kptr_struct_meta;
17981         struct bpf_insn addr[2] = { BPF_LD_IMM64(struct_meta_reg, (long)kptr_struct_meta) };
17982
17983         insn_buf[0] = addr[0];
17984         insn_buf[1] = addr[1];
17985         insn_buf[2] = BPF_MOV64_IMM(node_offset_reg, insn_aux->insert_off);
17986         insn_buf[3] = *insn;
17987         *cnt = 4;
17988 }
17989
17990 static int fixup_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
17991                             struct bpf_insn *insn_buf, int insn_idx, int *cnt)
17992 {
17993         const struct bpf_kfunc_desc *desc;
17994
17995         if (!insn->imm) {
17996                 verbose(env, "invalid kernel function call not eliminated in verifier pass\n");
17997                 return -EINVAL;
17998         }
17999
18000         *cnt = 0;
18001
18002         /* insn->imm has the btf func_id. Replace it with an offset relative to
18003          * __bpf_call_base, unless the JIT needs to call functions that are
18004          * further than 32 bits away (bpf_jit_supports_far_kfunc_call()).
18005          */
18006         desc = find_kfunc_desc(env->prog, insn->imm, insn->off);
18007         if (!desc) {
18008                 verbose(env, "verifier internal error: kernel function descriptor not found for func_id %u\n",
18009                         insn->imm);
18010                 return -EFAULT;
18011         }
18012
18013         if (!bpf_jit_supports_far_kfunc_call())
18014                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(desc->addr);
18015         if (insn->off)
18016                 return 0;
18017         if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl]) {
18018                 struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = env->insn_aux_data[insn_idx].kptr_struct_meta;
18019                 struct bpf_insn addr[2] = { BPF_LD_IMM64(BPF_REG_2, (long)kptr_struct_meta) };
18020                 u64 obj_new_size = env->insn_aux_data[insn_idx].obj_new_size;
18021
18022                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_1, obj_new_size);
18023                 insn_buf[1] = addr[0];
18024                 insn_buf[2] = addr[1];
18025                 insn_buf[3] = *insn;
18026                 *cnt = 4;
18027         } else if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_drop_impl] ||
18028                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl]) {
18029                 struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = env->insn_aux_data[insn_idx].kptr_struct_meta;
18030                 struct bpf_insn addr[2] = { BPF_LD_IMM64(BPF_REG_2, (long)kptr_struct_meta) };
18031
18032                 insn_buf[0] = addr[0];
18033                 insn_buf[1] = addr[1];
18034                 insn_buf[2] = *insn;
18035                 *cnt = 3;
18036         } else if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl] ||
18037                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
18038                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
18039                 int struct_meta_reg = BPF_REG_3;
18040                 int node_offset_reg = BPF_REG_4;
18041
18042                 /* rbtree_add has extra 'less' arg, so args-to-fixup are in diff regs */
18043                 if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
18044                         struct_meta_reg = BPF_REG_4;
18045                         node_offset_reg = BPF_REG_5;
18046                 }
18047
18048                 __fixup_collection_insert_kfunc(&env->insn_aux_data[insn_idx], struct_meta_reg,
18049                                                 node_offset_reg, insn, insn_buf, cnt);
18050         } else if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx] ||
18051                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rdonly_cast]) {
18052                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_REG(BPF_REG_0, BPF_REG_1);
18053                 *cnt = 1;
18054         }
18055         return 0;
18056 }
18057
18058 /* Do various post-verification rewrites in a single program pass.
18059  * These rewrites simplify JIT and interpreter implementations.
18060  */
18061 static int do_misc_fixups(struct bpf_verifier_env *env)
18062 {
18063         struct bpf_prog *prog = env->prog;
18064         enum bpf_attach_type eatype = prog->expected_attach_type;
18065         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(prog);
18066         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
18067         const struct bpf_func_proto *fn;
18068         const int insn_cnt = prog->len;
18069         const struct bpf_map_ops *ops;
18070         struct bpf_insn_aux_data *aux;
18071         struct bpf_insn insn_buf[16];
18072         struct bpf_prog *new_prog;
18073         struct bpf_map *map_ptr;
18074         int i, ret, cnt, delta = 0;
18075
18076         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
18077                 /* Make divide-by-zero exceptions impossible. */
18078                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_X) ||
18079                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X) ||
18080                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X) ||
18081                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X)) {
18082                         bool is64 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64;
18083                         bool isdiv = BPF_OP(insn->code) == BPF_DIV;
18084                         struct bpf_insn *patchlet;
18085                         struct bpf_insn chk_and_div[] = {
18086                                 /* [R,W]x div 0 -> 0 */
18087                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
18088                                              BPF_JNE | BPF_K, insn->src_reg,
18089                                              0, 2, 0),
18090                                 BPF_ALU32_REG(BPF_XOR, insn->dst_reg, insn->dst_reg),
18091                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
18092                                 *insn,
18093                         };
18094                         struct bpf_insn chk_and_mod[] = {
18095                                 /* [R,W]x mod 0 -> [R,W]x */
18096                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
18097                                              BPF_JEQ | BPF_K, insn->src_reg,
18098                                              0, 1 + (is64 ? 0 : 1), 0),
18099                                 *insn,
18100                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
18101                                 BPF_MOV32_REG(insn->dst_reg, insn->dst_reg),
18102                         };
18103
18104                         patchlet = isdiv ? chk_and_div : chk_and_mod;
18105                         cnt = isdiv ? ARRAY_SIZE(chk_and_div) :
18106                                       ARRAY_SIZE(chk_and_mod) - (is64 ? 2 : 0);
18107
18108                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patchlet, cnt);
18109                         if (!new_prog)
18110                                 return -ENOMEM;
18111
18112                         delta    += cnt - 1;
18113                         env->prog = prog = new_prog;
18114                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18115                         continue;
18116                 }
18117
18118                 /* Implement LD_ABS and LD_IND with a rewrite, if supported by the program type. */
18119                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LD &&
18120                     (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ABS ||
18121                      BPF_MODE(insn->code) == BPF_IND)) {
18122                         cnt = env->ops->gen_ld_abs(insn, insn_buf);
18123                         if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
18124                                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
18125                                 return -EINVAL;
18126                         }
18127
18128                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18129                         if (!new_prog)
18130                                 return -ENOMEM;
18131
18132                         delta    += cnt - 1;
18133                         env->prog = prog = new_prog;
18134                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18135                         continue;
18136                 }
18137
18138                 /* Rewrite pointer arithmetic to mitigate speculation attacks. */
18139                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X) ||
18140                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X)) {
18141                         const u8 code_add = BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X;
18142                         const u8 code_sub = BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X;
18143                         struct bpf_insn *patch = &insn_buf[0];
18144                         bool issrc, isneg, isimm;
18145                         u32 off_reg;
18146
18147                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
18148                         if (!aux->alu_state ||
18149                             aux->alu_state == BPF_ALU_NON_POINTER)
18150                                 continue;
18151
18152                         isneg = aux->alu_state & BPF_ALU_NEG_VALUE;
18153                         issrc = (aux->alu_state & BPF_ALU_SANITIZE) ==
18154                                 BPF_ALU_SANITIZE_SRC;
18155                         isimm = aux->alu_state & BPF_ALU_IMMEDIATE;
18156
18157                         off_reg = issrc ? insn->src_reg : insn->dst_reg;
18158                         if (isimm) {
18159                                 *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit);
18160                         } else {
18161                                 if (isneg)
18162                                         *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
18163                                 *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit);
18164                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_SUB, BPF_REG_AX, off_reg);
18165                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, BPF_REG_AX, off_reg);
18166                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_NEG, BPF_REG_AX, 0);
18167                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_ARSH, BPF_REG_AX, 63);
18168                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_AND, BPF_REG_AX, off_reg);
18169                         }
18170                         if (!issrc)
18171                                 *patch++ = BPF_MOV64_REG(insn->dst_reg, insn->src_reg);
18172                         insn->src_reg = BPF_REG_AX;
18173                         if (isneg)
18174                                 insn->code = insn->code == code_add ?
18175                                              code_sub : code_add;
18176                         *patch++ = *insn;
18177                         if (issrc && isneg && !isimm)
18178                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
18179                         cnt = patch - insn_buf;
18180
18181                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18182                         if (!new_prog)
18183                                 return -ENOMEM;
18184
18185                         delta    += cnt - 1;
18186                         env->prog = prog = new_prog;
18187                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18188                         continue;
18189                 }
18190
18191                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL))
18192                         continue;
18193                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
18194                         continue;
18195                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) {
18196                         ret = fixup_kfunc_call(env, insn, insn_buf, i + delta, &cnt);
18197                         if (ret)
18198                                 return ret;
18199                         if (cnt == 0)
18200                                 continue;
18201
18202                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18203                         if (!new_prog)
18204                                 return -ENOMEM;
18205
18206                         delta    += cnt - 1;
18207                         env->prog = prog = new_prog;
18208                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18209                         continue;
18210                 }
18211
18212                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_route_realm)
18213                         prog->dst_needed = 1;
18214                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_prandom_u32)
18215                         bpf_user_rnd_init_once();
18216                 if (insn->imm == BPF_FUNC_override_return)
18217                         prog->kprobe_override = 1;
18218                 if (insn->imm == BPF_FUNC_tail_call) {
18219                         /* If we tail call into other programs, we
18220                          * cannot make any assumptions since they can
18221                          * be replaced dynamically during runtime in
18222                          * the program array.
18223                          */
18224                         prog->cb_access = 1;
18225                         if (!allow_tail_call_in_subprogs(env))
18226                                 prog->aux->stack_depth = MAX_BPF_STACK;
18227                         prog->aux->max_pkt_offset = MAX_PACKET_OFF;
18228
18229                         /* mark bpf_tail_call as different opcode to avoid
18230                          * conditional branch in the interpreter for every normal
18231                          * call and to prevent accidental JITing by JIT compiler
18232                          * that doesn't support bpf_tail_call yet
18233                          */
18234                         insn->imm = 0;
18235                         insn->code = BPF_JMP | BPF_TAIL_CALL;
18236
18237                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
18238                         if (env->bpf_capable && !prog->blinding_requested &&
18239                             prog->jit_requested &&
18240                             !bpf_map_key_poisoned(aux) &&
18241                             !bpf_map_ptr_poisoned(aux) &&
18242                             !bpf_map_ptr_unpriv(aux)) {
18243                                 struct bpf_jit_poke_descriptor desc = {
18244                                         .reason = BPF_POKE_REASON_TAIL_CALL,
18245                                         .tail_call.map = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state),
18246                                         .tail_call.key = bpf_map_key_immediate(aux),
18247                                         .insn_idx = i + delta,
18248                                 };
18249
18250                                 ret = bpf_jit_add_poke_descriptor(prog, &desc);
18251                                 if (ret < 0) {
18252                                         verbose(env, "adding tail call poke descriptor failed\n");
18253                                         return ret;
18254                                 }
18255
18256                                 insn->imm = ret + 1;
18257                                 continue;
18258                         }
18259
18260                         if (!bpf_map_ptr_unpriv(aux))
18261                                 continue;
18262
18263                         /* instead of changing every JIT dealing with tail_call
18264                          * emit two extra insns:
18265                          * if (index >= max_entries) goto out;
18266                          * index &= array->index_mask;
18267                          * to avoid out-of-bounds cpu speculation
18268                          */
18269                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux)) {
18270                                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
18271                                 return -EINVAL;
18272                         }
18273
18274                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
18275                         insn_buf[0] = BPF_JMP_IMM(BPF_JGE, BPF_REG_3,
18276                                                   map_ptr->max_entries, 2);
18277                         insn_buf[1] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, BPF_REG_3,
18278                                                     container_of(map_ptr,
18279                                                                  struct bpf_array,
18280                                                                  map)->index_mask);
18281                         insn_buf[2] = *insn;
18282                         cnt = 3;
18283                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18284                         if (!new_prog)
18285                                 return -ENOMEM;
18286
18287                         delta    += cnt - 1;
18288                         env->prog = prog = new_prog;
18289                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18290                         continue;
18291                 }
18292
18293                 if (insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback) {
18294                         /* The verifier will process callback_fn as many times as necessary
18295                          * with different maps and the register states prepared by
18296                          * set_timer_callback_state will be accurate.
18297                          *
18298                          * The following use case is valid:
18299                          *   map1 is shared by prog1, prog2, prog3.
18300                          *   prog1 calls bpf_timer_init for some map1 elements
18301                          *   prog2 calls bpf_timer_set_callback for some map1 elements.
18302                          *     Those that were not bpf_timer_init-ed will return -EINVAL.
18303                          *   prog3 calls bpf_timer_start for some map1 elements.
18304                          *     Those that were not both bpf_timer_init-ed and
18305                          *     bpf_timer_set_callback-ed will return -EINVAL.
18306                          */
18307                         struct bpf_insn ld_addrs[2] = {
18308                                 BPF_LD_IMM64(BPF_REG_3, (long)prog->aux),
18309                         };
18310
18311                         insn_buf[0] = ld_addrs[0];
18312                         insn_buf[1] = ld_addrs[1];
18313                         insn_buf[2] = *insn;
18314                         cnt = 3;
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                 if (is_storage_get_function(insn->imm)) {
18327                         if (!env->prog->aux->sleepable ||
18328                             env->insn_aux_data[i + delta].storage_get_func_atomic)
18329                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_5, (__force __s32)GFP_ATOMIC);
18330                         else
18331                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_5, (__force __s32)GFP_KERNEL);
18332                         insn_buf[1] = *insn;
18333                         cnt = 2;
18334
18335                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18336                         if (!new_prog)
18337                                 return -ENOMEM;
18338
18339                         delta += cnt - 1;
18340                         env->prog = prog = new_prog;
18341                         insn = new_prog->insnsi + i + delta;
18342                         goto patch_call_imm;
18343                 }
18344
18345                 /* BPF_EMIT_CALL() assumptions in some of the map_gen_lookup
18346                  * and other inlining handlers are currently limited to 64 bit
18347                  * only.
18348                  */
18349                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
18350                     (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem ||
18351                      insn->imm == BPF_FUNC_map_update_elem ||
18352                      insn->imm == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
18353                      insn->imm == BPF_FUNC_map_push_elem   ||
18354                      insn->imm == BPF_FUNC_map_pop_elem    ||
18355                      insn->imm == BPF_FUNC_map_peek_elem   ||
18356                      insn->imm == BPF_FUNC_redirect_map    ||
18357                      insn->imm == BPF_FUNC_for_each_map_elem ||
18358                      insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem)) {
18359                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
18360                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux))
18361                                 goto patch_call_imm;
18362
18363                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
18364                         ops = map_ptr->ops;
18365                         if (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
18366                             ops->map_gen_lookup) {
18367                                 cnt = ops->map_gen_lookup(map_ptr, insn_buf);
18368                                 if (cnt == -EOPNOTSUPP)
18369                                         goto patch_map_ops_generic;
18370                                 if (cnt <= 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
18371                                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
18372                                         return -EINVAL;
18373                                 }
18374
18375                                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta,
18376                                                                insn_buf, cnt);
18377                                 if (!new_prog)
18378                                         return -ENOMEM;
18379
18380                                 delta    += cnt - 1;
18381                                 env->prog = prog = new_prog;
18382                                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18383                                 continue;
18384                         }
18385
18386                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_elem,
18387                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
18388                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_delete_elem,
18389                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
18390                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_update_elem,
18391                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
18392                                               u64 flags))NULL));
18393                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_push_elem,
18394                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *value,
18395                                               u64 flags))NULL));
18396                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_pop_elem,
18397                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
18398                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_peek_elem,
18399                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
18400                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_redirect,
18401                                      (long (*)(struct bpf_map *map, u64 index, u64 flags))NULL));
18402                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_for_each_callback,
18403                                      (long (*)(struct bpf_map *map,
18404                                               bpf_callback_t callback_fn,
18405                                               void *callback_ctx,
18406                                               u64 flags))NULL));
18407                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_percpu_elem,
18408                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key, u32 cpu))NULL));
18409
18410 patch_map_ops_generic:
18411                         switch (insn->imm) {
18412                         case BPF_FUNC_map_lookup_elem:
18413                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_lookup_elem);
18414                                 continue;
18415                         case BPF_FUNC_map_update_elem:
18416                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_update_elem);
18417                                 continue;
18418                         case BPF_FUNC_map_delete_elem:
18419                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_delete_elem);
18420                                 continue;
18421                         case BPF_FUNC_map_push_elem:
18422                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_push_elem);
18423                                 continue;
18424                         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
18425                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_pop_elem);
18426                                 continue;
18427                         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
18428                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_peek_elem);
18429                                 continue;
18430                         case BPF_FUNC_redirect_map:
18431                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_redirect);
18432                                 continue;
18433                         case BPF_FUNC_for_each_map_elem:
18434                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_for_each_callback);
18435                                 continue;
18436                         case BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem:
18437                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_lookup_percpu_elem);
18438                                 continue;
18439                         }
18440
18441                         goto patch_call_imm;
18442                 }
18443
18444                 /* Implement bpf_jiffies64 inline. */
18445                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
18446                     insn->imm == BPF_FUNC_jiffies64) {
18447                         struct bpf_insn ld_jiffies_addr[2] = {
18448                                 BPF_LD_IMM64(BPF_REG_0,
18449                                              (unsigned long)&jiffies),
18450                         };
18451
18452                         insn_buf[0] = ld_jiffies_addr[0];
18453                         insn_buf[1] = ld_jiffies_addr[1];
18454                         insn_buf[2] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0,
18455                                                   BPF_REG_0, 0);
18456                         cnt = 3;
18457
18458                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf,
18459                                                        cnt);
18460                         if (!new_prog)
18461                                 return -ENOMEM;
18462
18463                         delta    += cnt - 1;
18464                         env->prog = prog = new_prog;
18465                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18466                         continue;
18467                 }
18468
18469                 /* Implement bpf_get_func_arg inline. */
18470                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
18471                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_arg) {
18472                         /* Load nr_args from ctx - 8 */
18473                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
18474                         insn_buf[1] = BPF_JMP32_REG(BPF_JGE, BPF_REG_2, BPF_REG_0, 6);
18475                         insn_buf[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_2, 3);
18476                         insn_buf[3] = BPF_ALU64_REG(BPF_ADD, BPF_REG_2, BPF_REG_1);
18477                         insn_buf[4] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_2, 0);
18478                         insn_buf[5] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_3, BPF_REG_0, 0);
18479                         insn_buf[6] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, 0);
18480                         insn_buf[7] = BPF_JMP_A(1);
18481                         insn_buf[8] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, -EINVAL);
18482                         cnt = 9;
18483
18484                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18485                         if (!new_prog)
18486                                 return -ENOMEM;
18487
18488                         delta    += cnt - 1;
18489                         env->prog = prog = new_prog;
18490                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18491                         continue;
18492                 }
18493
18494                 /* Implement bpf_get_func_ret inline. */
18495                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
18496                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_ret) {
18497                         if (eatype == BPF_TRACE_FEXIT ||
18498                             eatype == BPF_MODIFY_RETURN) {
18499                                 /* Load nr_args from ctx - 8 */
18500                                 insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
18501                                 insn_buf[1] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_0, 3);
18502                                 insn_buf[2] = BPF_ALU64_REG(BPF_ADD, BPF_REG_0, BPF_REG_1);
18503                                 insn_buf[3] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_3, BPF_REG_0, 0);
18504                                 insn_buf[4] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_2, BPF_REG_3, 0);
18505                                 insn_buf[5] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, 0);
18506                                 cnt = 6;
18507                         } else {
18508                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, -EOPNOTSUPP);
18509                                 cnt = 1;
18510                         }
18511
18512                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18513                         if (!new_prog)
18514                                 return -ENOMEM;
18515
18516                         delta    += cnt - 1;
18517                         env->prog = prog = new_prog;
18518                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18519                         continue;
18520                 }
18521
18522                 /* Implement get_func_arg_cnt inline. */
18523                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
18524                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_arg_cnt) {
18525                         /* Load nr_args from ctx - 8 */
18526                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
18527
18528                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, 1);
18529                         if (!new_prog)
18530                                 return -ENOMEM;
18531
18532                         env->prog = prog = new_prog;
18533                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18534                         continue;
18535                 }
18536
18537                 /* Implement bpf_get_func_ip inline. */
18538                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
18539                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_ip) {
18540                         /* Load IP address from ctx - 16 */
18541                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -16);
18542
18543                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, 1);
18544                         if (!new_prog)
18545                                 return -ENOMEM;
18546
18547                         env->prog = prog = new_prog;
18548                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18549                         continue;
18550                 }
18551
18552 patch_call_imm:
18553                 fn = env->ops->get_func_proto(insn->imm, env->prog);
18554                 /* all functions that have prototype and verifier allowed
18555                  * programs to call them, must be real in-kernel functions
18556                  */
18557                 if (!fn->func) {
18558                         verbose(env,
18559                                 "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
18560                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
18561                         return -EFAULT;
18562                 }
18563                 insn->imm = fn->func - __bpf_call_base;
18564         }
18565
18566         /* Since poke tab is now finalized, publish aux to tracker. */
18567         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
18568                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
18569                 if (!map_ptr->ops->map_poke_track ||
18570                     !map_ptr->ops->map_poke_untrack ||
18571                     !map_ptr->ops->map_poke_run) {
18572                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
18573                         return -EINVAL;
18574                 }
18575
18576                 ret = map_ptr->ops->map_poke_track(map_ptr, prog->aux);
18577                 if (ret < 0) {
18578                         verbose(env, "tracking tail call prog failed\n");
18579                         return ret;
18580                 }
18581         }
18582
18583         sort_kfunc_descs_by_imm_off(env->prog);
18584
18585         return 0;
18586 }
18587
18588 static struct bpf_prog *inline_bpf_loop(struct bpf_verifier_env *env,
18589                                         int position,
18590                                         s32 stack_base,
18591                                         u32 callback_subprogno,
18592                                         u32 *cnt)
18593 {
18594         s32 r6_offset = stack_base + 0 * BPF_REG_SIZE;
18595         s32 r7_offset = stack_base + 1 * BPF_REG_SIZE;
18596         s32 r8_offset = stack_base + 2 * BPF_REG_SIZE;
18597         int reg_loop_max = BPF_REG_6;
18598         int reg_loop_cnt = BPF_REG_7;
18599         int reg_loop_ctx = BPF_REG_8;
18600
18601         struct bpf_prog *new_prog;
18602         u32 callback_start;
18603         u32 call_insn_offset;
18604         s32 callback_offset;
18605
18606         /* This represents an inlined version of bpf_iter.c:bpf_loop,
18607          * be careful to modify this code in sync.
18608          */
18609         struct bpf_insn insn_buf[] = {
18610                 /* Return error and jump to the end of the patch if
18611                  * expected number of iterations is too big.
18612                  */
18613                 BPF_JMP_IMM(BPF_JLE, BPF_REG_1, BPF_MAX_LOOPS, 2),
18614                 BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_0, -E2BIG),
18615                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 16),
18616                 /* spill R6, R7, R8 to use these as loop vars */
18617                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_6, r6_offset),
18618                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_7, r7_offset),
18619                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_8, r8_offset),
18620                 /* initialize loop vars */
18621                 BPF_MOV64_REG(reg_loop_max, BPF_REG_1),
18622                 BPF_MOV32_IMM(reg_loop_cnt, 0),
18623                 BPF_MOV64_REG(reg_loop_ctx, BPF_REG_3),
18624                 /* loop header,
18625                  * if reg_loop_cnt >= reg_loop_max skip the loop body
18626                  */
18627                 BPF_JMP_REG(BPF_JGE, reg_loop_cnt, reg_loop_max, 5),
18628                 /* callback call,
18629                  * correct callback offset would be set after patching
18630                  */
18631                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, reg_loop_cnt),
18632                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_2, reg_loop_ctx),
18633                 BPF_CALL_REL(0),
18634                 /* increment loop counter */
18635                 BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, reg_loop_cnt, 1),
18636                 /* jump to loop header if callback returned 0 */
18637                 BPF_JMP_IMM(BPF_JEQ, BPF_REG_0, 0, -6),
18638                 /* return value of bpf_loop,
18639                  * set R0 to the number of iterations
18640                  */
18641                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_0, reg_loop_cnt),
18642                 /* restore original values of R6, R7, R8 */
18643                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_6, BPF_REG_10, r6_offset),
18644                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_7, BPF_REG_10, r7_offset),
18645                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_8, BPF_REG_10, r8_offset),
18646         };
18647
18648         *cnt = ARRAY_SIZE(insn_buf);
18649         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, position, insn_buf, *cnt);
18650         if (!new_prog)
18651                 return new_prog;
18652
18653         /* callback start is known only after patching */
18654         callback_start = env->subprog_info[callback_subprogno].start;
18655         /* Note: insn_buf[12] is an offset of BPF_CALL_REL instruction */
18656         call_insn_offset = position + 12;
18657         callback_offset = callback_start - call_insn_offset - 1;
18658         new_prog->insnsi[call_insn_offset].imm = callback_offset;
18659
18660         return new_prog;
18661 }
18662
18663 static bool is_bpf_loop_call(struct bpf_insn *insn)
18664 {
18665         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
18666                 insn->src_reg == 0 &&
18667                 insn->imm == BPF_FUNC_loop;
18668 }
18669
18670 /* For all sub-programs in the program (including main) check
18671  * insn_aux_data to see if there are bpf_loop calls that require
18672  * inlining. If such calls are found the calls are replaced with a
18673  * sequence of instructions produced by `inline_bpf_loop` function and
18674  * subprog stack_depth is increased by the size of 3 registers.
18675  * This stack space is used to spill values of the R6, R7, R8.  These
18676  * registers are used to store the loop bound, counter and context
18677  * variables.
18678  */
18679 static int optimize_bpf_loop(struct bpf_verifier_env *env)
18680 {
18681         struct bpf_subprog_info *subprogs = env->subprog_info;
18682         int i, cur_subprog = 0, cnt, delta = 0;
18683         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
18684         int insn_cnt = env->prog->len;
18685         u16 stack_depth = subprogs[cur_subprog].stack_depth;
18686         u16 stack_depth_roundup = round_up(stack_depth, 8) - stack_depth;
18687         u16 stack_depth_extra = 0;
18688
18689         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
18690                 struct bpf_loop_inline_state *inline_state =
18691                         &env->insn_aux_data[i + delta].loop_inline_state;
18692
18693                 if (is_bpf_loop_call(insn) && inline_state->fit_for_inline) {
18694                         struct bpf_prog *new_prog;
18695
18696                         stack_depth_extra = BPF_REG_SIZE * 3 + stack_depth_roundup;
18697                         new_prog = inline_bpf_loop(env,
18698                                                    i + delta,
18699                                                    -(stack_depth + stack_depth_extra),
18700                                                    inline_state->callback_subprogno,
18701                                                    &cnt);
18702                         if (!new_prog)
18703                                 return -ENOMEM;
18704
18705                         delta     += cnt - 1;
18706                         env->prog  = new_prog;
18707                         insn       = new_prog->insnsi + i + delta;
18708                 }
18709
18710                 if (subprogs[cur_subprog + 1].start == i + delta + 1) {
18711                         subprogs[cur_subprog].stack_depth += stack_depth_extra;
18712                         cur_subprog++;
18713                         stack_depth = subprogs[cur_subprog].stack_depth;
18714                         stack_depth_roundup = round_up(stack_depth, 8) - stack_depth;
18715                         stack_depth_extra = 0;
18716                 }
18717         }
18718
18719         env->prog->aux->stack_depth = env->subprog_info[0].stack_depth;
18720
18721         return 0;
18722 }
18723
18724 static void free_states(struct bpf_verifier_env *env)
18725 {
18726         struct bpf_verifier_state_list *sl, *sln;
18727         int i;
18728
18729         sl = env->free_list;
18730         while (sl) {
18731                 sln = sl->next;
18732                 free_verifier_state(&sl->state, false);
18733                 kfree(sl);
18734                 sl = sln;
18735         }
18736         env->free_list = NULL;
18737
18738         if (!env->explored_states)
18739                 return;
18740
18741         for (i = 0; i < state_htab_size(env); i++) {
18742                 sl = env->explored_states[i];
18743
18744                 while (sl) {
18745                         sln = sl->next;
18746                         free_verifier_state(&sl->state, false);
18747                         kfree(sl);
18748                         sl = sln;
18749                 }
18750                 env->explored_states[i] = NULL;
18751         }
18752 }
18753
18754 static int do_check_common(struct bpf_verifier_env *env, int subprog)
18755 {
18756         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
18757         struct bpf_verifier_state *state;
18758         struct bpf_reg_state *regs;
18759         int ret, i;
18760
18761         env->prev_linfo = NULL;
18762         env->pass_cnt++;
18763
18764         state = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state), GFP_KERNEL);
18765         if (!state)
18766                 return -ENOMEM;
18767         state->curframe = 0;
18768         state->speculative = false;
18769         state->branches = 1;
18770         state->frame[0] = kzalloc(sizeof(struct bpf_func_state), GFP_KERNEL);
18771         if (!state->frame[0]) {
18772                 kfree(state);
18773                 return -ENOMEM;
18774         }
18775         env->cur_state = state;
18776         init_func_state(env, state->frame[0],
18777                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
18778                         0 /* frameno */,
18779                         subprog);
18780         state->first_insn_idx = env->subprog_info[subprog].start;
18781         state->last_insn_idx = -1;
18782
18783         regs = state->frame[state->curframe]->regs;
18784         if (subprog || env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
18785                 ret = btf_prepare_func_args(env, subprog, regs);
18786                 if (ret)
18787                         goto out;
18788                 for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++) {
18789                         if (regs[i].type == PTR_TO_CTX)
18790                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
18791                         else if (regs[i].type == SCALAR_VALUE)
18792                                 mark_reg_unknown(env, regs, i);
18793                         else if (base_type(regs[i].type) == PTR_TO_MEM) {
18794                                 const u32 mem_size = regs[i].mem_size;
18795
18796                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
18797                                 regs[i].mem_size = mem_size;
18798                                 regs[i].id = ++env->id_gen;
18799                         }
18800                 }
18801         } else {
18802                 /* 1st arg to a function */
18803                 regs[BPF_REG_1].type = PTR_TO_CTX;
18804                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_1);
18805                 ret = btf_check_subprog_arg_match(env, subprog, regs);
18806                 if (ret == -EFAULT)
18807                         /* unlikely verifier bug. abort.
18808                          * ret == 0 and ret < 0 are sadly acceptable for
18809                          * main() function due to backward compatibility.
18810                          * Like socket filter program may be written as:
18811                          * int bpf_prog(struct pt_regs *ctx)
18812                          * and never dereference that ctx in the program.
18813                          * 'struct pt_regs' is a type mismatch for socket
18814                          * filter that should be using 'struct __sk_buff'.
18815                          */
18816                         goto out;
18817         }
18818
18819         ret = do_check(env);
18820 out:
18821         /* check for NULL is necessary, since cur_state can be freed inside
18822          * do_check() under memory pressure.
18823          */
18824         if (env->cur_state) {
18825                 free_verifier_state(env->cur_state, true);
18826                 env->cur_state = NULL;
18827         }
18828         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
18829         if (!ret && pop_log)
18830                 bpf_vlog_reset(&env->log, 0);
18831         free_states(env);
18832         return ret;
18833 }
18834
18835 /* Verify all global functions in a BPF program one by one based on their BTF.
18836  * All global functions must pass verification. Otherwise the whole program is rejected.
18837  * Consider:
18838  * int bar(int);
18839  * int foo(int f)
18840  * {
18841  *    return bar(f);
18842  * }
18843  * int bar(int b)
18844  * {
18845  *    ...
18846  * }
18847  * foo() will be verified first for R1=any_scalar_value. During verification it
18848  * will be assumed that bar() already verified successfully and call to bar()
18849  * from foo() will be checked for type match only. Later bar() will be verified
18850  * independently to check that it's safe for R1=any_scalar_value.
18851  */
18852 static int do_check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
18853 {
18854         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
18855         int i, ret;
18856
18857         if (!aux->func_info)
18858                 return 0;
18859
18860         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
18861                 if (aux->func_info_aux[i].linkage != BTF_FUNC_GLOBAL)
18862                         continue;
18863                 env->insn_idx = env->subprog_info[i].start;
18864                 WARN_ON_ONCE(env->insn_idx == 0);
18865                 ret = do_check_common(env, i);
18866                 if (ret) {
18867                         return ret;
18868                 } else if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
18869                         verbose(env,
18870                                 "Func#%d is safe for any args that match its prototype\n",
18871                                 i);
18872                 }
18873         }
18874         return 0;
18875 }
18876
18877 static int do_check_main(struct bpf_verifier_env *env)
18878 {
18879         int ret;
18880
18881         env->insn_idx = 0;
18882         ret = do_check_common(env, 0);
18883         if (!ret)
18884                 env->prog->aux->stack_depth = env->subprog_info[0].stack_depth;
18885         return ret;
18886 }
18887
18888
18889 static void print_verification_stats(struct bpf_verifier_env *env)
18890 {
18891         int i;
18892
18893         if (env->log.level & BPF_LOG_STATS) {
18894                 verbose(env, "verification time %lld usec\n",
18895                         div_u64(env->verification_time, 1000));
18896                 verbose(env, "stack depth ");
18897                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
18898                         u32 depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
18899
18900                         verbose(env, "%d", depth);
18901                         if (i + 1 < env->subprog_cnt)
18902                                 verbose(env, "+");
18903                 }
18904                 verbose(env, "\n");
18905         }
18906         verbose(env, "processed %d insns (limit %d) max_states_per_insn %d "
18907                 "total_states %d peak_states %d mark_read %d\n",
18908                 env->insn_processed, BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS,
18909                 env->max_states_per_insn, env->total_states,
18910                 env->peak_states, env->longest_mark_read_walk);
18911 }
18912
18913 static int check_struct_ops_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
18914 {
18915         const struct btf_type *t, *func_proto;
18916         const struct bpf_struct_ops *st_ops;
18917         const struct btf_member *member;
18918         struct bpf_prog *prog = env->prog;
18919         u32 btf_id, member_idx;
18920         const char *mname;
18921
18922         if (!prog->gpl_compatible) {
18923                 verbose(env, "struct ops programs must have a GPL compatible license\n");
18924                 return -EINVAL;
18925         }
18926
18927         btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
18928         st_ops = bpf_struct_ops_find(btf_id);
18929         if (!st_ops) {
18930                 verbose(env, "attach_btf_id %u is not a supported struct\n",
18931                         btf_id);
18932                 return -ENOTSUPP;
18933         }
18934
18935         t = st_ops->type;
18936         member_idx = prog->expected_attach_type;
18937         if (member_idx >= btf_type_vlen(t)) {
18938                 verbose(env, "attach to invalid member idx %u of struct %s\n",
18939                         member_idx, st_ops->name);
18940                 return -EINVAL;
18941         }
18942
18943         member = &btf_type_member(t)[member_idx];
18944         mname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, member->name_off);
18945         func_proto = btf_type_resolve_func_ptr(btf_vmlinux, member->type,
18946                                                NULL);
18947         if (!func_proto) {
18948                 verbose(env, "attach to invalid member %s(@idx %u) of struct %s\n",
18949                         mname, member_idx, st_ops->name);
18950                 return -EINVAL;
18951         }
18952
18953         if (st_ops->check_member) {
18954                 int err = st_ops->check_member(t, member, prog);
18955
18956                 if (err) {
18957                         verbose(env, "attach to unsupported member %s of struct %s\n",
18958                                 mname, st_ops->name);
18959                         return err;
18960                 }
18961         }
18962
18963         prog->aux->attach_func_proto = func_proto;
18964         prog->aux->attach_func_name = mname;
18965         env->ops = st_ops->verifier_ops;
18966
18967         return 0;
18968 }
18969 #define SECURITY_PREFIX "security_"
18970
18971 static int check_attach_modify_return(unsigned long addr, const char *func_name)
18972 {
18973         if (within_error_injection_list(addr) ||
18974             !strncmp(SECURITY_PREFIX, func_name, sizeof(SECURITY_PREFIX) - 1))
18975                 return 0;
18976
18977         return -EINVAL;
18978 }
18979
18980 /* list of non-sleepable functions that are otherwise on
18981  * ALLOW_ERROR_INJECTION list
18982  */
18983 BTF_SET_START(btf_non_sleepable_error_inject)
18984 /* Three functions below can be called from sleepable and non-sleepable context.
18985  * Assume non-sleepable from bpf safety point of view.
18986  */
18987 BTF_ID(func, __filemap_add_folio)
18988 BTF_ID(func, should_fail_alloc_page)
18989 BTF_ID(func, should_failslab)
18990 BTF_SET_END(btf_non_sleepable_error_inject)
18991
18992 static int check_non_sleepable_error_inject(u32 btf_id)
18993 {
18994         return btf_id_set_contains(&btf_non_sleepable_error_inject, btf_id);
18995 }
18996
18997 int bpf_check_attach_target(struct bpf_verifier_log *log,
18998                             const struct bpf_prog *prog,
18999                             const struct bpf_prog *tgt_prog,
19000                             u32 btf_id,
19001                             struct bpf_attach_target_info *tgt_info)
19002 {
19003         bool prog_extension = prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT;
19004         const char prefix[] = "btf_trace_";
19005         int ret = 0, subprog = -1, i;
19006         const struct btf_type *t;
19007         bool conservative = true;
19008         const char *tname;
19009         struct btf *btf;
19010         long addr = 0;
19011         struct module *mod = NULL;
19012
19013         if (!btf_id) {
19014                 bpf_log(log, "Tracing programs must provide btf_id\n");
19015                 return -EINVAL;
19016         }
19017         btf = tgt_prog ? tgt_prog->aux->btf : prog->aux->attach_btf;
19018         if (!btf) {
19019                 bpf_log(log,
19020                         "FENTRY/FEXIT program can only be attached to another program annotated with BTF\n");
19021                 return -EINVAL;
19022         }
19023         t = btf_type_by_id(btf, btf_id);
19024         if (!t) {
19025                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u is invalid\n", btf_id);
19026                 return -EINVAL;
19027         }
19028         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
19029         if (!tname) {
19030                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u doesn't have a name\n", btf_id);
19031                 return -EINVAL;
19032         }
19033         if (tgt_prog) {
19034                 struct bpf_prog_aux *aux = tgt_prog->aux;
19035
19036                 if (bpf_prog_is_dev_bound(prog->aux) &&
19037                     !bpf_prog_dev_bound_match(prog, tgt_prog)) {
19038                         bpf_log(log, "Target program bound device mismatch");
19039                         return -EINVAL;
19040                 }
19041
19042                 for (i = 0; i < aux->func_info_cnt; i++)
19043                         if (aux->func_info[i].type_id == btf_id) {
19044                                 subprog = i;
19045                                 break;
19046                         }
19047                 if (subprog == -1) {
19048                         bpf_log(log, "Subprog %s doesn't exist\n", tname);
19049                         return -EINVAL;
19050                 }
19051                 conservative = aux->func_info_aux[subprog].unreliable;
19052                 if (prog_extension) {
19053                         if (conservative) {
19054                                 bpf_log(log,
19055                                         "Cannot replace static functions\n");
19056                                 return -EINVAL;
19057                         }
19058                         if (!prog->jit_requested) {
19059                                 bpf_log(log,
19060                                         "Extension programs should be JITed\n");
19061                                 return -EINVAL;
19062                         }
19063                 }
19064                 if (!tgt_prog->jited) {
19065                         bpf_log(log, "Can attach to only JITed progs\n");
19066                         return -EINVAL;
19067                 }
19068                 if (tgt_prog->type == prog->type) {
19069                         /* Cannot fentry/fexit another fentry/fexit program.
19070                          * Cannot attach program extension to another extension.
19071                          * It's ok to attach fentry/fexit to extension program.
19072                          */
19073                         bpf_log(log, "Cannot recursively attach\n");
19074                         return -EINVAL;
19075                 }
19076                 if (tgt_prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
19077                     prog_extension &&
19078                     (tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FENTRY ||
19079                      tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FEXIT)) {
19080                         /* Program extensions can extend all program types
19081                          * except fentry/fexit. The reason is the following.
19082                          * The fentry/fexit programs are used for performance
19083                          * analysis, stats and can be attached to any program
19084                          * type except themselves. When extension program is
19085                          * replacing XDP function it is necessary to allow
19086                          * performance analysis of all functions. Both original
19087                          * XDP program and its program extension. Hence
19088                          * attaching fentry/fexit to BPF_PROG_TYPE_EXT is
19089                          * allowed. If extending of fentry/fexit was allowed it
19090                          * would be possible to create long call chain
19091                          * fentry->extension->fentry->extension beyond
19092                          * reasonable stack size. Hence extending fentry is not
19093                          * allowed.
19094                          */
19095                         bpf_log(log, "Cannot extend fentry/fexit\n");
19096                         return -EINVAL;
19097                 }
19098         } else {
19099                 if (prog_extension) {
19100                         bpf_log(log, "Cannot replace kernel functions\n");
19101                         return -EINVAL;
19102                 }
19103         }
19104
19105         switch (prog->expected_attach_type) {
19106         case BPF_TRACE_RAW_TP:
19107                 if (tgt_prog) {
19108                         bpf_log(log,
19109                                 "Only FENTRY/FEXIT progs are attachable to another BPF prog\n");
19110                         return -EINVAL;
19111                 }
19112                 if (!btf_type_is_typedef(t)) {
19113                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a typedef\n",
19114                                 btf_id);
19115                         return -EINVAL;
19116                 }
19117                 if (strncmp(prefix, tname, sizeof(prefix) - 1)) {
19118                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u points to wrong type name %s\n",
19119                                 btf_id, tname);
19120                         return -EINVAL;
19121                 }
19122                 tname += sizeof(prefix) - 1;
19123                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
19124                 if (!btf_type_is_ptr(t))
19125                         /* should never happen in valid vmlinux build */
19126                         return -EINVAL;
19127                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
19128                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
19129                         /* should never happen in valid vmlinux build */
19130                         return -EINVAL;
19131
19132                 break;
19133         case BPF_TRACE_ITER:
19134                 if (!btf_type_is_func(t)) {
19135                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
19136                                 btf_id);
19137                         return -EINVAL;
19138                 }
19139                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
19140                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
19141                         return -EINVAL;
19142                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
19143                 if (ret)
19144                         return ret;
19145                 break;
19146         default:
19147                 if (!prog_extension)
19148                         return -EINVAL;
19149                 fallthrough;
19150         case BPF_MODIFY_RETURN:
19151         case BPF_LSM_MAC:
19152         case BPF_LSM_CGROUP:
19153         case BPF_TRACE_FENTRY:
19154         case BPF_TRACE_FEXIT:
19155                 if (!btf_type_is_func(t)) {
19156                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
19157                                 btf_id);
19158                         return -EINVAL;
19159                 }
19160                 if (prog_extension &&
19161                     btf_check_type_match(log, prog, btf, t))
19162                         return -EINVAL;
19163                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
19164                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
19165                         return -EINVAL;
19166
19167                 if ((prog->aux->saved_dst_prog_type || prog->aux->saved_dst_attach_type) &&
19168                     (!tgt_prog || prog->aux->saved_dst_prog_type != tgt_prog->type ||
19169                      prog->aux->saved_dst_attach_type != tgt_prog->expected_attach_type))
19170                         return -EINVAL;
19171
19172                 if (tgt_prog && conservative)
19173                         t = NULL;
19174
19175                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
19176                 if (ret < 0)
19177                         return ret;
19178
19179                 if (tgt_prog) {
19180                         if (subprog == 0)
19181                                 addr = (long) tgt_prog->bpf_func;
19182                         else
19183                                 addr = (long) tgt_prog->aux->func[subprog]->bpf_func;
19184                 } else {
19185                         if (btf_is_module(btf)) {
19186                                 mod = btf_try_get_module(btf);
19187                                 if (mod)
19188                                         addr = find_kallsyms_symbol_value(mod, tname);
19189                                 else
19190                                         addr = 0;
19191                         } else {
19192                                 addr = kallsyms_lookup_name(tname);
19193                         }
19194                         if (!addr) {
19195                                 module_put(mod);
19196                                 bpf_log(log,
19197                                         "The address of function %s cannot be found\n",
19198                                         tname);
19199                                 return -ENOENT;
19200                         }
19201                 }
19202
19203                 if (prog->aux->sleepable) {
19204                         ret = -EINVAL;
19205                         switch (prog->type) {
19206                         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
19207
19208                                 /* fentry/fexit/fmod_ret progs can be sleepable if they are
19209                                  * attached to ALLOW_ERROR_INJECTION and are not in denylist.
19210                                  */
19211                                 if (!check_non_sleepable_error_inject(btf_id) &&
19212                                     within_error_injection_list(addr))
19213                                         ret = 0;
19214                                 /* fentry/fexit/fmod_ret progs can also be sleepable if they are
19215                                  * in the fmodret id set with the KF_SLEEPABLE flag.
19216                                  */
19217                                 else {
19218                                         u32 *flags = btf_kfunc_is_modify_return(btf, btf_id,
19219                                                                                 prog);
19220
19221                                         if (flags && (*flags & KF_SLEEPABLE))
19222                                                 ret = 0;
19223                                 }
19224                                 break;
19225                         case BPF_PROG_TYPE_LSM:
19226                                 /* LSM progs check that they are attached to bpf_lsm_*() funcs.
19227                                  * Only some of them are sleepable.
19228                                  */
19229                                 if (bpf_lsm_is_sleepable_hook(btf_id))
19230                                         ret = 0;
19231                                 break;
19232                         default:
19233                                 break;
19234                         }
19235                         if (ret) {
19236                                 module_put(mod);
19237                                 bpf_log(log, "%s is not sleepable\n", tname);
19238                                 return ret;
19239                         }
19240                 } else if (prog->expected_attach_type == BPF_MODIFY_RETURN) {
19241                         if (tgt_prog) {
19242                                 module_put(mod);
19243                                 bpf_log(log, "can't modify return codes of BPF programs\n");
19244                                 return -EINVAL;
19245                         }
19246                         ret = -EINVAL;
19247                         if (btf_kfunc_is_modify_return(btf, btf_id, prog) ||
19248                             !check_attach_modify_return(addr, tname))
19249                                 ret = 0;
19250                         if (ret) {
19251                                 module_put(mod);
19252                                 bpf_log(log, "%s() is not modifiable\n", tname);
19253                                 return ret;
19254                         }
19255                 }
19256
19257                 break;
19258         }
19259         tgt_info->tgt_addr = addr;
19260         tgt_info->tgt_name = tname;
19261         tgt_info->tgt_type = t;
19262         tgt_info->tgt_mod = mod;
19263         return 0;
19264 }
19265
19266 BTF_SET_START(btf_id_deny)
19267 BTF_ID_UNUSED
19268 #ifdef CONFIG_SMP
19269 BTF_ID(func, migrate_disable)
19270 BTF_ID(func, migrate_enable)
19271 #endif
19272 #if !defined CONFIG_PREEMPT_RCU && !defined CONFIG_TINY_RCU
19273 BTF_ID(func, rcu_read_unlock_strict)
19274 #endif
19275 #if defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || defined(CONFIG_TRACE_PREEMPT_TOGGLE)
19276 BTF_ID(func, preempt_count_add)
19277 BTF_ID(func, preempt_count_sub)
19278 #endif
19279 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU
19280 BTF_ID(func, __rcu_read_lock)
19281 BTF_ID(func, __rcu_read_unlock)
19282 #endif
19283 BTF_SET_END(btf_id_deny)
19284
19285 static bool can_be_sleepable(struct bpf_prog *prog)
19286 {
19287         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING) {
19288                 switch (prog->expected_attach_type) {
19289                 case BPF_TRACE_FENTRY:
19290                 case BPF_TRACE_FEXIT:
19291                 case BPF_MODIFY_RETURN:
19292                 case BPF_TRACE_ITER:
19293                         return true;
19294                 default:
19295                         return false;
19296                 }
19297         }
19298         return prog->type == BPF_PROG_TYPE_LSM ||
19299                prog->type == BPF_PROG_TYPE_KPROBE /* only for uprobes */ ||
19300                prog->type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS;
19301 }
19302
19303 static int check_attach_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
19304 {
19305         struct bpf_prog *prog = env->prog;
19306         struct bpf_prog *tgt_prog = prog->aux->dst_prog;
19307         struct bpf_attach_target_info tgt_info = {};
19308         u32 btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
19309         struct bpf_trampoline *tr;
19310         int ret;
19311         u64 key;
19312
19313         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_SYSCALL) {
19314                 if (prog->aux->sleepable)
19315                         /* attach_btf_id checked to be zero already */
19316                         return 0;
19317                 verbose(env, "Syscall programs can only be sleepable\n");
19318                 return -EINVAL;
19319         }
19320
19321         if (prog->aux->sleepable && !can_be_sleepable(prog)) {
19322                 verbose(env, "Only fentry/fexit/fmod_ret, lsm, iter, uprobe, and struct_ops programs can be sleepable\n");
19323                 return -EINVAL;
19324         }
19325
19326         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS)
19327                 return check_struct_ops_btf_id(env);
19328
19329         if (prog->type != BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
19330             prog->type != BPF_PROG_TYPE_LSM &&
19331             prog->type != BPF_PROG_TYPE_EXT)
19332                 return 0;
19333
19334         ret = bpf_check_attach_target(&env->log, prog, tgt_prog, btf_id, &tgt_info);
19335         if (ret)
19336                 return ret;
19337
19338         if (tgt_prog && prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
19339                 /* to make freplace equivalent to their targets, they need to
19340                  * inherit env->ops and expected_attach_type for the rest of the
19341                  * verification
19342                  */
19343                 env->ops = bpf_verifier_ops[tgt_prog->type];
19344                 prog->expected_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
19345         }
19346
19347         /* store info about the attachment target that will be used later */
19348         prog->aux->attach_func_proto = tgt_info.tgt_type;
19349         prog->aux->attach_func_name = tgt_info.tgt_name;
19350         prog->aux->mod = tgt_info.tgt_mod;
19351
19352         if (tgt_prog) {
19353                 prog->aux->saved_dst_prog_type = tgt_prog->type;
19354                 prog->aux->saved_dst_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
19355         }
19356
19357         if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_RAW_TP) {
19358                 prog->aux->attach_btf_trace = true;
19359                 return 0;
19360         } else if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_ITER) {
19361                 if (!bpf_iter_prog_supported(prog))
19362                         return -EINVAL;
19363                 return 0;
19364         }
19365
19366         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_LSM) {
19367                 ret = bpf_lsm_verify_prog(&env->log, prog);
19368                 if (ret < 0)
19369                         return ret;
19370         } else if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
19371                    btf_id_set_contains(&btf_id_deny, btf_id)) {
19372                 return -EINVAL;
19373         }
19374
19375         key = bpf_trampoline_compute_key(tgt_prog, prog->aux->attach_btf, btf_id);
19376         tr = bpf_trampoline_get(key, &tgt_info);
19377         if (!tr)
19378                 return -ENOMEM;
19379
19380         prog->aux->dst_trampoline = tr;
19381         return 0;
19382 }
19383
19384 struct btf *bpf_get_btf_vmlinux(void)
19385 {
19386         if (!btf_vmlinux && IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_INFO_BTF)) {
19387                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
19388                 if (!btf_vmlinux)
19389                         btf_vmlinux = btf_parse_vmlinux();
19390                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
19391         }
19392         return btf_vmlinux;
19393 }
19394
19395 int bpf_check(struct bpf_prog **prog, union bpf_attr *attr, bpfptr_t uattr, __u32 uattr_size)
19396 {
19397         u64 start_time = ktime_get_ns();
19398         struct bpf_verifier_env *env;
19399         int i, len, ret = -EINVAL, err;
19400         u32 log_true_size;
19401         bool is_priv;
19402
19403         /* no program is valid */
19404         if (ARRAY_SIZE(bpf_verifier_ops) == 0)
19405                 return -EINVAL;
19406
19407         /* 'struct bpf_verifier_env' can be global, but since it's not small,
19408          * allocate/free it every time bpf_check() is called
19409          */
19410         env = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_env), GFP_KERNEL);
19411         if (!env)
19412                 return -ENOMEM;
19413
19414         env->bt.env = env;
19415
19416         len = (*prog)->len;
19417         env->insn_aux_data =
19418                 vzalloc(array_size(sizeof(struct bpf_insn_aux_data), len));
19419         ret = -ENOMEM;
19420         if (!env->insn_aux_data)
19421                 goto err_free_env;
19422         for (i = 0; i < len; i++)
19423                 env->insn_aux_data[i].orig_idx = i;
19424         env->prog = *prog;
19425         env->ops = bpf_verifier_ops[env->prog->type];
19426         env->fd_array = make_bpfptr(attr->fd_array, uattr.is_kernel);
19427         is_priv = bpf_capable();
19428
19429         bpf_get_btf_vmlinux();
19430
19431         /* grab the mutex to protect few globals used by verifier */
19432         if (!is_priv)
19433                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
19434
19435         /* user could have requested verbose verifier output
19436          * and supplied buffer to store the verification trace
19437          */
19438         ret = bpf_vlog_init(&env->log, attr->log_level,
19439                             (char __user *) (unsigned long) attr->log_buf,
19440                             attr->log_size);
19441         if (ret)
19442                 goto err_unlock;
19443
19444         mark_verifier_state_clean(env);
19445
19446         if (IS_ERR(btf_vmlinux)) {
19447                 /* Either gcc or pahole or kernel are broken. */
19448                 verbose(env, "in-kernel BTF is malformed\n");
19449                 ret = PTR_ERR(btf_vmlinux);
19450                 goto skip_full_check;
19451         }
19452
19453         env->strict_alignment = !!(attr->prog_flags & BPF_F_STRICT_ALIGNMENT);
19454         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS))
19455                 env->strict_alignment = true;
19456         if (attr->prog_flags & BPF_F_ANY_ALIGNMENT)
19457                 env->strict_alignment = false;
19458
19459         env->allow_ptr_leaks = bpf_allow_ptr_leaks();
19460         env->allow_uninit_stack = bpf_allow_uninit_stack();
19461         env->bypass_spec_v1 = bpf_bypass_spec_v1();
19462         env->bypass_spec_v4 = bpf_bypass_spec_v4();
19463         env->bpf_capable = bpf_capable();
19464
19465         if (is_priv)
19466                 env->test_state_freq = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_STATE_FREQ;
19467
19468         env->explored_states = kvcalloc(state_htab_size(env),
19469                                        sizeof(struct bpf_verifier_state_list *),
19470                                        GFP_USER);
19471         ret = -ENOMEM;
19472         if (!env->explored_states)
19473                 goto skip_full_check;
19474
19475         ret = add_subprog_and_kfunc(env);
19476         if (ret < 0)
19477                 goto skip_full_check;
19478
19479         ret = check_subprogs(env);
19480         if (ret < 0)
19481                 goto skip_full_check;
19482
19483         ret = check_btf_info(env, attr, uattr);
19484         if (ret < 0)
19485                 goto skip_full_check;
19486
19487         ret = check_attach_btf_id(env);
19488         if (ret)
19489                 goto skip_full_check;
19490
19491         ret = resolve_pseudo_ldimm64(env);
19492         if (ret < 0)
19493                 goto skip_full_check;
19494
19495         if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
19496                 ret = bpf_prog_offload_verifier_prep(env->prog);
19497                 if (ret)
19498                         goto skip_full_check;
19499         }
19500
19501         ret = check_cfg(env);
19502         if (ret < 0)
19503                 goto skip_full_check;
19504
19505         ret = do_check_subprogs(env);
19506         ret = ret ?: do_check_main(env);
19507
19508         if (ret == 0 && bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
19509                 ret = bpf_prog_offload_finalize(env);
19510
19511 skip_full_check:
19512         kvfree(env->explored_states);
19513
19514         if (ret == 0)
19515                 ret = check_max_stack_depth(env);
19516
19517         /* instruction rewrites happen after this point */
19518         if (ret == 0)
19519                 ret = optimize_bpf_loop(env);
19520
19521         if (is_priv) {
19522                 if (ret == 0)
19523                         opt_hard_wire_dead_code_branches(env);
19524                 if (ret == 0)
19525                         ret = opt_remove_dead_code(env);
19526                 if (ret == 0)
19527                         ret = opt_remove_nops(env);
19528         } else {
19529                 if (ret == 0)
19530                         sanitize_dead_code(env);
19531         }
19532
19533         if (ret == 0)
19534                 /* program is valid, convert *(u32*)(ctx + off) accesses */
19535                 ret = convert_ctx_accesses(env);
19536
19537         if (ret == 0)
19538                 ret = do_misc_fixups(env);
19539
19540         /* do 32-bit optimization after insn patching has done so those patched
19541          * insns could be handled correctly.
19542          */
19543         if (ret == 0 && !bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
19544                 ret = opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(env, attr);
19545                 env->prog->aux->verifier_zext = bpf_jit_needs_zext() ? !ret
19546                                                                      : false;
19547         }
19548
19549         if (ret == 0)
19550                 ret = fixup_call_args(env);
19551
19552         env->verification_time = ktime_get_ns() - start_time;
19553         print_verification_stats(env);
19554         env->prog->aux->verified_insns = env->insn_processed;
19555
19556         /* preserve original error even if log finalization is successful */
19557         err = bpf_vlog_finalize(&env->log, &log_true_size);
19558         if (err)
19559                 ret = err;
19560
19561         if (uattr_size >= offsetofend(union bpf_attr, log_true_size) &&
19562             copy_to_bpfptr_offset(uattr, offsetof(union bpf_attr, log_true_size),
19563                                   &log_true_size, sizeof(log_true_size))) {
19564                 ret = -EFAULT;
19565                 goto err_release_maps;
19566         }
19567
19568         if (ret)
19569                 goto err_release_maps;
19570
19571         if (env->used_map_cnt) {
19572                 /* if program passed verifier, update used_maps in bpf_prog_info */
19573                 env->prog->aux->used_maps = kmalloc_array(env->used_map_cnt,
19574                                                           sizeof(env->used_maps[0]),
19575                                                           GFP_KERNEL);
19576
19577                 if (!env->prog->aux->used_maps) {
19578                         ret = -ENOMEM;
19579                         goto err_release_maps;
19580                 }
19581
19582                 memcpy(env->prog->aux->used_maps, env->used_maps,
19583                        sizeof(env->used_maps[0]) * env->used_map_cnt);
19584                 env->prog->aux->used_map_cnt = env->used_map_cnt;
19585         }
19586         if (env->used_btf_cnt) {
19587                 /* if program passed verifier, update used_btfs in bpf_prog_aux */
19588                 env->prog->aux->used_btfs = kmalloc_array(env->used_btf_cnt,
19589                                                           sizeof(env->used_btfs[0]),
19590                                                           GFP_KERNEL);
19591                 if (!env->prog->aux->used_btfs) {
19592                         ret = -ENOMEM;
19593                         goto err_release_maps;
19594                 }
19595
19596                 memcpy(env->prog->aux->used_btfs, env->used_btfs,
19597                        sizeof(env->used_btfs[0]) * env->used_btf_cnt);
19598                 env->prog->aux->used_btf_cnt = env->used_btf_cnt;
19599         }
19600         if (env->used_map_cnt || env->used_btf_cnt) {
19601                 /* program is valid. Convert pseudo bpf_ld_imm64 into generic
19602                  * bpf_ld_imm64 instructions
19603                  */
19604                 convert_pseudo_ld_imm64(env);
19605         }
19606
19607         adjust_btf_func(env);
19608
19609 err_release_maps:
19610         if (!env->prog->aux->used_maps)
19611                 /* if we didn't copy map pointers into bpf_prog_info, release
19612                  * them now. Otherwise free_used_maps() will release them.
19613                  */
19614                 release_maps(env);
19615         if (!env->prog->aux->used_btfs)
19616                 release_btfs(env);
19617
19618         /* extension progs temporarily inherit the attach_type of their targets
19619            for verification purposes, so set it back to zero before returning
19620          */
19621         if (env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT)
19622                 env->prog->expected_attach_type = 0;
19623
19624         *prog = env->prog;
19625 err_unlock:
19626         if (!is_priv)
19627                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
19628         vfree(env->insn_aux_data);
19629 err_free_env:
19630         kfree(env);
19631         return ret;
19632 }