Merge tag 'x86-core-2023-07-09' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[linux-2.6-microblaze.git] / kernel / bpf / verifier.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /* Copyright (c) 2011-2014 PLUMgrid, http://plumgrid.com
3  * Copyright (c) 2016 Facebook
4  * Copyright (c) 2018 Covalent IO, Inc. http://covalent.io
5  */
6 #include <uapi/linux/btf.h>
7 #include <linux/bpf-cgroup.h>
8 #include <linux/kernel.h>
9 #include <linux/types.h>
10 #include <linux/slab.h>
11 #include <linux/bpf.h>
12 #include <linux/btf.h>
13 #include <linux/bpf_verifier.h>
14 #include <linux/filter.h>
15 #include <net/netlink.h>
16 #include <linux/file.h>
17 #include <linux/vmalloc.h>
18 #include <linux/stringify.h>
19 #include <linux/bsearch.h>
20 #include <linux/sort.h>
21 #include <linux/perf_event.h>
22 #include <linux/ctype.h>
23 #include <linux/error-injection.h>
24 #include <linux/bpf_lsm.h>
25 #include <linux/btf_ids.h>
26 #include <linux/poison.h>
27 #include <linux/module.h>
28
29 #include "disasm.h"
30
31 static const struct bpf_verifier_ops * const bpf_verifier_ops[] = {
32 #define BPF_PROG_TYPE(_id, _name, prog_ctx_type, kern_ctx_type) \
33         [_id] = & _name ## _verifier_ops,
34 #define BPF_MAP_TYPE(_id, _ops)
35 #define BPF_LINK_TYPE(_id, _name)
36 #include <linux/bpf_types.h>
37 #undef BPF_PROG_TYPE
38 #undef BPF_MAP_TYPE
39 #undef BPF_LINK_TYPE
40 };
41
42 /* bpf_check() is a static code analyzer that walks eBPF program
43  * instruction by instruction and updates register/stack state.
44  * All paths of conditional branches are analyzed until 'bpf_exit' insn.
45  *
46  * The first pass is depth-first-search to check that the program is a DAG.
47  * It rejects the following programs:
48  * - larger than BPF_MAXINSNS insns
49  * - if loop is present (detected via back-edge)
50  * - unreachable insns exist (shouldn't be a forest. program = one function)
51  * - out of bounds or malformed jumps
52  * The second pass is all possible path descent from the 1st insn.
53  * Since it's analyzing all paths through the program, the length of the
54  * analysis is limited to 64k insn, which may be hit even if total number of
55  * insn is less then 4K, but there are too many branches that change stack/regs.
56  * Number of 'branches to be analyzed' is limited to 1k
57  *
58  * On entry to each instruction, each register has a type, and the instruction
59  * changes the types of the registers depending on instruction semantics.
60  * If instruction is BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_5), then type of R5 is
61  * copied to R1.
62  *
63  * All registers are 64-bit.
64  * R0 - return register
65  * R1-R5 argument passing registers
66  * R6-R9 callee saved registers
67  * R10 - frame pointer read-only
68  *
69  * At the start of BPF program the register R1 contains a pointer to bpf_context
70  * and has type PTR_TO_CTX.
71  *
72  * Verifier tracks arithmetic operations on pointers in case:
73  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_10),
74  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_1, -20),
75  * 1st insn copies R10 (which has FRAME_PTR) type into R1
76  * and 2nd arithmetic instruction is pattern matched to recognize
77  * that it wants to construct a pointer to some element within stack.
78  * So after 2nd insn, the register R1 has type PTR_TO_STACK
79  * (and -20 constant is saved for further stack bounds checking).
80  * Meaning that this reg is a pointer to stack plus known immediate constant.
81  *
82  * Most of the time the registers have SCALAR_VALUE type, which
83  * means the register has some value, but it's not a valid pointer.
84  * (like pointer plus pointer becomes SCALAR_VALUE type)
85  *
86  * When verifier sees load or store instructions the type of base register
87  * can be: PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_CTX, PTR_TO_STACK, PTR_TO_SOCKET. These are
88  * four pointer types recognized by check_mem_access() function.
89  *
90  * PTR_TO_MAP_VALUE means that this register is pointing to 'map element value'
91  * and the range of [ptr, ptr + map's value_size) is accessible.
92  *
93  * registers used to pass values to function calls are checked against
94  * function argument constraints.
95  *
96  * ARG_PTR_TO_MAP_KEY is one of such argument constraints.
97  * It means that the register type passed to this function must be
98  * PTR_TO_STACK and it will be used inside the function as
99  * 'pointer to map element key'
100  *
101  * For example the argument constraints for bpf_map_lookup_elem():
102  *   .ret_type = RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL,
103  *   .arg1_type = ARG_CONST_MAP_PTR,
104  *   .arg2_type = ARG_PTR_TO_MAP_KEY,
105  *
106  * ret_type says that this function returns 'pointer to map elem value or null'
107  * function expects 1st argument to be a const pointer to 'struct bpf_map' and
108  * 2nd argument should be a pointer to stack, which will be used inside
109  * the helper function as a pointer to map element key.
110  *
111  * On the kernel side the helper function looks like:
112  * u64 bpf_map_lookup_elem(u64 r1, u64 r2, u64 r3, u64 r4, u64 r5)
113  * {
114  *    struct bpf_map *map = (struct bpf_map *) (unsigned long) r1;
115  *    void *key = (void *) (unsigned long) r2;
116  *    void *value;
117  *
118  *    here kernel can access 'key' and 'map' pointers safely, knowing that
119  *    [key, key + map->key_size) bytes are valid and were initialized on
120  *    the stack of eBPF program.
121  * }
122  *
123  * Corresponding eBPF program may look like:
124  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_2, BPF_REG_10),  // after this insn R2 type is FRAME_PTR
125  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_2, -4), // after this insn R2 type is PTR_TO_STACK
126  *    BPF_LD_MAP_FD(BPF_REG_1, map_fd),      // after this insn R1 type is CONST_PTR_TO_MAP
127  *    BPF_RAW_INSN(BPF_JMP | BPF_CALL, 0, 0, 0, BPF_FUNC_map_lookup_elem),
128  * here verifier looks at prototype of map_lookup_elem() and sees:
129  * .arg1_type == ARG_CONST_MAP_PTR and R1->type == CONST_PTR_TO_MAP, which is ok,
130  * Now verifier knows that this map has key of R1->map_ptr->key_size bytes
131  *
132  * Then .arg2_type == ARG_PTR_TO_MAP_KEY and R2->type == PTR_TO_STACK, ok so far,
133  * Now verifier checks that [R2, R2 + map's key_size) are within stack limits
134  * and were initialized prior to this call.
135  * If it's ok, then verifier allows this BPF_CALL insn and looks at
136  * .ret_type which is RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL, so it sets
137  * R0->type = PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL which means bpf_map_lookup_elem() function
138  * returns either pointer to map value or NULL.
139  *
140  * When type PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL passes through 'if (reg != 0) goto +off'
141  * insn, the register holding that pointer in the true branch changes state to
142  * PTR_TO_MAP_VALUE and the same register changes state to CONST_IMM in the false
143  * branch. See check_cond_jmp_op().
144  *
145  * After the call R0 is set to return type of the function and registers R1-R5
146  * are set to NOT_INIT to indicate that they are no longer readable.
147  *
148  * The following reference types represent a potential reference to a kernel
149  * resource which, after first being allocated, must be checked and freed by
150  * the BPF program:
151  * - PTR_TO_SOCKET_OR_NULL, PTR_TO_SOCKET
152  *
153  * When the verifier sees a helper call return a reference type, it allocates a
154  * pointer id for the reference and stores it in the current function state.
155  * Similar to the way that PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL is converted into
156  * PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_SOCKET_OR_NULL becomes PTR_TO_SOCKET when the type
157  * passes through a NULL-check conditional. For the branch wherein the state is
158  * changed to CONST_IMM, the verifier releases the reference.
159  *
160  * For each helper function that allocates a reference, such as
161  * bpf_sk_lookup_tcp(), there is a corresponding release function, such as
162  * bpf_sk_release(). When a reference type passes into the release function,
163  * the verifier also releases the reference. If any unchecked or unreleased
164  * reference remains at the end of the program, the verifier rejects it.
165  */
166
167 /* verifier_state + insn_idx are pushed to stack when branch is encountered */
168 struct bpf_verifier_stack_elem {
169         /* verifer state is 'st'
170          * before processing instruction 'insn_idx'
171          * and after processing instruction 'prev_insn_idx'
172          */
173         struct bpf_verifier_state st;
174         int insn_idx;
175         int prev_insn_idx;
176         struct bpf_verifier_stack_elem *next;
177         /* length of verifier log at the time this state was pushed on stack */
178         u32 log_pos;
179 };
180
181 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ    8192
182 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES     64
183
184 #define BPF_MAP_KEY_POISON      (1ULL << 63)
185 #define BPF_MAP_KEY_SEEN        (1ULL << 62)
186
187 #define BPF_MAP_PTR_UNPRIV      1UL
188 #define BPF_MAP_PTR_POISON      ((void *)((0xeB9FUL << 1) +     \
189                                           POISON_POINTER_DELTA))
190 #define BPF_MAP_PTR(X)          ((struct bpf_map *)((X) & ~BPF_MAP_PTR_UNPRIV))
191
192 static int acquire_reference_state(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx);
193 static int release_reference(struct bpf_verifier_env *env, int ref_obj_id);
194 static void invalidate_non_owning_refs(struct bpf_verifier_env *env);
195 static bool in_rbtree_lock_required_cb(struct bpf_verifier_env *env);
196 static int ref_set_non_owning(struct bpf_verifier_env *env,
197                               struct bpf_reg_state *reg);
198 static void specialize_kfunc(struct bpf_verifier_env *env,
199                              u32 func_id, u16 offset, unsigned long *addr);
200 static bool is_trusted_reg(const struct bpf_reg_state *reg);
201
202 static bool bpf_map_ptr_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
203 {
204         return BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) == BPF_MAP_PTR_POISON;
205 }
206
207 static bool bpf_map_ptr_unpriv(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
208 {
209         return aux->map_ptr_state & BPF_MAP_PTR_UNPRIV;
210 }
211
212 static void bpf_map_ptr_store(struct bpf_insn_aux_data *aux,
213                               const struct bpf_map *map, bool unpriv)
214 {
215         BUILD_BUG_ON((unsigned long)BPF_MAP_PTR_POISON & BPF_MAP_PTR_UNPRIV);
216         unpriv |= bpf_map_ptr_unpriv(aux);
217         aux->map_ptr_state = (unsigned long)map |
218                              (unpriv ? BPF_MAP_PTR_UNPRIV : 0UL);
219 }
220
221 static bool bpf_map_key_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
222 {
223         return aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_POISON;
224 }
225
226 static bool bpf_map_key_unseen(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
227 {
228         return !(aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_SEEN);
229 }
230
231 static u64 bpf_map_key_immediate(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
232 {
233         return aux->map_key_state & ~(BPF_MAP_KEY_SEEN | BPF_MAP_KEY_POISON);
234 }
235
236 static void bpf_map_key_store(struct bpf_insn_aux_data *aux, u64 state)
237 {
238         bool poisoned = bpf_map_key_poisoned(aux);
239
240         aux->map_key_state = state | BPF_MAP_KEY_SEEN |
241                              (poisoned ? BPF_MAP_KEY_POISON : 0ULL);
242 }
243
244 static bool bpf_helper_call(const struct bpf_insn *insn)
245 {
246         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
247                insn->src_reg == 0;
248 }
249
250 static bool bpf_pseudo_call(const struct bpf_insn *insn)
251 {
252         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
253                insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL;
254 }
255
256 static bool bpf_pseudo_kfunc_call(const struct bpf_insn *insn)
257 {
258         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
259                insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL;
260 }
261
262 struct bpf_call_arg_meta {
263         struct bpf_map *map_ptr;
264         bool raw_mode;
265         bool pkt_access;
266         u8 release_regno;
267         int regno;
268         int access_size;
269         int mem_size;
270         u64 msize_max_value;
271         int ref_obj_id;
272         int dynptr_id;
273         int map_uid;
274         int func_id;
275         struct btf *btf;
276         u32 btf_id;
277         struct btf *ret_btf;
278         u32 ret_btf_id;
279         u32 subprogno;
280         struct btf_field *kptr_field;
281 };
282
283 struct bpf_kfunc_call_arg_meta {
284         /* In parameters */
285         struct btf *btf;
286         u32 func_id;
287         u32 kfunc_flags;
288         const struct btf_type *func_proto;
289         const char *func_name;
290         /* Out parameters */
291         u32 ref_obj_id;
292         u8 release_regno;
293         bool r0_rdonly;
294         u32 ret_btf_id;
295         u64 r0_size;
296         u32 subprogno;
297         struct {
298                 u64 value;
299                 bool found;
300         } arg_constant;
301
302         /* arg_{btf,btf_id,owning_ref} are used by kfunc-specific handling,
303          * generally to pass info about user-defined local kptr types to later
304          * verification logic
305          *   bpf_obj_drop
306          *     Record the local kptr type to be drop'd
307          *   bpf_refcount_acquire (via KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR arg type)
308          *     Record the local kptr type to be refcount_incr'd and use
309          *     arg_owning_ref to determine whether refcount_acquire should be
310          *     fallible
311          */
312         struct btf *arg_btf;
313         u32 arg_btf_id;
314         bool arg_owning_ref;
315
316         struct {
317                 struct btf_field *field;
318         } arg_list_head;
319         struct {
320                 struct btf_field *field;
321         } arg_rbtree_root;
322         struct {
323                 enum bpf_dynptr_type type;
324                 u32 id;
325                 u32 ref_obj_id;
326         } initialized_dynptr;
327         struct {
328                 u8 spi;
329                 u8 frameno;
330         } iter;
331         u64 mem_size;
332 };
333
334 struct btf *btf_vmlinux;
335
336 static DEFINE_MUTEX(bpf_verifier_lock);
337
338 static const struct bpf_line_info *
339 find_linfo(const struct bpf_verifier_env *env, u32 insn_off)
340 {
341         const struct bpf_line_info *linfo;
342         const struct bpf_prog *prog;
343         u32 i, nr_linfo;
344
345         prog = env->prog;
346         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
347
348         if (!nr_linfo || insn_off >= prog->len)
349                 return NULL;
350
351         linfo = prog->aux->linfo;
352         for (i = 1; i < nr_linfo; i++)
353                 if (insn_off < linfo[i].insn_off)
354                         break;
355
356         return &linfo[i - 1];
357 }
358
359 __printf(2, 3) static void verbose(void *private_data, const char *fmt, ...)
360 {
361         struct bpf_verifier_env *env = private_data;
362         va_list args;
363
364         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
365                 return;
366
367         va_start(args, fmt);
368         bpf_verifier_vlog(&env->log, fmt, args);
369         va_end(args);
370 }
371
372 static const char *ltrim(const char *s)
373 {
374         while (isspace(*s))
375                 s++;
376
377         return s;
378 }
379
380 __printf(3, 4) static void verbose_linfo(struct bpf_verifier_env *env,
381                                          u32 insn_off,
382                                          const char *prefix_fmt, ...)
383 {
384         const struct bpf_line_info *linfo;
385
386         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
387                 return;
388
389         linfo = find_linfo(env, insn_off);
390         if (!linfo || linfo == env->prev_linfo)
391                 return;
392
393         if (prefix_fmt) {
394                 va_list args;
395
396                 va_start(args, prefix_fmt);
397                 bpf_verifier_vlog(&env->log, prefix_fmt, args);
398                 va_end(args);
399         }
400
401         verbose(env, "%s\n",
402                 ltrim(btf_name_by_offset(env->prog->aux->btf,
403                                          linfo->line_off)));
404
405         env->prev_linfo = linfo;
406 }
407
408 static void verbose_invalid_scalar(struct bpf_verifier_env *env,
409                                    struct bpf_reg_state *reg,
410                                    struct tnum *range, const char *ctx,
411                                    const char *reg_name)
412 {
413         char tn_buf[48];
414
415         verbose(env, "At %s the register %s ", ctx, reg_name);
416         if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
417                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
418                 verbose(env, "has value %s", tn_buf);
419         } else {
420                 verbose(env, "has unknown scalar value");
421         }
422         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), *range);
423         verbose(env, " should have been in %s\n", tn_buf);
424 }
425
426 static bool type_is_pkt_pointer(enum bpf_reg_type type)
427 {
428         type = base_type(type);
429         return type == PTR_TO_PACKET ||
430                type == PTR_TO_PACKET_META;
431 }
432
433 static bool type_is_sk_pointer(enum bpf_reg_type type)
434 {
435         return type == PTR_TO_SOCKET ||
436                 type == PTR_TO_SOCK_COMMON ||
437                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
438                 type == PTR_TO_XDP_SOCK;
439 }
440
441 static bool type_may_be_null(u32 type)
442 {
443         return type & PTR_MAYBE_NULL;
444 }
445
446 static bool reg_not_null(const struct bpf_reg_state *reg)
447 {
448         enum bpf_reg_type type;
449
450         type = reg->type;
451         if (type_may_be_null(type))
452                 return false;
453
454         type = base_type(type);
455         return type == PTR_TO_SOCKET ||
456                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
457                 type == PTR_TO_MAP_VALUE ||
458                 type == PTR_TO_MAP_KEY ||
459                 type == PTR_TO_SOCK_COMMON ||
460                 (type == PTR_TO_BTF_ID && is_trusted_reg(reg)) ||
461                 type == PTR_TO_MEM;
462 }
463
464 static bool type_is_ptr_alloc_obj(u32 type)
465 {
466         return base_type(type) == PTR_TO_BTF_ID && type_flag(type) & MEM_ALLOC;
467 }
468
469 static bool type_is_non_owning_ref(u32 type)
470 {
471         return type_is_ptr_alloc_obj(type) && type_flag(type) & NON_OWN_REF;
472 }
473
474 static struct btf_record *reg_btf_record(const struct bpf_reg_state *reg)
475 {
476         struct btf_record *rec = NULL;
477         struct btf_struct_meta *meta;
478
479         if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
480                 rec = reg->map_ptr->record;
481         } else if (type_is_ptr_alloc_obj(reg->type)) {
482                 meta = btf_find_struct_meta(reg->btf, reg->btf_id);
483                 if (meta)
484                         rec = meta->record;
485         }
486         return rec;
487 }
488
489 static bool subprog_is_global(const struct bpf_verifier_env *env, int subprog)
490 {
491         struct bpf_func_info_aux *aux = env->prog->aux->func_info_aux;
492
493         return aux && aux[subprog].linkage == BTF_FUNC_GLOBAL;
494 }
495
496 static bool reg_may_point_to_spin_lock(const struct bpf_reg_state *reg)
497 {
498         return btf_record_has_field(reg_btf_record(reg), BPF_SPIN_LOCK);
499 }
500
501 static bool type_is_rdonly_mem(u32 type)
502 {
503         return type & MEM_RDONLY;
504 }
505
506 static bool is_acquire_function(enum bpf_func_id func_id,
507                                 const struct bpf_map *map)
508 {
509         enum bpf_map_type map_type = map ? map->map_type : BPF_MAP_TYPE_UNSPEC;
510
511         if (func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_tcp ||
512             func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_udp ||
513             func_id == BPF_FUNC_skc_lookup_tcp ||
514             func_id == BPF_FUNC_ringbuf_reserve ||
515             func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg)
516                 return true;
517
518         if (func_id == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
519             (map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
520              map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH))
521                 return true;
522
523         return false;
524 }
525
526 static bool is_ptr_cast_function(enum bpf_func_id func_id)
527 {
528         return func_id == BPF_FUNC_tcp_sock ||
529                 func_id == BPF_FUNC_sk_fullsock ||
530                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_sock ||
531                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp6_sock ||
532                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_udp6_sock ||
533                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_mptcp_sock ||
534                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_timewait_sock ||
535                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_request_sock;
536 }
537
538 static bool is_dynptr_ref_function(enum bpf_func_id func_id)
539 {
540         return func_id == BPF_FUNC_dynptr_data;
541 }
542
543 static bool is_callback_calling_kfunc(u32 btf_id);
544
545 static bool is_callback_calling_function(enum bpf_func_id func_id)
546 {
547         return func_id == BPF_FUNC_for_each_map_elem ||
548                func_id == BPF_FUNC_timer_set_callback ||
549                func_id == BPF_FUNC_find_vma ||
550                func_id == BPF_FUNC_loop ||
551                func_id == BPF_FUNC_user_ringbuf_drain;
552 }
553
554 static bool is_async_callback_calling_function(enum bpf_func_id func_id)
555 {
556         return func_id == BPF_FUNC_timer_set_callback;
557 }
558
559 static bool is_storage_get_function(enum bpf_func_id func_id)
560 {
561         return func_id == BPF_FUNC_sk_storage_get ||
562                func_id == BPF_FUNC_inode_storage_get ||
563                func_id == BPF_FUNC_task_storage_get ||
564                func_id == BPF_FUNC_cgrp_storage_get;
565 }
566
567 static bool helper_multiple_ref_obj_use(enum bpf_func_id func_id,
568                                         const struct bpf_map *map)
569 {
570         int ref_obj_uses = 0;
571
572         if (is_ptr_cast_function(func_id))
573                 ref_obj_uses++;
574         if (is_acquire_function(func_id, map))
575                 ref_obj_uses++;
576         if (is_dynptr_ref_function(func_id))
577                 ref_obj_uses++;
578
579         return ref_obj_uses > 1;
580 }
581
582 static bool is_cmpxchg_insn(const struct bpf_insn *insn)
583 {
584         return BPF_CLASS(insn->code) == BPF_STX &&
585                BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC &&
586                insn->imm == BPF_CMPXCHG;
587 }
588
589 /* string representation of 'enum bpf_reg_type'
590  *
591  * Note that reg_type_str() can not appear more than once in a single verbose()
592  * statement.
593  */
594 static const char *reg_type_str(struct bpf_verifier_env *env,
595                                 enum bpf_reg_type type)
596 {
597         char postfix[16] = {0}, prefix[64] = {0};
598         static const char * const str[] = {
599                 [NOT_INIT]              = "?",
600                 [SCALAR_VALUE]          = "scalar",
601                 [PTR_TO_CTX]            = "ctx",
602                 [CONST_PTR_TO_MAP]      = "map_ptr",
603                 [PTR_TO_MAP_VALUE]      = "map_value",
604                 [PTR_TO_STACK]          = "fp",
605                 [PTR_TO_PACKET]         = "pkt",
606                 [PTR_TO_PACKET_META]    = "pkt_meta",
607                 [PTR_TO_PACKET_END]     = "pkt_end",
608                 [PTR_TO_FLOW_KEYS]      = "flow_keys",
609                 [PTR_TO_SOCKET]         = "sock",
610                 [PTR_TO_SOCK_COMMON]    = "sock_common",
611                 [PTR_TO_TCP_SOCK]       = "tcp_sock",
612                 [PTR_TO_TP_BUFFER]      = "tp_buffer",
613                 [PTR_TO_XDP_SOCK]       = "xdp_sock",
614                 [PTR_TO_BTF_ID]         = "ptr_",
615                 [PTR_TO_MEM]            = "mem",
616                 [PTR_TO_BUF]            = "buf",
617                 [PTR_TO_FUNC]           = "func",
618                 [PTR_TO_MAP_KEY]        = "map_key",
619                 [CONST_PTR_TO_DYNPTR]   = "dynptr_ptr",
620         };
621
622         if (type & PTR_MAYBE_NULL) {
623                 if (base_type(type) == PTR_TO_BTF_ID)
624                         strncpy(postfix, "or_null_", 16);
625                 else
626                         strncpy(postfix, "_or_null", 16);
627         }
628
629         snprintf(prefix, sizeof(prefix), "%s%s%s%s%s%s%s",
630                  type & MEM_RDONLY ? "rdonly_" : "",
631                  type & MEM_RINGBUF ? "ringbuf_" : "",
632                  type & MEM_USER ? "user_" : "",
633                  type & MEM_PERCPU ? "percpu_" : "",
634                  type & MEM_RCU ? "rcu_" : "",
635                  type & PTR_UNTRUSTED ? "untrusted_" : "",
636                  type & PTR_TRUSTED ? "trusted_" : ""
637         );
638
639         snprintf(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN, "%s%s%s",
640                  prefix, str[base_type(type)], postfix);
641         return env->tmp_str_buf;
642 }
643
644 static char slot_type_char[] = {
645         [STACK_INVALID] = '?',
646         [STACK_SPILL]   = 'r',
647         [STACK_MISC]    = 'm',
648         [STACK_ZERO]    = '0',
649         [STACK_DYNPTR]  = 'd',
650         [STACK_ITER]    = 'i',
651 };
652
653 static void print_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
654                            enum bpf_reg_liveness live)
655 {
656         if (live & (REG_LIVE_READ | REG_LIVE_WRITTEN | REG_LIVE_DONE))
657             verbose(env, "_");
658         if (live & REG_LIVE_READ)
659                 verbose(env, "r");
660         if (live & REG_LIVE_WRITTEN)
661                 verbose(env, "w");
662         if (live & REG_LIVE_DONE)
663                 verbose(env, "D");
664 }
665
666 static int __get_spi(s32 off)
667 {
668         return (-off - 1) / BPF_REG_SIZE;
669 }
670
671 static struct bpf_func_state *func(struct bpf_verifier_env *env,
672                                    const struct bpf_reg_state *reg)
673 {
674         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
675
676         return cur->frame[reg->frameno];
677 }
678
679 static bool is_spi_bounds_valid(struct bpf_func_state *state, int spi, int nr_slots)
680 {
681        int allocated_slots = state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE;
682
683        /* We need to check that slots between [spi - nr_slots + 1, spi] are
684         * within [0, allocated_stack).
685         *
686         * Please note that the spi grows downwards. For example, a dynptr
687         * takes the size of two stack slots; the first slot will be at
688         * spi and the second slot will be at spi - 1.
689         */
690        return spi - nr_slots + 1 >= 0 && spi < allocated_slots;
691 }
692
693 static int stack_slot_obj_get_spi(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
694                                   const char *obj_kind, int nr_slots)
695 {
696         int off, spi;
697
698         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
699                 verbose(env, "%s has to be at a constant offset\n", obj_kind);
700                 return -EINVAL;
701         }
702
703         off = reg->off + reg->var_off.value;
704         if (off % BPF_REG_SIZE) {
705                 verbose(env, "cannot pass in %s at an offset=%d\n", obj_kind, off);
706                 return -EINVAL;
707         }
708
709         spi = __get_spi(off);
710         if (spi + 1 < nr_slots) {
711                 verbose(env, "cannot pass in %s at an offset=%d\n", obj_kind, off);
712                 return -EINVAL;
713         }
714
715         if (!is_spi_bounds_valid(func(env, reg), spi, nr_slots))
716                 return -ERANGE;
717         return spi;
718 }
719
720 static int dynptr_get_spi(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
721 {
722         return stack_slot_obj_get_spi(env, reg, "dynptr", BPF_DYNPTR_NR_SLOTS);
723 }
724
725 static int iter_get_spi(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg, int nr_slots)
726 {
727         return stack_slot_obj_get_spi(env, reg, "iter", nr_slots);
728 }
729
730 static const char *btf_type_name(const struct btf *btf, u32 id)
731 {
732         return btf_name_by_offset(btf, btf_type_by_id(btf, id)->name_off);
733 }
734
735 static const char *dynptr_type_str(enum bpf_dynptr_type type)
736 {
737         switch (type) {
738         case BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL:
739                 return "local";
740         case BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF:
741                 return "ringbuf";
742         case BPF_DYNPTR_TYPE_SKB:
743                 return "skb";
744         case BPF_DYNPTR_TYPE_XDP:
745                 return "xdp";
746         case BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID:
747                 return "<invalid>";
748         default:
749                 WARN_ONCE(1, "unknown dynptr type %d\n", type);
750                 return "<unknown>";
751         }
752 }
753
754 static const char *iter_type_str(const struct btf *btf, u32 btf_id)
755 {
756         if (!btf || btf_id == 0)
757                 return "<invalid>";
758
759         /* we already validated that type is valid and has conforming name */
760         return btf_type_name(btf, btf_id) + sizeof(ITER_PREFIX) - 1;
761 }
762
763 static const char *iter_state_str(enum bpf_iter_state state)
764 {
765         switch (state) {
766         case BPF_ITER_STATE_ACTIVE:
767                 return "active";
768         case BPF_ITER_STATE_DRAINED:
769                 return "drained";
770         case BPF_ITER_STATE_INVALID:
771                 return "<invalid>";
772         default:
773                 WARN_ONCE(1, "unknown iter state %d\n", state);
774                 return "<unknown>";
775         }
776 }
777
778 static void mark_reg_scratched(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno)
779 {
780         env->scratched_regs |= 1U << regno;
781 }
782
783 static void mark_stack_slot_scratched(struct bpf_verifier_env *env, u32 spi)
784 {
785         env->scratched_stack_slots |= 1ULL << spi;
786 }
787
788 static bool reg_scratched(const struct bpf_verifier_env *env, u32 regno)
789 {
790         return (env->scratched_regs >> regno) & 1;
791 }
792
793 static bool stack_slot_scratched(const struct bpf_verifier_env *env, u64 regno)
794 {
795         return (env->scratched_stack_slots >> regno) & 1;
796 }
797
798 static bool verifier_state_scratched(const struct bpf_verifier_env *env)
799 {
800         return env->scratched_regs || env->scratched_stack_slots;
801 }
802
803 static void mark_verifier_state_clean(struct bpf_verifier_env *env)
804 {
805         env->scratched_regs = 0U;
806         env->scratched_stack_slots = 0ULL;
807 }
808
809 /* Used for printing the entire verifier state. */
810 static void mark_verifier_state_scratched(struct bpf_verifier_env *env)
811 {
812         env->scratched_regs = ~0U;
813         env->scratched_stack_slots = ~0ULL;
814 }
815
816 static enum bpf_dynptr_type arg_to_dynptr_type(enum bpf_arg_type arg_type)
817 {
818         switch (arg_type & DYNPTR_TYPE_FLAG_MASK) {
819         case DYNPTR_TYPE_LOCAL:
820                 return BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL;
821         case DYNPTR_TYPE_RINGBUF:
822                 return BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
823         case DYNPTR_TYPE_SKB:
824                 return BPF_DYNPTR_TYPE_SKB;
825         case DYNPTR_TYPE_XDP:
826                 return BPF_DYNPTR_TYPE_XDP;
827         default:
828                 return BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID;
829         }
830 }
831
832 static enum bpf_type_flag get_dynptr_type_flag(enum bpf_dynptr_type type)
833 {
834         switch (type) {
835         case BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL:
836                 return DYNPTR_TYPE_LOCAL;
837         case BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF:
838                 return DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
839         case BPF_DYNPTR_TYPE_SKB:
840                 return DYNPTR_TYPE_SKB;
841         case BPF_DYNPTR_TYPE_XDP:
842                 return DYNPTR_TYPE_XDP;
843         default:
844                 return 0;
845         }
846 }
847
848 static bool dynptr_type_refcounted(enum bpf_dynptr_type type)
849 {
850         return type == BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
851 }
852
853 static void __mark_dynptr_reg(struct bpf_reg_state *reg,
854                               enum bpf_dynptr_type type,
855                               bool first_slot, int dynptr_id);
856
857 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
858                                 struct bpf_reg_state *reg);
859
860 static void mark_dynptr_stack_regs(struct bpf_verifier_env *env,
861                                    struct bpf_reg_state *sreg1,
862                                    struct bpf_reg_state *sreg2,
863                                    enum bpf_dynptr_type type)
864 {
865         int id = ++env->id_gen;
866
867         __mark_dynptr_reg(sreg1, type, true, id);
868         __mark_dynptr_reg(sreg2, type, false, id);
869 }
870
871 static void mark_dynptr_cb_reg(struct bpf_verifier_env *env,
872                                struct bpf_reg_state *reg,
873                                enum bpf_dynptr_type type)
874 {
875         __mark_dynptr_reg(reg, type, true, ++env->id_gen);
876 }
877
878 static int destroy_if_dynptr_stack_slot(struct bpf_verifier_env *env,
879                                         struct bpf_func_state *state, int spi);
880
881 static int mark_stack_slots_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
882                                    enum bpf_arg_type arg_type, int insn_idx, int clone_ref_obj_id)
883 {
884         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
885         enum bpf_dynptr_type type;
886         int spi, i, err;
887
888         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
889         if (spi < 0)
890                 return spi;
891
892         /* We cannot assume both spi and spi - 1 belong to the same dynptr,
893          * hence we need to call destroy_if_dynptr_stack_slot twice for both,
894          * to ensure that for the following example:
895          *      [d1][d1][d2][d2]
896          * spi    3   2   1   0
897          * So marking spi = 2 should lead to destruction of both d1 and d2. In
898          * case they do belong to same dynptr, second call won't see slot_type
899          * as STACK_DYNPTR and will simply skip destruction.
900          */
901         err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi);
902         if (err)
903                 return err;
904         err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi - 1);
905         if (err)
906                 return err;
907
908         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
909                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_DYNPTR;
910                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_DYNPTR;
911         }
912
913         type = arg_to_dynptr_type(arg_type);
914         if (type == BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID)
915                 return -EINVAL;
916
917         mark_dynptr_stack_regs(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
918                                &state->stack[spi - 1].spilled_ptr, type);
919
920         if (dynptr_type_refcounted(type)) {
921                 /* The id is used to track proper releasing */
922                 int id;
923
924                 if (clone_ref_obj_id)
925                         id = clone_ref_obj_id;
926                 else
927                         id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
928
929                 if (id < 0)
930                         return id;
931
932                 state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id = id;
933                 state->stack[spi - 1].spilled_ptr.ref_obj_id = id;
934         }
935
936         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
937         state->stack[spi - 1].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
938
939         return 0;
940 }
941
942 static void invalidate_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *state, int spi)
943 {
944         int i;
945
946         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
947                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_INVALID;
948                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_INVALID;
949         }
950
951         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
952         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi - 1].spilled_ptr);
953
954         /* Why do we need to set REG_LIVE_WRITTEN for STACK_INVALID slot?
955          *
956          * While we don't allow reading STACK_INVALID, it is still possible to
957          * do <8 byte writes marking some but not all slots as STACK_MISC. Then,
958          * helpers or insns can do partial read of that part without failing,
959          * but check_stack_range_initialized, check_stack_read_var_off, and
960          * check_stack_read_fixed_off will do mark_reg_read for all 8-bytes of
961          * the slot conservatively. Hence we need to prevent those liveness
962          * marking walks.
963          *
964          * This was not a problem before because STACK_INVALID is only set by
965          * default (where the default reg state has its reg->parent as NULL), or
966          * in clean_live_states after REG_LIVE_DONE (at which point
967          * mark_reg_read won't walk reg->parent chain), but not randomly during
968          * verifier state exploration (like we did above). Hence, for our case
969          * parentage chain will still be live (i.e. reg->parent may be
970          * non-NULL), while earlier reg->parent was NULL, so we need
971          * REG_LIVE_WRITTEN to screen off read marker propagation when it is
972          * done later on reads or by mark_dynptr_read as well to unnecessary
973          * mark registers in verifier state.
974          */
975         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
976         state->stack[spi - 1].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
977 }
978
979 static int unmark_stack_slots_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
980 {
981         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
982         int spi, ref_obj_id, i;
983
984         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
985         if (spi < 0)
986                 return spi;
987
988         if (!dynptr_type_refcounted(state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type)) {
989                 invalidate_dynptr(env, state, spi);
990                 return 0;
991         }
992
993         ref_obj_id = state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id;
994
995         /* If the dynptr has a ref_obj_id, then we need to invalidate
996          * two things:
997          *
998          * 1) Any dynptrs with a matching ref_obj_id (clones)
999          * 2) Any slices derived from this dynptr.
1000          */
1001
1002         /* Invalidate any slices associated with this dynptr */
1003         WARN_ON_ONCE(release_reference(env, ref_obj_id));
1004
1005         /* Invalidate any dynptr clones */
1006         for (i = 1; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
1007                 if (state->stack[i].spilled_ptr.ref_obj_id != ref_obj_id)
1008                         continue;
1009
1010                 /* it should always be the case that if the ref obj id
1011                  * matches then the stack slot also belongs to a
1012                  * dynptr
1013                  */
1014                 if (state->stack[i].slot_type[0] != STACK_DYNPTR) {
1015                         verbose(env, "verifier internal error: misconfigured ref_obj_id\n");
1016                         return -EFAULT;
1017                 }
1018                 if (state->stack[i].spilled_ptr.dynptr.first_slot)
1019                         invalidate_dynptr(env, state, i);
1020         }
1021
1022         return 0;
1023 }
1024
1025 static void __mark_reg_unknown(const struct bpf_verifier_env *env,
1026                                struct bpf_reg_state *reg);
1027
1028 static void mark_reg_invalid(const struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
1029 {
1030         if (!env->allow_ptr_leaks)
1031                 __mark_reg_not_init(env, reg);
1032         else
1033                 __mark_reg_unknown(env, reg);
1034 }
1035
1036 static int destroy_if_dynptr_stack_slot(struct bpf_verifier_env *env,
1037                                         struct bpf_func_state *state, int spi)
1038 {
1039         struct bpf_func_state *fstate;
1040         struct bpf_reg_state *dreg;
1041         int i, dynptr_id;
1042
1043         /* We always ensure that STACK_DYNPTR is never set partially,
1044          * hence just checking for slot_type[0] is enough. This is
1045          * different for STACK_SPILL, where it may be only set for
1046          * 1 byte, so code has to use is_spilled_reg.
1047          */
1048         if (state->stack[spi].slot_type[0] != STACK_DYNPTR)
1049                 return 0;
1050
1051         /* Reposition spi to first slot */
1052         if (!state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.first_slot)
1053                 spi = spi + 1;
1054
1055         if (dynptr_type_refcounted(state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type)) {
1056                 verbose(env, "cannot overwrite referenced dynptr\n");
1057                 return -EINVAL;
1058         }
1059
1060         mark_stack_slot_scratched(env, spi);
1061         mark_stack_slot_scratched(env, spi - 1);
1062
1063         /* Writing partially to one dynptr stack slot destroys both. */
1064         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
1065                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_INVALID;
1066                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_INVALID;
1067         }
1068
1069         dynptr_id = state->stack[spi].spilled_ptr.id;
1070         /* Invalidate any slices associated with this dynptr */
1071         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, fstate, dreg, ({
1072                 /* Dynptr slices are only PTR_TO_MEM_OR_NULL and PTR_TO_MEM */
1073                 if (dreg->type != (PTR_TO_MEM | PTR_MAYBE_NULL) && dreg->type != PTR_TO_MEM)
1074                         continue;
1075                 if (dreg->dynptr_id == dynptr_id)
1076                         mark_reg_invalid(env, dreg);
1077         }));
1078
1079         /* Do not release reference state, we are destroying dynptr on stack,
1080          * not using some helper to release it. Just reset register.
1081          */
1082         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
1083         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi - 1].spilled_ptr);
1084
1085         /* Same reason as unmark_stack_slots_dynptr above */
1086         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1087         state->stack[spi - 1].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1088
1089         return 0;
1090 }
1091
1092 static bool is_dynptr_reg_valid_uninit(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
1093 {
1094         int spi;
1095
1096         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
1097                 return false;
1098
1099         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
1100
1101         /* -ERANGE (i.e. spi not falling into allocated stack slots) isn't an
1102          * error because this just means the stack state hasn't been updated yet.
1103          * We will do check_mem_access to check and update stack bounds later.
1104          */
1105         if (spi < 0 && spi != -ERANGE)
1106                 return false;
1107
1108         /* We don't need to check if the stack slots are marked by previous
1109          * dynptr initializations because we allow overwriting existing unreferenced
1110          * STACK_DYNPTR slots, see mark_stack_slots_dynptr which calls
1111          * destroy_if_dynptr_stack_slot to ensure dynptr objects at the slots we are
1112          * touching are completely destructed before we reinitialize them for a new
1113          * one. For referenced ones, destroy_if_dynptr_stack_slot returns an error early
1114          * instead of delaying it until the end where the user will get "Unreleased
1115          * reference" error.
1116          */
1117         return true;
1118 }
1119
1120 static bool is_dynptr_reg_valid_init(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
1121 {
1122         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1123         int i, spi;
1124
1125         /* This already represents first slot of initialized bpf_dynptr.
1126          *
1127          * CONST_PTR_TO_DYNPTR already has fixed and var_off as 0 due to
1128          * check_func_arg_reg_off's logic, so we don't need to check its
1129          * offset and alignment.
1130          */
1131         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
1132                 return true;
1133
1134         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
1135         if (spi < 0)
1136                 return false;
1137         if (!state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.first_slot)
1138                 return false;
1139
1140         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
1141                 if (state->stack[spi].slot_type[i] != STACK_DYNPTR ||
1142                     state->stack[spi - 1].slot_type[i] != STACK_DYNPTR)
1143                         return false;
1144         }
1145
1146         return true;
1147 }
1148
1149 static bool is_dynptr_type_expected(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
1150                                     enum bpf_arg_type arg_type)
1151 {
1152         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1153         enum bpf_dynptr_type dynptr_type;
1154         int spi;
1155
1156         /* ARG_PTR_TO_DYNPTR takes any type of dynptr */
1157         if (arg_type == ARG_PTR_TO_DYNPTR)
1158                 return true;
1159
1160         dynptr_type = arg_to_dynptr_type(arg_type);
1161         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR) {
1162                 return reg->dynptr.type == dynptr_type;
1163         } else {
1164                 spi = dynptr_get_spi(env, reg);
1165                 if (spi < 0)
1166                         return false;
1167                 return state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type == dynptr_type;
1168         }
1169 }
1170
1171 static void __mark_reg_known_zero(struct bpf_reg_state *reg);
1172
1173 static int mark_stack_slots_iter(struct bpf_verifier_env *env,
1174                                  struct bpf_reg_state *reg, int insn_idx,
1175                                  struct btf *btf, u32 btf_id, int nr_slots)
1176 {
1177         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1178         int spi, i, j, id;
1179
1180         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1181         if (spi < 0)
1182                 return spi;
1183
1184         id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
1185         if (id < 0)
1186                 return id;
1187
1188         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1189                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1190                 struct bpf_reg_state *st = &slot->spilled_ptr;
1191
1192                 __mark_reg_known_zero(st);
1193                 st->type = PTR_TO_STACK; /* we don't have dedicated reg type */
1194                 st->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1195                 st->ref_obj_id = i == 0 ? id : 0;
1196                 st->iter.btf = btf;
1197                 st->iter.btf_id = btf_id;
1198                 st->iter.state = BPF_ITER_STATE_ACTIVE;
1199                 st->iter.depth = 0;
1200
1201                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1202                         slot->slot_type[j] = STACK_ITER;
1203
1204                 mark_stack_slot_scratched(env, spi - i);
1205         }
1206
1207         return 0;
1208 }
1209
1210 static int unmark_stack_slots_iter(struct bpf_verifier_env *env,
1211                                    struct bpf_reg_state *reg, int nr_slots)
1212 {
1213         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1214         int spi, i, j;
1215
1216         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1217         if (spi < 0)
1218                 return spi;
1219
1220         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1221                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1222                 struct bpf_reg_state *st = &slot->spilled_ptr;
1223
1224                 if (i == 0)
1225                         WARN_ON_ONCE(release_reference(env, st->ref_obj_id));
1226
1227                 __mark_reg_not_init(env, st);
1228
1229                 /* see unmark_stack_slots_dynptr() for why we need to set REG_LIVE_WRITTEN */
1230                 st->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1231
1232                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1233                         slot->slot_type[j] = STACK_INVALID;
1234
1235                 mark_stack_slot_scratched(env, spi - i);
1236         }
1237
1238         return 0;
1239 }
1240
1241 static bool is_iter_reg_valid_uninit(struct bpf_verifier_env *env,
1242                                      struct bpf_reg_state *reg, int nr_slots)
1243 {
1244         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1245         int spi, i, j;
1246
1247         /* For -ERANGE (i.e. spi not falling into allocated stack slots), we
1248          * will do check_mem_access to check and update stack bounds later, so
1249          * return true for that case.
1250          */
1251         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1252         if (spi == -ERANGE)
1253                 return true;
1254         if (spi < 0)
1255                 return false;
1256
1257         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1258                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1259
1260                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1261                         if (slot->slot_type[j] == STACK_ITER)
1262                                 return false;
1263         }
1264
1265         return true;
1266 }
1267
1268 static bool is_iter_reg_valid_init(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
1269                                    struct btf *btf, u32 btf_id, int nr_slots)
1270 {
1271         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1272         int spi, i, j;
1273
1274         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1275         if (spi < 0)
1276                 return false;
1277
1278         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1279                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1280                 struct bpf_reg_state *st = &slot->spilled_ptr;
1281
1282                 /* only main (first) slot has ref_obj_id set */
1283                 if (i == 0 && !st->ref_obj_id)
1284                         return false;
1285                 if (i != 0 && st->ref_obj_id)
1286                         return false;
1287                 if (st->iter.btf != btf || st->iter.btf_id != btf_id)
1288                         return false;
1289
1290                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1291                         if (slot->slot_type[j] != STACK_ITER)
1292                                 return false;
1293         }
1294
1295         return true;
1296 }
1297
1298 /* Check if given stack slot is "special":
1299  *   - spilled register state (STACK_SPILL);
1300  *   - dynptr state (STACK_DYNPTR);
1301  *   - iter state (STACK_ITER).
1302  */
1303 static bool is_stack_slot_special(const struct bpf_stack_state *stack)
1304 {
1305         enum bpf_stack_slot_type type = stack->slot_type[BPF_REG_SIZE - 1];
1306
1307         switch (type) {
1308         case STACK_SPILL:
1309         case STACK_DYNPTR:
1310         case STACK_ITER:
1311                 return true;
1312         case STACK_INVALID:
1313         case STACK_MISC:
1314         case STACK_ZERO:
1315                 return false;
1316         default:
1317                 WARN_ONCE(1, "unknown stack slot type %d\n", type);
1318                 return true;
1319         }
1320 }
1321
1322 /* The reg state of a pointer or a bounded scalar was saved when
1323  * it was spilled to the stack.
1324  */
1325 static bool is_spilled_reg(const struct bpf_stack_state *stack)
1326 {
1327         return stack->slot_type[BPF_REG_SIZE - 1] == STACK_SPILL;
1328 }
1329
1330 static bool is_spilled_scalar_reg(const struct bpf_stack_state *stack)
1331 {
1332         return stack->slot_type[BPF_REG_SIZE - 1] == STACK_SPILL &&
1333                stack->spilled_ptr.type == SCALAR_VALUE;
1334 }
1335
1336 static void scrub_spilled_slot(u8 *stype)
1337 {
1338         if (*stype != STACK_INVALID)
1339                 *stype = STACK_MISC;
1340 }
1341
1342 static void print_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
1343                                  const struct bpf_func_state *state,
1344                                  bool print_all)
1345 {
1346         const struct bpf_reg_state *reg;
1347         enum bpf_reg_type t;
1348         int i;
1349
1350         if (state->frameno)
1351                 verbose(env, " frame%d:", state->frameno);
1352         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
1353                 reg = &state->regs[i];
1354                 t = reg->type;
1355                 if (t == NOT_INIT)
1356                         continue;
1357                 if (!print_all && !reg_scratched(env, i))
1358                         continue;
1359                 verbose(env, " R%d", i);
1360                 print_liveness(env, reg->live);
1361                 verbose(env, "=");
1362                 if (t == SCALAR_VALUE && reg->precise)
1363                         verbose(env, "P");
1364                 if ((t == SCALAR_VALUE || t == PTR_TO_STACK) &&
1365                     tnum_is_const(reg->var_off)) {
1366                         /* reg->off should be 0 for SCALAR_VALUE */
1367                         verbose(env, "%s", t == SCALAR_VALUE ? "" : reg_type_str(env, t));
1368                         verbose(env, "%lld", reg->var_off.value + reg->off);
1369                 } else {
1370                         const char *sep = "";
1371
1372                         verbose(env, "%s", reg_type_str(env, t));
1373                         if (base_type(t) == PTR_TO_BTF_ID)
1374                                 verbose(env, "%s", btf_type_name(reg->btf, reg->btf_id));
1375                         verbose(env, "(");
1376 /*
1377  * _a stands for append, was shortened to avoid multiline statements below.
1378  * This macro is used to output a comma separated list of attributes.
1379  */
1380 #define verbose_a(fmt, ...) ({ verbose(env, "%s" fmt, sep, __VA_ARGS__); sep = ","; })
1381
1382                         if (reg->id)
1383                                 verbose_a("id=%d", reg->id);
1384                         if (reg->ref_obj_id)
1385                                 verbose_a("ref_obj_id=%d", reg->ref_obj_id);
1386                         if (type_is_non_owning_ref(reg->type))
1387                                 verbose_a("%s", "non_own_ref");
1388                         if (t != SCALAR_VALUE)
1389                                 verbose_a("off=%d", reg->off);
1390                         if (type_is_pkt_pointer(t))
1391                                 verbose_a("r=%d", reg->range);
1392                         else if (base_type(t) == CONST_PTR_TO_MAP ||
1393                                  base_type(t) == PTR_TO_MAP_KEY ||
1394                                  base_type(t) == PTR_TO_MAP_VALUE)
1395                                 verbose_a("ks=%d,vs=%d",
1396                                           reg->map_ptr->key_size,
1397                                           reg->map_ptr->value_size);
1398                         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
1399                                 /* Typically an immediate SCALAR_VALUE, but
1400                                  * could be a pointer whose offset is too big
1401                                  * for reg->off
1402                                  */
1403                                 verbose_a("imm=%llx", reg->var_off.value);
1404                         } else {
1405                                 if (reg->smin_value != reg->umin_value &&
1406                                     reg->smin_value != S64_MIN)
1407                                         verbose_a("smin=%lld", (long long)reg->smin_value);
1408                                 if (reg->smax_value != reg->umax_value &&
1409                                     reg->smax_value != S64_MAX)
1410                                         verbose_a("smax=%lld", (long long)reg->smax_value);
1411                                 if (reg->umin_value != 0)
1412                                         verbose_a("umin=%llu", (unsigned long long)reg->umin_value);
1413                                 if (reg->umax_value != U64_MAX)
1414                                         verbose_a("umax=%llu", (unsigned long long)reg->umax_value);
1415                                 if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
1416                                         char tn_buf[48];
1417
1418                                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
1419                                         verbose_a("var_off=%s", tn_buf);
1420                                 }
1421                                 if (reg->s32_min_value != reg->smin_value &&
1422                                     reg->s32_min_value != S32_MIN)
1423                                         verbose_a("s32_min=%d", (int)(reg->s32_min_value));
1424                                 if (reg->s32_max_value != reg->smax_value &&
1425                                     reg->s32_max_value != S32_MAX)
1426                                         verbose_a("s32_max=%d", (int)(reg->s32_max_value));
1427                                 if (reg->u32_min_value != reg->umin_value &&
1428                                     reg->u32_min_value != U32_MIN)
1429                                         verbose_a("u32_min=%d", (int)(reg->u32_min_value));
1430                                 if (reg->u32_max_value != reg->umax_value &&
1431                                     reg->u32_max_value != U32_MAX)
1432                                         verbose_a("u32_max=%d", (int)(reg->u32_max_value));
1433                         }
1434 #undef verbose_a
1435
1436                         verbose(env, ")");
1437                 }
1438         }
1439         for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
1440                 char types_buf[BPF_REG_SIZE + 1];
1441                 bool valid = false;
1442                 int j;
1443
1444                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++) {
1445                         if (state->stack[i].slot_type[j] != STACK_INVALID)
1446                                 valid = true;
1447                         types_buf[j] = slot_type_char[state->stack[i].slot_type[j]];
1448                 }
1449                 types_buf[BPF_REG_SIZE] = 0;
1450                 if (!valid)
1451                         continue;
1452                 if (!print_all && !stack_slot_scratched(env, i))
1453                         continue;
1454                 switch (state->stack[i].slot_type[BPF_REG_SIZE - 1]) {
1455                 case STACK_SPILL:
1456                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
1457                         t = reg->type;
1458
1459                         verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
1460                         print_liveness(env, reg->live);
1461                         verbose(env, "=%s", t == SCALAR_VALUE ? "" : reg_type_str(env, t));
1462                         if (t == SCALAR_VALUE && reg->precise)
1463                                 verbose(env, "P");
1464                         if (t == SCALAR_VALUE && tnum_is_const(reg->var_off))
1465                                 verbose(env, "%lld", reg->var_off.value + reg->off);
1466                         break;
1467                 case STACK_DYNPTR:
1468                         i += BPF_DYNPTR_NR_SLOTS - 1;
1469                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
1470
1471                         verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
1472                         print_liveness(env, reg->live);
1473                         verbose(env, "=dynptr_%s", dynptr_type_str(reg->dynptr.type));
1474                         if (reg->ref_obj_id)
1475                                 verbose(env, "(ref_id=%d)", reg->ref_obj_id);
1476                         break;
1477                 case STACK_ITER:
1478                         /* only main slot has ref_obj_id set; skip others */
1479                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
1480                         if (!reg->ref_obj_id)
1481                                 continue;
1482
1483                         verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
1484                         print_liveness(env, reg->live);
1485                         verbose(env, "=iter_%s(ref_id=%d,state=%s,depth=%u)",
1486                                 iter_type_str(reg->iter.btf, reg->iter.btf_id),
1487                                 reg->ref_obj_id, iter_state_str(reg->iter.state),
1488                                 reg->iter.depth);
1489                         break;
1490                 case STACK_MISC:
1491                 case STACK_ZERO:
1492                 default:
1493                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
1494
1495                         for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1496                                 types_buf[j] = slot_type_char[state->stack[i].slot_type[j]];
1497                         types_buf[BPF_REG_SIZE] = 0;
1498
1499                         verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
1500                         print_liveness(env, reg->live);
1501                         verbose(env, "=%s", types_buf);
1502                         break;
1503                 }
1504         }
1505         if (state->acquired_refs && state->refs[0].id) {
1506                 verbose(env, " refs=%d", state->refs[0].id);
1507                 for (i = 1; i < state->acquired_refs; i++)
1508                         if (state->refs[i].id)
1509                                 verbose(env, ",%d", state->refs[i].id);
1510         }
1511         if (state->in_callback_fn)
1512                 verbose(env, " cb");
1513         if (state->in_async_callback_fn)
1514                 verbose(env, " async_cb");
1515         verbose(env, "\n");
1516         mark_verifier_state_clean(env);
1517 }
1518
1519 static inline u32 vlog_alignment(u32 pos)
1520 {
1521         return round_up(max(pos + BPF_LOG_MIN_ALIGNMENT / 2, BPF_LOG_ALIGNMENT),
1522                         BPF_LOG_MIN_ALIGNMENT) - pos - 1;
1523 }
1524
1525 static void print_insn_state(struct bpf_verifier_env *env,
1526                              const struct bpf_func_state *state)
1527 {
1528         if (env->prev_log_pos && env->prev_log_pos == env->log.end_pos) {
1529                 /* remove new line character */
1530                 bpf_vlog_reset(&env->log, env->prev_log_pos - 1);
1531                 verbose(env, "%*c;", vlog_alignment(env->prev_insn_print_pos), ' ');
1532         } else {
1533                 verbose(env, "%d:", env->insn_idx);
1534         }
1535         print_verifier_state(env, state, false);
1536 }
1537
1538 /* copy array src of length n * size bytes to dst. dst is reallocated if it's too
1539  * small to hold src. This is different from krealloc since we don't want to preserve
1540  * the contents of dst.
1541  *
1542  * Leaves dst untouched if src is NULL or length is zero. Returns NULL if memory could
1543  * not be allocated.
1544  */
1545 static void *copy_array(void *dst, const void *src, size_t n, size_t size, gfp_t flags)
1546 {
1547         size_t alloc_bytes;
1548         void *orig = dst;
1549         size_t bytes;
1550
1551         if (ZERO_OR_NULL_PTR(src))
1552                 goto out;
1553
1554         if (unlikely(check_mul_overflow(n, size, &bytes)))
1555                 return NULL;
1556
1557         alloc_bytes = max(ksize(orig), kmalloc_size_roundup(bytes));
1558         dst = krealloc(orig, alloc_bytes, flags);
1559         if (!dst) {
1560                 kfree(orig);
1561                 return NULL;
1562         }
1563
1564         memcpy(dst, src, bytes);
1565 out:
1566         return dst ? dst : ZERO_SIZE_PTR;
1567 }
1568
1569 /* resize an array from old_n items to new_n items. the array is reallocated if it's too
1570  * small to hold new_n items. new items are zeroed out if the array grows.
1571  *
1572  * Contrary to krealloc_array, does not free arr if new_n is zero.
1573  */
1574 static void *realloc_array(void *arr, size_t old_n, size_t new_n, size_t size)
1575 {
1576         size_t alloc_size;
1577         void *new_arr;
1578
1579         if (!new_n || old_n == new_n)
1580                 goto out;
1581
1582         alloc_size = kmalloc_size_roundup(size_mul(new_n, size));
1583         new_arr = krealloc(arr, alloc_size, GFP_KERNEL);
1584         if (!new_arr) {
1585                 kfree(arr);
1586                 return NULL;
1587         }
1588         arr = new_arr;
1589
1590         if (new_n > old_n)
1591                 memset(arr + old_n * size, 0, (new_n - old_n) * size);
1592
1593 out:
1594         return arr ? arr : ZERO_SIZE_PTR;
1595 }
1596
1597 static int copy_reference_state(struct bpf_func_state *dst, const struct bpf_func_state *src)
1598 {
1599         dst->refs = copy_array(dst->refs, src->refs, src->acquired_refs,
1600                                sizeof(struct bpf_reference_state), GFP_KERNEL);
1601         if (!dst->refs)
1602                 return -ENOMEM;
1603
1604         dst->acquired_refs = src->acquired_refs;
1605         return 0;
1606 }
1607
1608 static int copy_stack_state(struct bpf_func_state *dst, const struct bpf_func_state *src)
1609 {
1610         size_t n = src->allocated_stack / BPF_REG_SIZE;
1611
1612         dst->stack = copy_array(dst->stack, src->stack, n, sizeof(struct bpf_stack_state),
1613                                 GFP_KERNEL);
1614         if (!dst->stack)
1615                 return -ENOMEM;
1616
1617         dst->allocated_stack = src->allocated_stack;
1618         return 0;
1619 }
1620
1621 static int resize_reference_state(struct bpf_func_state *state, size_t n)
1622 {
1623         state->refs = realloc_array(state->refs, state->acquired_refs, n,
1624                                     sizeof(struct bpf_reference_state));
1625         if (!state->refs)
1626                 return -ENOMEM;
1627
1628         state->acquired_refs = n;
1629         return 0;
1630 }
1631
1632 static int grow_stack_state(struct bpf_func_state *state, int size)
1633 {
1634         size_t old_n = state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE, n = size / BPF_REG_SIZE;
1635
1636         if (old_n >= n)
1637                 return 0;
1638
1639         state->stack = realloc_array(state->stack, old_n, n, sizeof(struct bpf_stack_state));
1640         if (!state->stack)
1641                 return -ENOMEM;
1642
1643         state->allocated_stack = size;
1644         return 0;
1645 }
1646
1647 /* Acquire a pointer id from the env and update the state->refs to include
1648  * this new pointer reference.
1649  * On success, returns a valid pointer id to associate with the register
1650  * On failure, returns a negative errno.
1651  */
1652 static int acquire_reference_state(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
1653 {
1654         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
1655         int new_ofs = state->acquired_refs;
1656         int id, err;
1657
1658         err = resize_reference_state(state, state->acquired_refs + 1);
1659         if (err)
1660                 return err;
1661         id = ++env->id_gen;
1662         state->refs[new_ofs].id = id;
1663         state->refs[new_ofs].insn_idx = insn_idx;
1664         state->refs[new_ofs].callback_ref = state->in_callback_fn ? state->frameno : 0;
1665
1666         return id;
1667 }
1668
1669 /* release function corresponding to acquire_reference_state(). Idempotent. */
1670 static int release_reference_state(struct bpf_func_state *state, int ptr_id)
1671 {
1672         int i, last_idx;
1673
1674         last_idx = state->acquired_refs - 1;
1675         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
1676                 if (state->refs[i].id == ptr_id) {
1677                         /* Cannot release caller references in callbacks */
1678                         if (state->in_callback_fn && state->refs[i].callback_ref != state->frameno)
1679                                 return -EINVAL;
1680                         if (last_idx && i != last_idx)
1681                                 memcpy(&state->refs[i], &state->refs[last_idx],
1682                                        sizeof(*state->refs));
1683                         memset(&state->refs[last_idx], 0, sizeof(*state->refs));
1684                         state->acquired_refs--;
1685                         return 0;
1686                 }
1687         }
1688         return -EINVAL;
1689 }
1690
1691 static void free_func_state(struct bpf_func_state *state)
1692 {
1693         if (!state)
1694                 return;
1695         kfree(state->refs);
1696         kfree(state->stack);
1697         kfree(state);
1698 }
1699
1700 static void clear_jmp_history(struct bpf_verifier_state *state)
1701 {
1702         kfree(state->jmp_history);
1703         state->jmp_history = NULL;
1704         state->jmp_history_cnt = 0;
1705 }
1706
1707 static void free_verifier_state(struct bpf_verifier_state *state,
1708                                 bool free_self)
1709 {
1710         int i;
1711
1712         for (i = 0; i <= state->curframe; i++) {
1713                 free_func_state(state->frame[i]);
1714                 state->frame[i] = NULL;
1715         }
1716         clear_jmp_history(state);
1717         if (free_self)
1718                 kfree(state);
1719 }
1720
1721 /* copy verifier state from src to dst growing dst stack space
1722  * when necessary to accommodate larger src stack
1723  */
1724 static int copy_func_state(struct bpf_func_state *dst,
1725                            const struct bpf_func_state *src)
1726 {
1727         int err;
1728
1729         memcpy(dst, src, offsetof(struct bpf_func_state, acquired_refs));
1730         err = copy_reference_state(dst, src);
1731         if (err)
1732                 return err;
1733         return copy_stack_state(dst, src);
1734 }
1735
1736 static int copy_verifier_state(struct bpf_verifier_state *dst_state,
1737                                const struct bpf_verifier_state *src)
1738 {
1739         struct bpf_func_state *dst;
1740         int i, err;
1741
1742         dst_state->jmp_history = copy_array(dst_state->jmp_history, src->jmp_history,
1743                                             src->jmp_history_cnt, sizeof(struct bpf_idx_pair),
1744                                             GFP_USER);
1745         if (!dst_state->jmp_history)
1746                 return -ENOMEM;
1747         dst_state->jmp_history_cnt = src->jmp_history_cnt;
1748
1749         /* if dst has more stack frames then src frame, free them */
1750         for (i = src->curframe + 1; i <= dst_state->curframe; i++) {
1751                 free_func_state(dst_state->frame[i]);
1752                 dst_state->frame[i] = NULL;
1753         }
1754         dst_state->speculative = src->speculative;
1755         dst_state->active_rcu_lock = src->active_rcu_lock;
1756         dst_state->curframe = src->curframe;
1757         dst_state->active_lock.ptr = src->active_lock.ptr;
1758         dst_state->active_lock.id = src->active_lock.id;
1759         dst_state->branches = src->branches;
1760         dst_state->parent = src->parent;
1761         dst_state->first_insn_idx = src->first_insn_idx;
1762         dst_state->last_insn_idx = src->last_insn_idx;
1763         for (i = 0; i <= src->curframe; i++) {
1764                 dst = dst_state->frame[i];
1765                 if (!dst) {
1766                         dst = kzalloc(sizeof(*dst), GFP_KERNEL);
1767                         if (!dst)
1768                                 return -ENOMEM;
1769                         dst_state->frame[i] = dst;
1770                 }
1771                 err = copy_func_state(dst, src->frame[i]);
1772                 if (err)
1773                         return err;
1774         }
1775         return 0;
1776 }
1777
1778 static void update_branch_counts(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
1779 {
1780         while (st) {
1781                 u32 br = --st->branches;
1782
1783                 /* WARN_ON(br > 1) technically makes sense here,
1784                  * but see comment in push_stack(), hence:
1785                  */
1786                 WARN_ONCE((int)br < 0,
1787                           "BUG update_branch_counts:branches_to_explore=%d\n",
1788                           br);
1789                 if (br)
1790                         break;
1791                 st = st->parent;
1792         }
1793 }
1794
1795 static int pop_stack(struct bpf_verifier_env *env, int *prev_insn_idx,
1796                      int *insn_idx, bool pop_log)
1797 {
1798         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
1799         struct bpf_verifier_stack_elem *elem, *head = env->head;
1800         int err;
1801
1802         if (env->head == NULL)
1803                 return -ENOENT;
1804
1805         if (cur) {
1806                 err = copy_verifier_state(cur, &head->st);
1807                 if (err)
1808                         return err;
1809         }
1810         if (pop_log)
1811                 bpf_vlog_reset(&env->log, head->log_pos);
1812         if (insn_idx)
1813                 *insn_idx = head->insn_idx;
1814         if (prev_insn_idx)
1815                 *prev_insn_idx = head->prev_insn_idx;
1816         elem = head->next;
1817         free_verifier_state(&head->st, false);
1818         kfree(head);
1819         env->head = elem;
1820         env->stack_size--;
1821         return 0;
1822 }
1823
1824 static struct bpf_verifier_state *push_stack(struct bpf_verifier_env *env,
1825                                              int insn_idx, int prev_insn_idx,
1826                                              bool speculative)
1827 {
1828         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
1829         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
1830         int err;
1831
1832         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
1833         if (!elem)
1834                 goto err;
1835
1836         elem->insn_idx = insn_idx;
1837         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
1838         elem->next = env->head;
1839         elem->log_pos = env->log.end_pos;
1840         env->head = elem;
1841         env->stack_size++;
1842         err = copy_verifier_state(&elem->st, cur);
1843         if (err)
1844                 goto err;
1845         elem->st.speculative |= speculative;
1846         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ) {
1847                 verbose(env, "The sequence of %d jumps is too complex.\n",
1848                         env->stack_size);
1849                 goto err;
1850         }
1851         if (elem->st.parent) {
1852                 ++elem->st.parent->branches;
1853                 /* WARN_ON(branches > 2) technically makes sense here,
1854                  * but
1855                  * 1. speculative states will bump 'branches' for non-branch
1856                  * instructions
1857                  * 2. is_state_visited() heuristics may decide not to create
1858                  * a new state for a sequence of branches and all such current
1859                  * and cloned states will be pointing to a single parent state
1860                  * which might have large 'branches' count.
1861                  */
1862         }
1863         return &elem->st;
1864 err:
1865         free_verifier_state(env->cur_state, true);
1866         env->cur_state = NULL;
1867         /* pop all elements and return */
1868         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
1869         return NULL;
1870 }
1871
1872 #define CALLER_SAVED_REGS 6
1873 static const int caller_saved[CALLER_SAVED_REGS] = {
1874         BPF_REG_0, BPF_REG_1, BPF_REG_2, BPF_REG_3, BPF_REG_4, BPF_REG_5
1875 };
1876
1877 /* This helper doesn't clear reg->id */
1878 static void ___mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1879 {
1880         reg->var_off = tnum_const(imm);
1881         reg->smin_value = (s64)imm;
1882         reg->smax_value = (s64)imm;
1883         reg->umin_value = imm;
1884         reg->umax_value = imm;
1885
1886         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1887         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1888         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1889         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1890 }
1891
1892 /* Mark the unknown part of a register (variable offset or scalar value) as
1893  * known to have the value @imm.
1894  */
1895 static void __mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1896 {
1897         /* Clear off and union(map_ptr, range) */
1898         memset(((u8 *)reg) + sizeof(reg->type), 0,
1899                offsetof(struct bpf_reg_state, var_off) - sizeof(reg->type));
1900         reg->id = 0;
1901         reg->ref_obj_id = 0;
1902         ___mark_reg_known(reg, imm);
1903 }
1904
1905 static void __mark_reg32_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1906 {
1907         reg->var_off = tnum_const_subreg(reg->var_off, imm);
1908         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1909         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1910         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1911         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1912 }
1913
1914 /* Mark the 'variable offset' part of a register as zero.  This should be
1915  * used only on registers holding a pointer type.
1916  */
1917 static void __mark_reg_known_zero(struct bpf_reg_state *reg)
1918 {
1919         __mark_reg_known(reg, 0);
1920 }
1921
1922 static void __mark_reg_const_zero(struct bpf_reg_state *reg)
1923 {
1924         __mark_reg_known(reg, 0);
1925         reg->type = SCALAR_VALUE;
1926 }
1927
1928 static void mark_reg_known_zero(struct bpf_verifier_env *env,
1929                                 struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1930 {
1931         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1932                 verbose(env, "mark_reg_known_zero(regs, %u)\n", regno);
1933                 /* Something bad happened, let's kill all regs */
1934                 for (regno = 0; regno < MAX_BPF_REG; regno++)
1935                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1936                 return;
1937         }
1938         __mark_reg_known_zero(regs + regno);
1939 }
1940
1941 static void __mark_dynptr_reg(struct bpf_reg_state *reg, enum bpf_dynptr_type type,
1942                               bool first_slot, int dynptr_id)
1943 {
1944         /* reg->type has no meaning for STACK_DYNPTR, but when we set reg for
1945          * callback arguments, it does need to be CONST_PTR_TO_DYNPTR, so simply
1946          * set it unconditionally as it is ignored for STACK_DYNPTR anyway.
1947          */
1948         __mark_reg_known_zero(reg);
1949         reg->type = CONST_PTR_TO_DYNPTR;
1950         /* Give each dynptr a unique id to uniquely associate slices to it. */
1951         reg->id = dynptr_id;
1952         reg->dynptr.type = type;
1953         reg->dynptr.first_slot = first_slot;
1954 }
1955
1956 static void mark_ptr_not_null_reg(struct bpf_reg_state *reg)
1957 {
1958         if (base_type(reg->type) == PTR_TO_MAP_VALUE) {
1959                 const struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
1960
1961                 if (map->inner_map_meta) {
1962                         reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
1963                         reg->map_ptr = map->inner_map_meta;
1964                         /* transfer reg's id which is unique for every map_lookup_elem
1965                          * as UID of the inner map.
1966                          */
1967                         if (btf_record_has_field(map->inner_map_meta->record, BPF_TIMER))
1968                                 reg->map_uid = reg->id;
1969                 } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_XSKMAP) {
1970                         reg->type = PTR_TO_XDP_SOCK;
1971                 } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
1972                            map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH) {
1973                         reg->type = PTR_TO_SOCKET;
1974                 } else {
1975                         reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
1976                 }
1977                 return;
1978         }
1979
1980         reg->type &= ~PTR_MAYBE_NULL;
1981 }
1982
1983 static void mark_reg_graph_node(struct bpf_reg_state *regs, u32 regno,
1984                                 struct btf_field_graph_root *ds_head)
1985 {
1986         __mark_reg_known_zero(&regs[regno]);
1987         regs[regno].type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC;
1988         regs[regno].btf = ds_head->btf;
1989         regs[regno].btf_id = ds_head->value_btf_id;
1990         regs[regno].off = ds_head->node_offset;
1991 }
1992
1993 static bool reg_is_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg)
1994 {
1995         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
1996 }
1997
1998 static bool reg_is_pkt_pointer_any(const struct bpf_reg_state *reg)
1999 {
2000         return reg_is_pkt_pointer(reg) ||
2001                reg->type == PTR_TO_PACKET_END;
2002 }
2003
2004 static bool reg_is_dynptr_slice_pkt(const struct bpf_reg_state *reg)
2005 {
2006         return base_type(reg->type) == PTR_TO_MEM &&
2007                 (reg->type & DYNPTR_TYPE_SKB || reg->type & DYNPTR_TYPE_XDP);
2008 }
2009
2010 /* Unmodified PTR_TO_PACKET[_META,_END] register from ctx access. */
2011 static bool reg_is_init_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg,
2012                                     enum bpf_reg_type which)
2013 {
2014         /* The register can already have a range from prior markings.
2015          * This is fine as long as it hasn't been advanced from its
2016          * origin.
2017          */
2018         return reg->type == which &&
2019                reg->id == 0 &&
2020                reg->off == 0 &&
2021                tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
2022 }
2023
2024 /* Reset the min/max bounds of a register */
2025 static void __mark_reg_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
2026 {
2027         reg->smin_value = S64_MIN;
2028         reg->smax_value = S64_MAX;
2029         reg->umin_value = 0;
2030         reg->umax_value = U64_MAX;
2031
2032         reg->s32_min_value = S32_MIN;
2033         reg->s32_max_value = S32_MAX;
2034         reg->u32_min_value = 0;
2035         reg->u32_max_value = U32_MAX;
2036 }
2037
2038 static void __mark_reg64_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
2039 {
2040         reg->smin_value = S64_MIN;
2041         reg->smax_value = S64_MAX;
2042         reg->umin_value = 0;
2043         reg->umax_value = U64_MAX;
2044 }
2045
2046 static void __mark_reg32_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
2047 {
2048         reg->s32_min_value = S32_MIN;
2049         reg->s32_max_value = S32_MAX;
2050         reg->u32_min_value = 0;
2051         reg->u32_max_value = U32_MAX;
2052 }
2053
2054 static void __update_reg32_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2055 {
2056         struct tnum var32_off = tnum_subreg(reg->var_off);
2057
2058         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
2059         reg->s32_min_value = max_t(s32, reg->s32_min_value,
2060                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MIN));
2061         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
2062         reg->s32_max_value = min_t(s32, reg->s32_max_value,
2063                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MAX));
2064         reg->u32_min_value = max_t(u32, reg->u32_min_value, (u32)var32_off.value);
2065         reg->u32_max_value = min(reg->u32_max_value,
2066                                  (u32)(var32_off.value | var32_off.mask));
2067 }
2068
2069 static void __update_reg64_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2070 {
2071         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
2072         reg->smin_value = max_t(s64, reg->smin_value,
2073                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MIN));
2074         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
2075         reg->smax_value = min_t(s64, reg->smax_value,
2076                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MAX));
2077         reg->umin_value = max(reg->umin_value, reg->var_off.value);
2078         reg->umax_value = min(reg->umax_value,
2079                               reg->var_off.value | reg->var_off.mask);
2080 }
2081
2082 static void __update_reg_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2083 {
2084         __update_reg32_bounds(reg);
2085         __update_reg64_bounds(reg);
2086 }
2087
2088 /* Uses signed min/max values to inform unsigned, and vice-versa */
2089 static void __reg32_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2090 {
2091         /* Learn sign from signed bounds.
2092          * If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
2093          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
2094          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
2095          */
2096         if (reg->s32_min_value >= 0 || reg->s32_max_value < 0) {
2097                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value =
2098                         max_t(u32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
2099                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value =
2100                         min_t(u32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
2101                 return;
2102         }
2103         /* Learn sign from unsigned bounds.  Signed bounds cross the sign
2104          * boundary, so we must be careful.
2105          */
2106         if ((s32)reg->u32_max_value >= 0) {
2107                 /* Positive.  We can't learn anything from the smin, but smax
2108                  * is positive, hence safe.
2109                  */
2110                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value;
2111                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value =
2112                         min_t(u32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
2113         } else if ((s32)reg->u32_min_value < 0) {
2114                 /* Negative.  We can't learn anything from the smax, but smin
2115                  * is negative, hence safe.
2116                  */
2117                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value =
2118                         max_t(u32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
2119                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value;
2120         }
2121 }
2122
2123 static void __reg64_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2124 {
2125         /* Learn sign from signed bounds.
2126          * If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
2127          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
2128          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
2129          */
2130         if (reg->smin_value >= 0 || reg->smax_value < 0) {
2131                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
2132                                                           reg->umin_value);
2133                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
2134                                                           reg->umax_value);
2135                 return;
2136         }
2137         /* Learn sign from unsigned bounds.  Signed bounds cross the sign
2138          * boundary, so we must be careful.
2139          */
2140         if ((s64)reg->umax_value >= 0) {
2141                 /* Positive.  We can't learn anything from the smin, but smax
2142                  * is positive, hence safe.
2143                  */
2144                 reg->smin_value = reg->umin_value;
2145                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
2146                                                           reg->umax_value);
2147         } else if ((s64)reg->umin_value < 0) {
2148                 /* Negative.  We can't learn anything from the smax, but smin
2149                  * is negative, hence safe.
2150                  */
2151                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
2152                                                           reg->umin_value);
2153                 reg->smax_value = reg->umax_value;
2154         }
2155 }
2156
2157 static void __reg_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2158 {
2159         __reg32_deduce_bounds(reg);
2160         __reg64_deduce_bounds(reg);
2161 }
2162
2163 /* Attempts to improve var_off based on unsigned min/max information */
2164 static void __reg_bound_offset(struct bpf_reg_state *reg)
2165 {
2166         struct tnum var64_off = tnum_intersect(reg->var_off,
2167                                                tnum_range(reg->umin_value,
2168                                                           reg->umax_value));
2169         struct tnum var32_off = tnum_intersect(tnum_subreg(var64_off),
2170                                                tnum_range(reg->u32_min_value,
2171                                                           reg->u32_max_value));
2172
2173         reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(var64_off), var32_off);
2174 }
2175
2176 static void reg_bounds_sync(struct bpf_reg_state *reg)
2177 {
2178         /* We might have learned new bounds from the var_off. */
2179         __update_reg_bounds(reg);
2180         /* We might have learned something about the sign bit. */
2181         __reg_deduce_bounds(reg);
2182         /* We might have learned some bits from the bounds. */
2183         __reg_bound_offset(reg);
2184         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
2185          * slightly, e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
2186          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
2187          */
2188         __update_reg_bounds(reg);
2189 }
2190
2191 static bool __reg32_bound_s64(s32 a)
2192 {
2193         return a >= 0 && a <= S32_MAX;
2194 }
2195
2196 static void __reg_assign_32_into_64(struct bpf_reg_state *reg)
2197 {
2198         reg->umin_value = reg->u32_min_value;
2199         reg->umax_value = reg->u32_max_value;
2200
2201         /* Attempt to pull 32-bit signed bounds into 64-bit bounds but must
2202          * be positive otherwise set to worse case bounds and refine later
2203          * from tnum.
2204          */
2205         if (__reg32_bound_s64(reg->s32_min_value) &&
2206             __reg32_bound_s64(reg->s32_max_value)) {
2207                 reg->smin_value = reg->s32_min_value;
2208                 reg->smax_value = reg->s32_max_value;
2209         } else {
2210                 reg->smin_value = 0;
2211                 reg->smax_value = U32_MAX;
2212         }
2213 }
2214
2215 static void __reg_combine_32_into_64(struct bpf_reg_state *reg)
2216 {
2217         /* special case when 64-bit register has upper 32-bit register
2218          * zeroed. Typically happens after zext or <<32, >>32 sequence
2219          * allowing us to use 32-bit bounds directly,
2220          */
2221         if (tnum_equals_const(tnum_clear_subreg(reg->var_off), 0)) {
2222                 __reg_assign_32_into_64(reg);
2223         } else {
2224                 /* Otherwise the best we can do is push lower 32bit known and
2225                  * unknown bits into register (var_off set from jmp logic)
2226                  * then learn as much as possible from the 64-bit tnum
2227                  * known and unknown bits. The previous smin/smax bounds are
2228                  * invalid here because of jmp32 compare so mark them unknown
2229                  * so they do not impact tnum bounds calculation.
2230                  */
2231                 __mark_reg64_unbounded(reg);
2232         }
2233         reg_bounds_sync(reg);
2234 }
2235
2236 static bool __reg64_bound_s32(s64 a)
2237 {
2238         return a >= S32_MIN && a <= S32_MAX;
2239 }
2240
2241 static bool __reg64_bound_u32(u64 a)
2242 {
2243         return a >= U32_MIN && a <= U32_MAX;
2244 }
2245
2246 static void __reg_combine_64_into_32(struct bpf_reg_state *reg)
2247 {
2248         __mark_reg32_unbounded(reg);
2249         if (__reg64_bound_s32(reg->smin_value) && __reg64_bound_s32(reg->smax_value)) {
2250                 reg->s32_min_value = (s32)reg->smin_value;
2251                 reg->s32_max_value = (s32)reg->smax_value;
2252         }
2253         if (__reg64_bound_u32(reg->umin_value) && __reg64_bound_u32(reg->umax_value)) {
2254                 reg->u32_min_value = (u32)reg->umin_value;
2255                 reg->u32_max_value = (u32)reg->umax_value;
2256         }
2257         reg_bounds_sync(reg);
2258 }
2259
2260 /* Mark a register as having a completely unknown (scalar) value. */
2261 static void __mark_reg_unknown(const struct bpf_verifier_env *env,
2262                                struct bpf_reg_state *reg)
2263 {
2264         /*
2265          * Clear type, off, and union(map_ptr, range) and
2266          * padding between 'type' and union
2267          */
2268         memset(reg, 0, offsetof(struct bpf_reg_state, var_off));
2269         reg->type = SCALAR_VALUE;
2270         reg->id = 0;
2271         reg->ref_obj_id = 0;
2272         reg->var_off = tnum_unknown;
2273         reg->frameno = 0;
2274         reg->precise = !env->bpf_capable;
2275         __mark_reg_unbounded(reg);
2276 }
2277
2278 static void mark_reg_unknown(struct bpf_verifier_env *env,
2279                              struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
2280 {
2281         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
2282                 verbose(env, "mark_reg_unknown(regs, %u)\n", regno);
2283                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
2284                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
2285                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
2286                 return;
2287         }
2288         __mark_reg_unknown(env, regs + regno);
2289 }
2290
2291 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
2292                                 struct bpf_reg_state *reg)
2293 {
2294         __mark_reg_unknown(env, reg);
2295         reg->type = NOT_INIT;
2296 }
2297
2298 static void mark_reg_not_init(struct bpf_verifier_env *env,
2299                               struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
2300 {
2301         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
2302                 verbose(env, "mark_reg_not_init(regs, %u)\n", regno);
2303                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
2304                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
2305                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
2306                 return;
2307         }
2308         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
2309 }
2310
2311 static void mark_btf_ld_reg(struct bpf_verifier_env *env,
2312                             struct bpf_reg_state *regs, u32 regno,
2313                             enum bpf_reg_type reg_type,
2314                             struct btf *btf, u32 btf_id,
2315                             enum bpf_type_flag flag)
2316 {
2317         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
2318                 mark_reg_unknown(env, regs, regno);
2319                 return;
2320         }
2321         mark_reg_known_zero(env, regs, regno);
2322         regs[regno].type = PTR_TO_BTF_ID | flag;
2323         regs[regno].btf = btf;
2324         regs[regno].btf_id = btf_id;
2325 }
2326
2327 #define DEF_NOT_SUBREG  (0)
2328 static void init_reg_state(struct bpf_verifier_env *env,
2329                            struct bpf_func_state *state)
2330 {
2331         struct bpf_reg_state *regs = state->regs;
2332         int i;
2333
2334         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
2335                 mark_reg_not_init(env, regs, i);
2336                 regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
2337                 regs[i].parent = NULL;
2338                 regs[i].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
2339         }
2340
2341         /* frame pointer */
2342         regs[BPF_REG_FP].type = PTR_TO_STACK;
2343         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_FP);
2344         regs[BPF_REG_FP].frameno = state->frameno;
2345 }
2346
2347 #define BPF_MAIN_FUNC (-1)
2348 static void init_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
2349                             struct bpf_func_state *state,
2350                             int callsite, int frameno, int subprogno)
2351 {
2352         state->callsite = callsite;
2353         state->frameno = frameno;
2354         state->subprogno = subprogno;
2355         state->callback_ret_range = tnum_range(0, 0);
2356         init_reg_state(env, state);
2357         mark_verifier_state_scratched(env);
2358 }
2359
2360 /* Similar to push_stack(), but for async callbacks */
2361 static struct bpf_verifier_state *push_async_cb(struct bpf_verifier_env *env,
2362                                                 int insn_idx, int prev_insn_idx,
2363                                                 int subprog)
2364 {
2365         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
2366         struct bpf_func_state *frame;
2367
2368         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
2369         if (!elem)
2370                 goto err;
2371
2372         elem->insn_idx = insn_idx;
2373         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
2374         elem->next = env->head;
2375         elem->log_pos = env->log.end_pos;
2376         env->head = elem;
2377         env->stack_size++;
2378         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ) {
2379                 verbose(env,
2380                         "The sequence of %d jumps is too complex for async cb.\n",
2381                         env->stack_size);
2382                 goto err;
2383         }
2384         /* Unlike push_stack() do not copy_verifier_state().
2385          * The caller state doesn't matter.
2386          * This is async callback. It starts in a fresh stack.
2387          * Initialize it similar to do_check_common().
2388          */
2389         elem->st.branches = 1;
2390         frame = kzalloc(sizeof(*frame), GFP_KERNEL);
2391         if (!frame)
2392                 goto err;
2393         init_func_state(env, frame,
2394                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
2395                         0 /* frameno within this callchain */,
2396                         subprog /* subprog number within this prog */);
2397         elem->st.frame[0] = frame;
2398         return &elem->st;
2399 err:
2400         free_verifier_state(env->cur_state, true);
2401         env->cur_state = NULL;
2402         /* pop all elements and return */
2403         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
2404         return NULL;
2405 }
2406
2407
2408 enum reg_arg_type {
2409         SRC_OP,         /* register is used as source operand */
2410         DST_OP,         /* register is used as destination operand */
2411         DST_OP_NO_MARK  /* same as above, check only, don't mark */
2412 };
2413
2414 static int cmp_subprogs(const void *a, const void *b)
2415 {
2416         return ((struct bpf_subprog_info *)a)->start -
2417                ((struct bpf_subprog_info *)b)->start;
2418 }
2419
2420 static int find_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
2421 {
2422         struct bpf_subprog_info *p;
2423
2424         p = bsearch(&off, env->subprog_info, env->subprog_cnt,
2425                     sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs);
2426         if (!p)
2427                 return -ENOENT;
2428         return p - env->subprog_info;
2429
2430 }
2431
2432 static int add_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
2433 {
2434         int insn_cnt = env->prog->len;
2435         int ret;
2436
2437         if (off >= insn_cnt || off < 0) {
2438                 verbose(env, "call to invalid destination\n");
2439                 return -EINVAL;
2440         }
2441         ret = find_subprog(env, off);
2442         if (ret >= 0)
2443                 return ret;
2444         if (env->subprog_cnt >= BPF_MAX_SUBPROGS) {
2445                 verbose(env, "too many subprograms\n");
2446                 return -E2BIG;
2447         }
2448         /* determine subprog starts. The end is one before the next starts */
2449         env->subprog_info[env->subprog_cnt++].start = off;
2450         sort(env->subprog_info, env->subprog_cnt,
2451              sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs, NULL);
2452         return env->subprog_cnt - 1;
2453 }
2454
2455 #define MAX_KFUNC_DESCS 256
2456 #define MAX_KFUNC_BTFS  256
2457
2458 struct bpf_kfunc_desc {
2459         struct btf_func_model func_model;
2460         u32 func_id;
2461         s32 imm;
2462         u16 offset;
2463         unsigned long addr;
2464 };
2465
2466 struct bpf_kfunc_btf {
2467         struct btf *btf;
2468         struct module *module;
2469         u16 offset;
2470 };
2471
2472 struct bpf_kfunc_desc_tab {
2473         /* Sorted by func_id (BTF ID) and offset (fd_array offset) during
2474          * verification. JITs do lookups by bpf_insn, where func_id may not be
2475          * available, therefore at the end of verification do_misc_fixups()
2476          * sorts this by imm and offset.
2477          */
2478         struct bpf_kfunc_desc descs[MAX_KFUNC_DESCS];
2479         u32 nr_descs;
2480 };
2481
2482 struct bpf_kfunc_btf_tab {
2483         struct bpf_kfunc_btf descs[MAX_KFUNC_BTFS];
2484         u32 nr_descs;
2485 };
2486
2487 static int kfunc_desc_cmp_by_id_off(const void *a, const void *b)
2488 {
2489         const struct bpf_kfunc_desc *d0 = a;
2490         const struct bpf_kfunc_desc *d1 = b;
2491
2492         /* func_id is not greater than BTF_MAX_TYPE */
2493         return d0->func_id - d1->func_id ?: d0->offset - d1->offset;
2494 }
2495
2496 static int kfunc_btf_cmp_by_off(const void *a, const void *b)
2497 {
2498         const struct bpf_kfunc_btf *d0 = a;
2499         const struct bpf_kfunc_btf *d1 = b;
2500
2501         return d0->offset - d1->offset;
2502 }
2503
2504 static const struct bpf_kfunc_desc *
2505 find_kfunc_desc(const struct bpf_prog *prog, u32 func_id, u16 offset)
2506 {
2507         struct bpf_kfunc_desc desc = {
2508                 .func_id = func_id,
2509                 .offset = offset,
2510         };
2511         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2512
2513         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2514         return bsearch(&desc, tab->descs, tab->nr_descs,
2515                        sizeof(tab->descs[0]), kfunc_desc_cmp_by_id_off);
2516 }
2517
2518 int bpf_get_kfunc_addr(const struct bpf_prog *prog, u32 func_id,
2519                        u16 btf_fd_idx, u8 **func_addr)
2520 {
2521         const struct bpf_kfunc_desc *desc;
2522
2523         desc = find_kfunc_desc(prog, func_id, btf_fd_idx);
2524         if (!desc)
2525                 return -EFAULT;
2526
2527         *func_addr = (u8 *)desc->addr;
2528         return 0;
2529 }
2530
2531 static struct btf *__find_kfunc_desc_btf(struct bpf_verifier_env *env,
2532                                          s16 offset)
2533 {
2534         struct bpf_kfunc_btf kf_btf = { .offset = offset };
2535         struct bpf_kfunc_btf_tab *tab;
2536         struct bpf_kfunc_btf *b;
2537         struct module *mod;
2538         struct btf *btf;
2539         int btf_fd;
2540
2541         tab = env->prog->aux->kfunc_btf_tab;
2542         b = bsearch(&kf_btf, tab->descs, tab->nr_descs,
2543                     sizeof(tab->descs[0]), kfunc_btf_cmp_by_off);
2544         if (!b) {
2545                 if (tab->nr_descs == MAX_KFUNC_BTFS) {
2546                         verbose(env, "too many different module BTFs\n");
2547                         return ERR_PTR(-E2BIG);
2548                 }
2549
2550                 if (bpfptr_is_null(env->fd_array)) {
2551                         verbose(env, "kfunc offset > 0 without fd_array is invalid\n");
2552                         return ERR_PTR(-EPROTO);
2553                 }
2554
2555                 if (copy_from_bpfptr_offset(&btf_fd, env->fd_array,
2556                                             offset * sizeof(btf_fd),
2557                                             sizeof(btf_fd)))
2558                         return ERR_PTR(-EFAULT);
2559
2560                 btf = btf_get_by_fd(btf_fd);
2561                 if (IS_ERR(btf)) {
2562                         verbose(env, "invalid module BTF fd specified\n");
2563                         return btf;
2564                 }
2565
2566                 if (!btf_is_module(btf)) {
2567                         verbose(env, "BTF fd for kfunc is not a module BTF\n");
2568                         btf_put(btf);
2569                         return ERR_PTR(-EINVAL);
2570                 }
2571
2572                 mod = btf_try_get_module(btf);
2573                 if (!mod) {
2574                         btf_put(btf);
2575                         return ERR_PTR(-ENXIO);
2576                 }
2577
2578                 b = &tab->descs[tab->nr_descs++];
2579                 b->btf = btf;
2580                 b->module = mod;
2581                 b->offset = offset;
2582
2583                 sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2584                      kfunc_btf_cmp_by_off, NULL);
2585         }
2586         return b->btf;
2587 }
2588
2589 void bpf_free_kfunc_btf_tab(struct bpf_kfunc_btf_tab *tab)
2590 {
2591         if (!tab)
2592                 return;
2593
2594         while (tab->nr_descs--) {
2595                 module_put(tab->descs[tab->nr_descs].module);
2596                 btf_put(tab->descs[tab->nr_descs].btf);
2597         }
2598         kfree(tab);
2599 }
2600
2601 static struct btf *find_kfunc_desc_btf(struct bpf_verifier_env *env, s16 offset)
2602 {
2603         if (offset) {
2604                 if (offset < 0) {
2605                         /* In the future, this can be allowed to increase limit
2606                          * of fd index into fd_array, interpreted as u16.
2607                          */
2608                         verbose(env, "negative offset disallowed for kernel module function call\n");
2609                         return ERR_PTR(-EINVAL);
2610                 }
2611
2612                 return __find_kfunc_desc_btf(env, offset);
2613         }
2614         return btf_vmlinux ?: ERR_PTR(-ENOENT);
2615 }
2616
2617 static int add_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, u32 func_id, s16 offset)
2618 {
2619         const struct btf_type *func, *func_proto;
2620         struct bpf_kfunc_btf_tab *btf_tab;
2621         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2622         struct bpf_prog_aux *prog_aux;
2623         struct bpf_kfunc_desc *desc;
2624         const char *func_name;
2625         struct btf *desc_btf;
2626         unsigned long call_imm;
2627         unsigned long addr;
2628         int err;
2629
2630         prog_aux = env->prog->aux;
2631         tab = prog_aux->kfunc_tab;
2632         btf_tab = prog_aux->kfunc_btf_tab;
2633         if (!tab) {
2634                 if (!btf_vmlinux) {
2635                         verbose(env, "calling kernel function is not supported without CONFIG_DEBUG_INFO_BTF\n");
2636                         return -ENOTSUPP;
2637                 }
2638
2639                 if (!env->prog->jit_requested) {
2640                         verbose(env, "JIT is required for calling kernel function\n");
2641                         return -ENOTSUPP;
2642                 }
2643
2644                 if (!bpf_jit_supports_kfunc_call()) {
2645                         verbose(env, "JIT does not support calling kernel function\n");
2646                         return -ENOTSUPP;
2647                 }
2648
2649                 if (!env->prog->gpl_compatible) {
2650                         verbose(env, "cannot call kernel function from non-GPL compatible program\n");
2651                         return -EINVAL;
2652                 }
2653
2654                 tab = kzalloc(sizeof(*tab), GFP_KERNEL);
2655                 if (!tab)
2656                         return -ENOMEM;
2657                 prog_aux->kfunc_tab = tab;
2658         }
2659
2660         /* func_id == 0 is always invalid, but instead of returning an error, be
2661          * conservative and wait until the code elimination pass before returning
2662          * error, so that invalid calls that get pruned out can be in BPF programs
2663          * loaded from userspace.  It is also required that offset be untouched
2664          * for such calls.
2665          */
2666         if (!func_id && !offset)
2667                 return 0;
2668
2669         if (!btf_tab && offset) {
2670                 btf_tab = kzalloc(sizeof(*btf_tab), GFP_KERNEL);
2671                 if (!btf_tab)
2672                         return -ENOMEM;
2673                 prog_aux->kfunc_btf_tab = btf_tab;
2674         }
2675
2676         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(env, offset);
2677         if (IS_ERR(desc_btf)) {
2678                 verbose(env, "failed to find BTF for kernel function\n");
2679                 return PTR_ERR(desc_btf);
2680         }
2681
2682         if (find_kfunc_desc(env->prog, func_id, offset))
2683                 return 0;
2684
2685         if (tab->nr_descs == MAX_KFUNC_DESCS) {
2686                 verbose(env, "too many different kernel function calls\n");
2687                 return -E2BIG;
2688         }
2689
2690         func = btf_type_by_id(desc_btf, func_id);
2691         if (!func || !btf_type_is_func(func)) {
2692                 verbose(env, "kernel btf_id %u is not a function\n",
2693                         func_id);
2694                 return -EINVAL;
2695         }
2696         func_proto = btf_type_by_id(desc_btf, func->type);
2697         if (!func_proto || !btf_type_is_func_proto(func_proto)) {
2698                 verbose(env, "kernel function btf_id %u does not have a valid func_proto\n",
2699                         func_id);
2700                 return -EINVAL;
2701         }
2702
2703         func_name = btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
2704         addr = kallsyms_lookup_name(func_name);
2705         if (!addr) {
2706                 verbose(env, "cannot find address for kernel function %s\n",
2707                         func_name);
2708                 return -EINVAL;
2709         }
2710         specialize_kfunc(env, func_id, offset, &addr);
2711
2712         if (bpf_jit_supports_far_kfunc_call()) {
2713                 call_imm = func_id;
2714         } else {
2715                 call_imm = BPF_CALL_IMM(addr);
2716                 /* Check whether the relative offset overflows desc->imm */
2717                 if ((unsigned long)(s32)call_imm != call_imm) {
2718                         verbose(env, "address of kernel function %s is out of range\n",
2719                                 func_name);
2720                         return -EINVAL;
2721                 }
2722         }
2723
2724         if (bpf_dev_bound_kfunc_id(func_id)) {
2725                 err = bpf_dev_bound_kfunc_check(&env->log, prog_aux);
2726                 if (err)
2727                         return err;
2728         }
2729
2730         desc = &tab->descs[tab->nr_descs++];
2731         desc->func_id = func_id;
2732         desc->imm = call_imm;
2733         desc->offset = offset;
2734         desc->addr = addr;
2735         err = btf_distill_func_proto(&env->log, desc_btf,
2736                                      func_proto, func_name,
2737                                      &desc->func_model);
2738         if (!err)
2739                 sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2740                      kfunc_desc_cmp_by_id_off, NULL);
2741         return err;
2742 }
2743
2744 static int kfunc_desc_cmp_by_imm_off(const void *a, const void *b)
2745 {
2746         const struct bpf_kfunc_desc *d0 = a;
2747         const struct bpf_kfunc_desc *d1 = b;
2748
2749         if (d0->imm != d1->imm)
2750                 return d0->imm < d1->imm ? -1 : 1;
2751         if (d0->offset != d1->offset)
2752                 return d0->offset < d1->offset ? -1 : 1;
2753         return 0;
2754 }
2755
2756 static void sort_kfunc_descs_by_imm_off(struct bpf_prog *prog)
2757 {
2758         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2759
2760         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2761         if (!tab)
2762                 return;
2763
2764         sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2765              kfunc_desc_cmp_by_imm_off, NULL);
2766 }
2767
2768 bool bpf_prog_has_kfunc_call(const struct bpf_prog *prog)
2769 {
2770         return !!prog->aux->kfunc_tab;
2771 }
2772
2773 const struct btf_func_model *
2774 bpf_jit_find_kfunc_model(const struct bpf_prog *prog,
2775                          const struct bpf_insn *insn)
2776 {
2777         const struct bpf_kfunc_desc desc = {
2778                 .imm = insn->imm,
2779                 .offset = insn->off,
2780         };
2781         const struct bpf_kfunc_desc *res;
2782         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2783
2784         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2785         res = bsearch(&desc, tab->descs, tab->nr_descs,
2786                       sizeof(tab->descs[0]), kfunc_desc_cmp_by_imm_off);
2787
2788         return res ? &res->func_model : NULL;
2789 }
2790
2791 static int add_subprog_and_kfunc(struct bpf_verifier_env *env)
2792 {
2793         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
2794         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
2795         int i, ret, insn_cnt = env->prog->len;
2796
2797         /* Add entry function. */
2798         ret = add_subprog(env, 0);
2799         if (ret)
2800                 return ret;
2801
2802         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
2803                 if (!bpf_pseudo_func(insn) && !bpf_pseudo_call(insn) &&
2804                     !bpf_pseudo_kfunc_call(insn))
2805                         continue;
2806
2807                 if (!env->bpf_capable) {
2808                         verbose(env, "loading/calling other bpf or kernel functions are allowed for CAP_BPF and CAP_SYS_ADMIN\n");
2809                         return -EPERM;
2810                 }
2811
2812                 if (bpf_pseudo_func(insn) || bpf_pseudo_call(insn))
2813                         ret = add_subprog(env, i + insn->imm + 1);
2814                 else
2815                         ret = add_kfunc_call(env, insn->imm, insn->off);
2816
2817                 if (ret < 0)
2818                         return ret;
2819         }
2820
2821         /* Add a fake 'exit' subprog which could simplify subprog iteration
2822          * logic. 'subprog_cnt' should not be increased.
2823          */
2824         subprog[env->subprog_cnt].start = insn_cnt;
2825
2826         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
2827                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
2828                         verbose(env, "func#%d @%d\n", i, subprog[i].start);
2829
2830         return 0;
2831 }
2832
2833 static int check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
2834 {
2835         int i, subprog_start, subprog_end, off, cur_subprog = 0;
2836         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
2837         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
2838         int insn_cnt = env->prog->len;
2839
2840         /* now check that all jumps are within the same subprog */
2841         subprog_start = subprog[cur_subprog].start;
2842         subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
2843         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
2844                 u8 code = insn[i].code;
2845
2846                 if (code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
2847                     insn[i].src_reg == 0 &&
2848                     insn[i].imm == BPF_FUNC_tail_call)
2849                         subprog[cur_subprog].has_tail_call = true;
2850                 if (BPF_CLASS(code) == BPF_LD &&
2851                     (BPF_MODE(code) == BPF_ABS || BPF_MODE(code) == BPF_IND))
2852                         subprog[cur_subprog].has_ld_abs = true;
2853                 if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP && BPF_CLASS(code) != BPF_JMP32)
2854                         goto next;
2855                 if (BPF_OP(code) == BPF_EXIT || BPF_OP(code) == BPF_CALL)
2856                         goto next;
2857                 off = i + insn[i].off + 1;
2858                 if (off < subprog_start || off >= subprog_end) {
2859                         verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", i, off);
2860                         return -EINVAL;
2861                 }
2862 next:
2863                 if (i == subprog_end - 1) {
2864                         /* to avoid fall-through from one subprog into another
2865                          * the last insn of the subprog should be either exit
2866                          * or unconditional jump back
2867                          */
2868                         if (code != (BPF_JMP | BPF_EXIT) &&
2869                             code != (BPF_JMP | BPF_JA)) {
2870                                 verbose(env, "last insn is not an exit or jmp\n");
2871                                 return -EINVAL;
2872                         }
2873                         subprog_start = subprog_end;
2874                         cur_subprog++;
2875                         if (cur_subprog < env->subprog_cnt)
2876                                 subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
2877                 }
2878         }
2879         return 0;
2880 }
2881
2882 /* Parentage chain of this register (or stack slot) should take care of all
2883  * issues like callee-saved registers, stack slot allocation time, etc.
2884  */
2885 static int mark_reg_read(struct bpf_verifier_env *env,
2886                          const struct bpf_reg_state *state,
2887                          struct bpf_reg_state *parent, u8 flag)
2888 {
2889         bool writes = parent == state->parent; /* Observe write marks */
2890         int cnt = 0;
2891
2892         while (parent) {
2893                 /* if read wasn't screened by an earlier write ... */
2894                 if (writes && state->live & REG_LIVE_WRITTEN)
2895                         break;
2896                 if (parent->live & REG_LIVE_DONE) {
2897                         verbose(env, "verifier BUG type %s var_off %lld off %d\n",
2898                                 reg_type_str(env, parent->type),
2899                                 parent->var_off.value, parent->off);
2900                         return -EFAULT;
2901                 }
2902                 /* The first condition is more likely to be true than the
2903                  * second, checked it first.
2904                  */
2905                 if ((parent->live & REG_LIVE_READ) == flag ||
2906                     parent->live & REG_LIVE_READ64)
2907                         /* The parentage chain never changes and
2908                          * this parent was already marked as LIVE_READ.
2909                          * There is no need to keep walking the chain again and
2910                          * keep re-marking all parents as LIVE_READ.
2911                          * This case happens when the same register is read
2912                          * multiple times without writes into it in-between.
2913                          * Also, if parent has the stronger REG_LIVE_READ64 set,
2914                          * then no need to set the weak REG_LIVE_READ32.
2915                          */
2916                         break;
2917                 /* ... then we depend on parent's value */
2918                 parent->live |= flag;
2919                 /* REG_LIVE_READ64 overrides REG_LIVE_READ32. */
2920                 if (flag == REG_LIVE_READ64)
2921                         parent->live &= ~REG_LIVE_READ32;
2922                 state = parent;
2923                 parent = state->parent;
2924                 writes = true;
2925                 cnt++;
2926         }
2927
2928         if (env->longest_mark_read_walk < cnt)
2929                 env->longest_mark_read_walk = cnt;
2930         return 0;
2931 }
2932
2933 static int mark_dynptr_read(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
2934 {
2935         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
2936         int spi, ret;
2937
2938         /* For CONST_PTR_TO_DYNPTR, it must have already been done by
2939          * check_reg_arg in check_helper_call and mark_btf_func_reg_size in
2940          * check_kfunc_call.
2941          */
2942         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
2943                 return 0;
2944         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
2945         if (spi < 0)
2946                 return spi;
2947         /* Caller ensures dynptr is valid and initialized, which means spi is in
2948          * bounds and spi is the first dynptr slot. Simply mark stack slot as
2949          * read.
2950          */
2951         ret = mark_reg_read(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
2952                             state->stack[spi].spilled_ptr.parent, REG_LIVE_READ64);
2953         if (ret)
2954                 return ret;
2955         return mark_reg_read(env, &state->stack[spi - 1].spilled_ptr,
2956                              state->stack[spi - 1].spilled_ptr.parent, REG_LIVE_READ64);
2957 }
2958
2959 static int mark_iter_read(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
2960                           int spi, int nr_slots)
2961 {
2962         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
2963         int err, i;
2964
2965         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
2966                 struct bpf_reg_state *st = &state->stack[spi - i].spilled_ptr;
2967
2968                 err = mark_reg_read(env, st, st->parent, REG_LIVE_READ64);
2969                 if (err)
2970                         return err;
2971
2972                 mark_stack_slot_scratched(env, spi - i);
2973         }
2974
2975         return 0;
2976 }
2977
2978 /* This function is supposed to be used by the following 32-bit optimization
2979  * code only. It returns TRUE if the source or destination register operates
2980  * on 64-bit, otherwise return FALSE.
2981  */
2982 static bool is_reg64(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
2983                      u32 regno, struct bpf_reg_state *reg, enum reg_arg_type t)
2984 {
2985         u8 code, class, op;
2986
2987         code = insn->code;
2988         class = BPF_CLASS(code);
2989         op = BPF_OP(code);
2990         if (class == BPF_JMP) {
2991                 /* BPF_EXIT for "main" will reach here. Return TRUE
2992                  * conservatively.
2993                  */
2994                 if (op == BPF_EXIT)
2995                         return true;
2996                 if (op == BPF_CALL) {
2997                         /* BPF to BPF call will reach here because of marking
2998                          * caller saved clobber with DST_OP_NO_MARK for which we
2999                          * don't care the register def because they are anyway
3000                          * marked as NOT_INIT already.
3001                          */
3002                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
3003                                 return false;
3004                         /* Helper call will reach here because of arg type
3005                          * check, conservatively return TRUE.
3006                          */
3007                         if (t == SRC_OP)
3008                                 return true;
3009
3010                         return false;
3011                 }
3012         }
3013
3014         if (class == BPF_ALU64 || class == BPF_JMP ||
3015             /* BPF_END always use BPF_ALU class. */
3016             (class == BPF_ALU && op == BPF_END && insn->imm == 64))
3017                 return true;
3018
3019         if (class == BPF_ALU || class == BPF_JMP32)
3020                 return false;
3021
3022         if (class == BPF_LDX) {
3023                 if (t != SRC_OP)
3024                         return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
3025                 /* LDX source must be ptr. */
3026                 return true;
3027         }
3028
3029         if (class == BPF_STX) {
3030                 /* BPF_STX (including atomic variants) has multiple source
3031                  * operands, one of which is a ptr. Check whether the caller is
3032                  * asking about it.
3033                  */
3034                 if (t == SRC_OP && reg->type != SCALAR_VALUE)
3035                         return true;
3036                 return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
3037         }
3038
3039         if (class == BPF_LD) {
3040                 u8 mode = BPF_MODE(code);
3041
3042                 /* LD_IMM64 */
3043                 if (mode == BPF_IMM)
3044                         return true;
3045
3046                 /* Both LD_IND and LD_ABS return 32-bit data. */
3047                 if (t != SRC_OP)
3048                         return  false;
3049
3050                 /* Implicit ctx ptr. */
3051                 if (regno == BPF_REG_6)
3052                         return true;
3053
3054                 /* Explicit source could be any width. */
3055                 return true;
3056         }
3057
3058         if (class == BPF_ST)
3059                 /* The only source register for BPF_ST is a ptr. */
3060                 return true;
3061
3062         /* Conservatively return true at default. */
3063         return true;
3064 }
3065
3066 /* Return the regno defined by the insn, or -1. */
3067 static int insn_def_regno(const struct bpf_insn *insn)
3068 {
3069         switch (BPF_CLASS(insn->code)) {
3070         case BPF_JMP:
3071         case BPF_JMP32:
3072         case BPF_ST:
3073                 return -1;
3074         case BPF_STX:
3075                 if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC &&
3076                     (insn->imm & BPF_FETCH)) {
3077                         if (insn->imm == BPF_CMPXCHG)
3078                                 return BPF_REG_0;
3079                         else
3080                                 return insn->src_reg;
3081                 } else {
3082                         return -1;
3083                 }
3084         default:
3085                 return insn->dst_reg;
3086         }
3087 }
3088
3089 /* Return TRUE if INSN has defined any 32-bit value explicitly. */
3090 static bool insn_has_def32(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
3091 {
3092         int dst_reg = insn_def_regno(insn);
3093
3094         if (dst_reg == -1)
3095                 return false;
3096
3097         return !is_reg64(env, insn, dst_reg, NULL, DST_OP);
3098 }
3099
3100 static void mark_insn_zext(struct bpf_verifier_env *env,
3101                            struct bpf_reg_state *reg)
3102 {
3103         s32 def_idx = reg->subreg_def;
3104
3105         if (def_idx == DEF_NOT_SUBREG)
3106                 return;
3107
3108         env->insn_aux_data[def_idx - 1].zext_dst = true;
3109         /* The dst will be zero extended, so won't be sub-register anymore. */
3110         reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
3111 }
3112
3113 static int check_reg_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
3114                          enum reg_arg_type t)
3115 {
3116         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
3117         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
3118         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + env->insn_idx;
3119         struct bpf_reg_state *reg, *regs = state->regs;
3120         bool rw64;
3121
3122         if (regno >= MAX_BPF_REG) {
3123                 verbose(env, "R%d is invalid\n", regno);
3124                 return -EINVAL;
3125         }
3126
3127         mark_reg_scratched(env, regno);
3128
3129         reg = &regs[regno];
3130         rw64 = is_reg64(env, insn, regno, reg, t);
3131         if (t == SRC_OP) {
3132                 /* check whether register used as source operand can be read */
3133                 if (reg->type == NOT_INIT) {
3134                         verbose(env, "R%d !read_ok\n", regno);
3135                         return -EACCES;
3136                 }
3137                 /* We don't need to worry about FP liveness because it's read-only */
3138                 if (regno == BPF_REG_FP)
3139                         return 0;
3140
3141                 if (rw64)
3142                         mark_insn_zext(env, reg);
3143
3144                 return mark_reg_read(env, reg, reg->parent,
3145                                      rw64 ? REG_LIVE_READ64 : REG_LIVE_READ32);
3146         } else {
3147                 /* check whether register used as dest operand can be written to */
3148                 if (regno == BPF_REG_FP) {
3149                         verbose(env, "frame pointer is read only\n");
3150                         return -EACCES;
3151                 }
3152                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
3153                 reg->subreg_def = rw64 ? DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
3154                 if (t == DST_OP)
3155                         mark_reg_unknown(env, regs, regno);
3156         }
3157         return 0;
3158 }
3159
3160 static void mark_jmp_point(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
3161 {
3162         env->insn_aux_data[idx].jmp_point = true;
3163 }
3164
3165 static bool is_jmp_point(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
3166 {
3167         return env->insn_aux_data[insn_idx].jmp_point;
3168 }
3169
3170 /* for any branch, call, exit record the history of jmps in the given state */
3171 static int push_jmp_history(struct bpf_verifier_env *env,
3172                             struct bpf_verifier_state *cur)
3173 {
3174         u32 cnt = cur->jmp_history_cnt;
3175         struct bpf_idx_pair *p;
3176         size_t alloc_size;
3177
3178         if (!is_jmp_point(env, env->insn_idx))
3179                 return 0;
3180
3181         cnt++;
3182         alloc_size = kmalloc_size_roundup(size_mul(cnt, sizeof(*p)));
3183         p = krealloc(cur->jmp_history, alloc_size, GFP_USER);
3184         if (!p)
3185                 return -ENOMEM;
3186         p[cnt - 1].idx = env->insn_idx;
3187         p[cnt - 1].prev_idx = env->prev_insn_idx;
3188         cur->jmp_history = p;
3189         cur->jmp_history_cnt = cnt;
3190         return 0;
3191 }
3192
3193 /* Backtrack one insn at a time. If idx is not at the top of recorded
3194  * history then previous instruction came from straight line execution.
3195  */
3196 static int get_prev_insn_idx(struct bpf_verifier_state *st, int i,
3197                              u32 *history)
3198 {
3199         u32 cnt = *history;
3200
3201         if (cnt && st->jmp_history[cnt - 1].idx == i) {
3202                 i = st->jmp_history[cnt - 1].prev_idx;
3203                 (*history)--;
3204         } else {
3205                 i--;
3206         }
3207         return i;
3208 }
3209
3210 static const char *disasm_kfunc_name(void *data, const struct bpf_insn *insn)
3211 {
3212         const struct btf_type *func;
3213         struct btf *desc_btf;
3214
3215         if (insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL)
3216                 return NULL;
3217
3218         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(data, insn->off);
3219         if (IS_ERR(desc_btf))
3220                 return "<error>";
3221
3222         func = btf_type_by_id(desc_btf, insn->imm);
3223         return btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
3224 }
3225
3226 static inline void bt_init(struct backtrack_state *bt, u32 frame)
3227 {
3228         bt->frame = frame;
3229 }
3230
3231 static inline void bt_reset(struct backtrack_state *bt)
3232 {
3233         struct bpf_verifier_env *env = bt->env;
3234
3235         memset(bt, 0, sizeof(*bt));
3236         bt->env = env;
3237 }
3238
3239 static inline u32 bt_empty(struct backtrack_state *bt)
3240 {
3241         u64 mask = 0;
3242         int i;
3243
3244         for (i = 0; i <= bt->frame; i++)
3245                 mask |= bt->reg_masks[i] | bt->stack_masks[i];
3246
3247         return mask == 0;
3248 }
3249
3250 static inline int bt_subprog_enter(struct backtrack_state *bt)
3251 {
3252         if (bt->frame == MAX_CALL_FRAMES - 1) {
3253                 verbose(bt->env, "BUG subprog enter from frame %d\n", bt->frame);
3254                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3255                 return -EFAULT;
3256         }
3257         bt->frame++;
3258         return 0;
3259 }
3260
3261 static inline int bt_subprog_exit(struct backtrack_state *bt)
3262 {
3263         if (bt->frame == 0) {
3264                 verbose(bt->env, "BUG subprog exit from frame 0\n");
3265                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3266                 return -EFAULT;
3267         }
3268         bt->frame--;
3269         return 0;
3270 }
3271
3272 static inline void bt_set_frame_reg(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 reg)
3273 {
3274         bt->reg_masks[frame] |= 1 << reg;
3275 }
3276
3277 static inline void bt_clear_frame_reg(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 reg)
3278 {
3279         bt->reg_masks[frame] &= ~(1 << reg);
3280 }
3281
3282 static inline void bt_set_reg(struct backtrack_state *bt, u32 reg)
3283 {
3284         bt_set_frame_reg(bt, bt->frame, reg);
3285 }
3286
3287 static inline void bt_clear_reg(struct backtrack_state *bt, u32 reg)
3288 {
3289         bt_clear_frame_reg(bt, bt->frame, reg);
3290 }
3291
3292 static inline void bt_set_frame_slot(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 slot)
3293 {
3294         bt->stack_masks[frame] |= 1ull << slot;
3295 }
3296
3297 static inline void bt_clear_frame_slot(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 slot)
3298 {
3299         bt->stack_masks[frame] &= ~(1ull << slot);
3300 }
3301
3302 static inline void bt_set_slot(struct backtrack_state *bt, u32 slot)
3303 {
3304         bt_set_frame_slot(bt, bt->frame, slot);
3305 }
3306
3307 static inline void bt_clear_slot(struct backtrack_state *bt, u32 slot)
3308 {
3309         bt_clear_frame_slot(bt, bt->frame, slot);
3310 }
3311
3312 static inline u32 bt_frame_reg_mask(struct backtrack_state *bt, u32 frame)
3313 {
3314         return bt->reg_masks[frame];
3315 }
3316
3317 static inline u32 bt_reg_mask(struct backtrack_state *bt)
3318 {
3319         return bt->reg_masks[bt->frame];
3320 }
3321
3322 static inline u64 bt_frame_stack_mask(struct backtrack_state *bt, u32 frame)
3323 {
3324         return bt->stack_masks[frame];
3325 }
3326
3327 static inline u64 bt_stack_mask(struct backtrack_state *bt)
3328 {
3329         return bt->stack_masks[bt->frame];
3330 }
3331
3332 static inline bool bt_is_reg_set(struct backtrack_state *bt, u32 reg)
3333 {
3334         return bt->reg_masks[bt->frame] & (1 << reg);
3335 }
3336
3337 static inline bool bt_is_slot_set(struct backtrack_state *bt, u32 slot)
3338 {
3339         return bt->stack_masks[bt->frame] & (1ull << slot);
3340 }
3341
3342 /* format registers bitmask, e.g., "r0,r2,r4" for 0x15 mask */
3343 static void fmt_reg_mask(char *buf, ssize_t buf_sz, u32 reg_mask)
3344 {
3345         DECLARE_BITMAP(mask, 64);
3346         bool first = true;
3347         int i, n;
3348
3349         buf[0] = '\0';
3350
3351         bitmap_from_u64(mask, reg_mask);
3352         for_each_set_bit(i, mask, 32) {
3353                 n = snprintf(buf, buf_sz, "%sr%d", first ? "" : ",", i);
3354                 first = false;
3355                 buf += n;
3356                 buf_sz -= n;
3357                 if (buf_sz < 0)
3358                         break;
3359         }
3360 }
3361 /* format stack slots bitmask, e.g., "-8,-24,-40" for 0x15 mask */
3362 static void fmt_stack_mask(char *buf, ssize_t buf_sz, u64 stack_mask)
3363 {
3364         DECLARE_BITMAP(mask, 64);
3365         bool first = true;
3366         int i, n;
3367
3368         buf[0] = '\0';
3369
3370         bitmap_from_u64(mask, stack_mask);
3371         for_each_set_bit(i, mask, 64) {
3372                 n = snprintf(buf, buf_sz, "%s%d", first ? "" : ",", -(i + 1) * 8);
3373                 first = false;
3374                 buf += n;
3375                 buf_sz -= n;
3376                 if (buf_sz < 0)
3377                         break;
3378         }
3379 }
3380
3381 /* For given verifier state backtrack_insn() is called from the last insn to
3382  * the first insn. Its purpose is to compute a bitmask of registers and
3383  * stack slots that needs precision in the parent verifier state.
3384  *
3385  * @idx is an index of the instruction we are currently processing;
3386  * @subseq_idx is an index of the subsequent instruction that:
3387  *   - *would be* executed next, if jump history is viewed in forward order;
3388  *   - *was* processed previously during backtracking.
3389  */
3390 static int backtrack_insn(struct bpf_verifier_env *env, int idx, int subseq_idx,
3391                           struct backtrack_state *bt)
3392 {
3393         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
3394                 .cb_call        = disasm_kfunc_name,
3395                 .cb_print       = verbose,
3396                 .private_data   = env,
3397         };
3398         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + idx;
3399         u8 class = BPF_CLASS(insn->code);
3400         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
3401         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
3402         u32 dreg = insn->dst_reg;
3403         u32 sreg = insn->src_reg;
3404         u32 spi, i;
3405
3406         if (insn->code == 0)
3407                 return 0;
3408         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3409                 fmt_reg_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN, bt_reg_mask(bt));
3410                 verbose(env, "mark_precise: frame%d: regs=%s ",
3411                         bt->frame, env->tmp_str_buf);
3412                 fmt_stack_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN, bt_stack_mask(bt));
3413                 verbose(env, "stack=%s before ", env->tmp_str_buf);
3414                 verbose(env, "%d: ", idx);
3415                 print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
3416         }
3417
3418         if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
3419                 if (!bt_is_reg_set(bt, dreg))
3420                         return 0;
3421                 if (opcode == BPF_MOV) {
3422                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
3423                                 /* dreg = sreg
3424                                  * dreg needs precision after this insn
3425                                  * sreg needs precision before this insn
3426                                  */
3427                                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3428                                 bt_set_reg(bt, sreg);
3429                         } else {
3430                                 /* dreg = K
3431                                  * dreg needs precision after this insn.
3432                                  * Corresponding register is already marked
3433                                  * as precise=true in this verifier state.
3434                                  * No further markings in parent are necessary
3435                                  */
3436                                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3437                         }
3438                 } else {
3439                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
3440                                 /* dreg += sreg
3441                                  * both dreg and sreg need precision
3442                                  * before this insn
3443                                  */
3444                                 bt_set_reg(bt, sreg);
3445                         } /* else dreg += K
3446                            * dreg still needs precision before this insn
3447                            */
3448                 }
3449         } else if (class == BPF_LDX) {
3450                 if (!bt_is_reg_set(bt, dreg))
3451                         return 0;
3452                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3453
3454                 /* scalars can only be spilled into stack w/o losing precision.
3455                  * Load from any other memory can be zero extended.
3456                  * The desire to keep that precision is already indicated
3457                  * by 'precise' mark in corresponding register of this state.
3458                  * No further tracking necessary.
3459                  */
3460                 if (insn->src_reg != BPF_REG_FP)
3461                         return 0;
3462
3463                 /* dreg = *(u64 *)[fp - off] was a fill from the stack.
3464                  * that [fp - off] slot contains scalar that needs to be
3465                  * tracked with precision
3466                  */
3467                 spi = (-insn->off - 1) / BPF_REG_SIZE;
3468                 if (spi >= 64) {
3469                         verbose(env, "BUG spi %d\n", spi);
3470                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3471                         return -EFAULT;
3472                 }
3473                 bt_set_slot(bt, spi);
3474         } else if (class == BPF_STX || class == BPF_ST) {
3475                 if (bt_is_reg_set(bt, dreg))
3476                         /* stx & st shouldn't be using _scalar_ dst_reg
3477                          * to access memory. It means backtracking
3478                          * encountered a case of pointer subtraction.
3479                          */
3480                         return -ENOTSUPP;
3481                 /* scalars can only be spilled into stack */
3482                 if (insn->dst_reg != BPF_REG_FP)
3483                         return 0;
3484                 spi = (-insn->off - 1) / BPF_REG_SIZE;
3485                 if (spi >= 64) {
3486                         verbose(env, "BUG spi %d\n", spi);
3487                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3488                         return -EFAULT;
3489                 }
3490                 if (!bt_is_slot_set(bt, spi))
3491                         return 0;
3492                 bt_clear_slot(bt, spi);
3493                 if (class == BPF_STX)
3494                         bt_set_reg(bt, sreg);
3495         } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
3496                 if (bpf_pseudo_call(insn)) {
3497                         int subprog_insn_idx, subprog;
3498
3499                         subprog_insn_idx = idx + insn->imm + 1;
3500                         subprog = find_subprog(env, subprog_insn_idx);
3501                         if (subprog < 0)
3502                                 return -EFAULT;
3503
3504                         if (subprog_is_global(env, subprog)) {
3505                                 /* check that jump history doesn't have any
3506                                  * extra instructions from subprog; the next
3507                                  * instruction after call to global subprog
3508                                  * should be literally next instruction in
3509                                  * caller program
3510                                  */
3511                                 WARN_ONCE(idx + 1 != subseq_idx, "verifier backtracking bug");
3512                                 /* r1-r5 are invalidated after subprog call,
3513                                  * so for global func call it shouldn't be set
3514                                  * anymore
3515                                  */
3516                                 if (bt_reg_mask(bt) & BPF_REGMASK_ARGS) {
3517                                         verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3518                                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3519                                         return -EFAULT;
3520                                 }
3521                                 /* global subprog always sets R0 */
3522                                 bt_clear_reg(bt, BPF_REG_0);
3523                                 return 0;
3524                         } else {
3525                                 /* static subprog call instruction, which
3526                                  * means that we are exiting current subprog,
3527                                  * so only r1-r5 could be still requested as
3528                                  * precise, r0 and r6-r10 or any stack slot in
3529                                  * the current frame should be zero by now
3530                                  */
3531                                 if (bt_reg_mask(bt) & ~BPF_REGMASK_ARGS) {
3532                                         verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3533                                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3534                                         return -EFAULT;
3535                                 }
3536                                 /* we don't track register spills perfectly,
3537                                  * so fallback to force-precise instead of failing */
3538                                 if (bt_stack_mask(bt) != 0)
3539                                         return -ENOTSUPP;
3540                                 /* propagate r1-r5 to the caller */
3541                                 for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++) {
3542                                         if (bt_is_reg_set(bt, i)) {
3543                                                 bt_clear_reg(bt, i);
3544                                                 bt_set_frame_reg(bt, bt->frame - 1, i);
3545                                         }
3546                                 }
3547                                 if (bt_subprog_exit(bt))
3548                                         return -EFAULT;
3549                                 return 0;
3550                         }
3551                 } else if ((bpf_helper_call(insn) &&
3552                             is_callback_calling_function(insn->imm) &&
3553                             !is_async_callback_calling_function(insn->imm)) ||
3554                            (bpf_pseudo_kfunc_call(insn) && is_callback_calling_kfunc(insn->imm))) {
3555                         /* callback-calling helper or kfunc call, which means
3556                          * we are exiting from subprog, but unlike the subprog
3557                          * call handling above, we shouldn't propagate
3558                          * precision of r1-r5 (if any requested), as they are
3559                          * not actually arguments passed directly to callback
3560                          * subprogs
3561                          */
3562                         if (bt_reg_mask(bt) & ~BPF_REGMASK_ARGS) {
3563                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3564                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3565                                 return -EFAULT;
3566                         }
3567                         if (bt_stack_mask(bt) != 0)
3568                                 return -ENOTSUPP;
3569                         /* clear r1-r5 in callback subprog's mask */
3570                         for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++)
3571                                 bt_clear_reg(bt, i);
3572                         if (bt_subprog_exit(bt))
3573                                 return -EFAULT;
3574                         return 0;
3575                 } else if (opcode == BPF_CALL) {
3576                         /* kfunc with imm==0 is invalid and fixup_kfunc_call will
3577                          * catch this error later. Make backtracking conservative
3578                          * with ENOTSUPP.
3579                          */
3580                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL && insn->imm == 0)
3581                                 return -ENOTSUPP;
3582                         /* regular helper call sets R0 */
3583                         bt_clear_reg(bt, BPF_REG_0);
3584                         if (bt_reg_mask(bt) & BPF_REGMASK_ARGS) {
3585                                 /* if backtracing was looking for registers R1-R5
3586                                  * they should have been found already.
3587                                  */
3588                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3589                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3590                                 return -EFAULT;
3591                         }
3592                 } else if (opcode == BPF_EXIT) {
3593                         bool r0_precise;
3594
3595                         if (bt_reg_mask(bt) & BPF_REGMASK_ARGS) {
3596                                 /* if backtracing was looking for registers R1-R5
3597                                  * they should have been found already.
3598                                  */
3599                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3600                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3601                                 return -EFAULT;
3602                         }
3603
3604                         /* BPF_EXIT in subprog or callback always returns
3605                          * right after the call instruction, so by checking
3606                          * whether the instruction at subseq_idx-1 is subprog
3607                          * call or not we can distinguish actual exit from
3608                          * *subprog* from exit from *callback*. In the former
3609                          * case, we need to propagate r0 precision, if
3610                          * necessary. In the former we never do that.
3611                          */
3612                         r0_precise = subseq_idx - 1 >= 0 &&
3613                                      bpf_pseudo_call(&env->prog->insnsi[subseq_idx - 1]) &&
3614                                      bt_is_reg_set(bt, BPF_REG_0);
3615
3616                         bt_clear_reg(bt, BPF_REG_0);
3617                         if (bt_subprog_enter(bt))
3618                                 return -EFAULT;
3619
3620                         if (r0_precise)
3621                                 bt_set_reg(bt, BPF_REG_0);
3622                         /* r6-r9 and stack slots will stay set in caller frame
3623                          * bitmasks until we return back from callee(s)
3624                          */
3625                         return 0;
3626                 } else if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
3627                         if (!bt_is_reg_set(bt, dreg) && !bt_is_reg_set(bt, sreg))
3628                                 return 0;
3629                         /* dreg <cond> sreg
3630                          * Both dreg and sreg need precision before
3631                          * this insn. If only sreg was marked precise
3632                          * before it would be equally necessary to
3633                          * propagate it to dreg.
3634                          */
3635                         bt_set_reg(bt, dreg);
3636                         bt_set_reg(bt, sreg);
3637                          /* else dreg <cond> K
3638                           * Only dreg still needs precision before
3639                           * this insn, so for the K-based conditional
3640                           * there is nothing new to be marked.
3641                           */
3642                 }
3643         } else if (class == BPF_LD) {
3644                 if (!bt_is_reg_set(bt, dreg))
3645                         return 0;
3646                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3647                 /* It's ld_imm64 or ld_abs or ld_ind.
3648                  * For ld_imm64 no further tracking of precision
3649                  * into parent is necessary
3650                  */
3651                 if (mode == BPF_IND || mode == BPF_ABS)
3652                         /* to be analyzed */
3653                         return -ENOTSUPP;
3654         }
3655         return 0;
3656 }
3657
3658 /* the scalar precision tracking algorithm:
3659  * . at the start all registers have precise=false.
3660  * . scalar ranges are tracked as normal through alu and jmp insns.
3661  * . once precise value of the scalar register is used in:
3662  *   .  ptr + scalar alu
3663  *   . if (scalar cond K|scalar)
3664  *   .  helper_call(.., scalar, ...) where ARG_CONST is expected
3665  *   backtrack through the verifier states and mark all registers and
3666  *   stack slots with spilled constants that these scalar regisers
3667  *   should be precise.
3668  * . during state pruning two registers (or spilled stack slots)
3669  *   are equivalent if both are not precise.
3670  *
3671  * Note the verifier cannot simply walk register parentage chain,
3672  * since many different registers and stack slots could have been
3673  * used to compute single precise scalar.
3674  *
3675  * The approach of starting with precise=true for all registers and then
3676  * backtrack to mark a register as not precise when the verifier detects
3677  * that program doesn't care about specific value (e.g., when helper
3678  * takes register as ARG_ANYTHING parameter) is not safe.
3679  *
3680  * It's ok to walk single parentage chain of the verifier states.
3681  * It's possible that this backtracking will go all the way till 1st insn.
3682  * All other branches will be explored for needing precision later.
3683  *
3684  * The backtracking needs to deal with cases like:
3685  *   R8=map_value(id=0,off=0,ks=4,vs=1952,imm=0) R9_w=map_value(id=0,off=40,ks=4,vs=1952,imm=0)
3686  * r9 -= r8
3687  * r5 = r9
3688  * if r5 > 0x79f goto pc+7
3689  *    R5_w=inv(id=0,umax_value=1951,var_off=(0x0; 0x7ff))
3690  * r5 += 1
3691  * ...
3692  * call bpf_perf_event_output#25
3693  *   where .arg5_type = ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO
3694  *
3695  * and this case:
3696  * r6 = 1
3697  * call foo // uses callee's r6 inside to compute r0
3698  * r0 += r6
3699  * if r0 == 0 goto
3700  *
3701  * to track above reg_mask/stack_mask needs to be independent for each frame.
3702  *
3703  * Also if parent's curframe > frame where backtracking started,
3704  * the verifier need to mark registers in both frames, otherwise callees
3705  * may incorrectly prune callers. This is similar to
3706  * commit 7640ead93924 ("bpf: verifier: make sure callees don't prune with caller differences")
3707  *
3708  * For now backtracking falls back into conservative marking.
3709  */
3710 static void mark_all_scalars_precise(struct bpf_verifier_env *env,
3711                                      struct bpf_verifier_state *st)
3712 {
3713         struct bpf_func_state *func;
3714         struct bpf_reg_state *reg;
3715         int i, j;
3716
3717         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3718                 verbose(env, "mark_precise: frame%d: falling back to forcing all scalars precise\n",
3719                         st->curframe);
3720         }
3721
3722         /* big hammer: mark all scalars precise in this path.
3723          * pop_stack may still get !precise scalars.
3724          * We also skip current state and go straight to first parent state,
3725          * because precision markings in current non-checkpointed state are
3726          * not needed. See why in the comment in __mark_chain_precision below.
3727          */
3728         for (st = st->parent; st; st = st->parent) {
3729                 for (i = 0; i <= st->curframe; i++) {
3730                         func = st->frame[i];
3731                         for (j = 0; j < BPF_REG_FP; j++) {
3732                                 reg = &func->regs[j];
3733                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE || reg->precise)
3734                                         continue;
3735                                 reg->precise = true;
3736                                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3737                                         verbose(env, "force_precise: frame%d: forcing r%d to be precise\n",
3738                                                 i, j);
3739                                 }
3740                         }
3741                         for (j = 0; j < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; j++) {
3742                                 if (!is_spilled_reg(&func->stack[j]))
3743                                         continue;
3744                                 reg = &func->stack[j].spilled_ptr;
3745                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE || reg->precise)
3746                                         continue;
3747                                 reg->precise = true;
3748                                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3749                                         verbose(env, "force_precise: frame%d: forcing fp%d to be precise\n",
3750                                                 i, -(j + 1) * 8);
3751                                 }
3752                         }
3753                 }
3754         }
3755 }
3756
3757 static void mark_all_scalars_imprecise(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
3758 {
3759         struct bpf_func_state *func;
3760         struct bpf_reg_state *reg;
3761         int i, j;
3762
3763         for (i = 0; i <= st->curframe; i++) {
3764                 func = st->frame[i];
3765                 for (j = 0; j < BPF_REG_FP; j++) {
3766                         reg = &func->regs[j];
3767                         if (reg->type != SCALAR_VALUE)
3768                                 continue;
3769                         reg->precise = false;
3770                 }
3771                 for (j = 0; j < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; j++) {
3772                         if (!is_spilled_reg(&func->stack[j]))
3773                                 continue;
3774                         reg = &func->stack[j].spilled_ptr;
3775                         if (reg->type != SCALAR_VALUE)
3776                                 continue;
3777                         reg->precise = false;
3778                 }
3779         }
3780 }
3781
3782 static bool idset_contains(struct bpf_idset *s, u32 id)
3783 {
3784         u32 i;
3785
3786         for (i = 0; i < s->count; ++i)
3787                 if (s->ids[i] == id)
3788                         return true;
3789
3790         return false;
3791 }
3792
3793 static int idset_push(struct bpf_idset *s, u32 id)
3794 {
3795         if (WARN_ON_ONCE(s->count >= ARRAY_SIZE(s->ids)))
3796                 return -EFAULT;
3797         s->ids[s->count++] = id;
3798         return 0;
3799 }
3800
3801 static void idset_reset(struct bpf_idset *s)
3802 {
3803         s->count = 0;
3804 }
3805
3806 /* Collect a set of IDs for all registers currently marked as precise in env->bt.
3807  * Mark all registers with these IDs as precise.
3808  */
3809 static int mark_precise_scalar_ids(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
3810 {
3811         struct bpf_idset *precise_ids = &env->idset_scratch;
3812         struct backtrack_state *bt = &env->bt;
3813         struct bpf_func_state *func;
3814         struct bpf_reg_state *reg;
3815         DECLARE_BITMAP(mask, 64);
3816         int i, fr;
3817
3818         idset_reset(precise_ids);
3819
3820         for (fr = bt->frame; fr >= 0; fr--) {
3821                 func = st->frame[fr];
3822
3823                 bitmap_from_u64(mask, bt_frame_reg_mask(bt, fr));
3824                 for_each_set_bit(i, mask, 32) {
3825                         reg = &func->regs[i];
3826                         if (!reg->id || reg->type != SCALAR_VALUE)
3827                                 continue;
3828                         if (idset_push(precise_ids, reg->id))
3829                                 return -EFAULT;
3830                 }
3831
3832                 bitmap_from_u64(mask, bt_frame_stack_mask(bt, fr));
3833                 for_each_set_bit(i, mask, 64) {
3834                         if (i >= func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE)
3835                                 break;
3836                         if (!is_spilled_scalar_reg(&func->stack[i]))
3837                                 continue;
3838                         reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
3839                         if (!reg->id)
3840                                 continue;
3841                         if (idset_push(precise_ids, reg->id))
3842                                 return -EFAULT;
3843                 }
3844         }
3845
3846         for (fr = 0; fr <= st->curframe; ++fr) {
3847                 func = st->frame[fr];
3848
3849                 for (i = BPF_REG_0; i < BPF_REG_10; ++i) {
3850                         reg = &func->regs[i];
3851                         if (!reg->id)
3852                                 continue;
3853                         if (!idset_contains(precise_ids, reg->id))
3854                                 continue;
3855                         bt_set_frame_reg(bt, fr, i);
3856                 }
3857                 for (i = 0; i < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; ++i) {
3858                         if (!is_spilled_scalar_reg(&func->stack[i]))
3859                                 continue;
3860                         reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
3861                         if (!reg->id)
3862                                 continue;
3863                         if (!idset_contains(precise_ids, reg->id))
3864                                 continue;
3865                         bt_set_frame_slot(bt, fr, i);
3866                 }
3867         }
3868
3869         return 0;
3870 }
3871
3872 /*
3873  * __mark_chain_precision() backtracks BPF program instruction sequence and
3874  * chain of verifier states making sure that register *regno* (if regno >= 0)
3875  * and/or stack slot *spi* (if spi >= 0) are marked as precisely tracked
3876  * SCALARS, as well as any other registers and slots that contribute to
3877  * a tracked state of given registers/stack slots, depending on specific BPF
3878  * assembly instructions (see backtrack_insns() for exact instruction handling
3879  * logic). This backtracking relies on recorded jmp_history and is able to
3880  * traverse entire chain of parent states. This process ends only when all the
3881  * necessary registers/slots and their transitive dependencies are marked as
3882  * precise.
3883  *
3884  * One important and subtle aspect is that precise marks *do not matter* in
3885  * the currently verified state (current state). It is important to understand
3886  * why this is the case.
3887  *
3888  * First, note that current state is the state that is not yet "checkpointed",
3889  * i.e., it is not yet put into env->explored_states, and it has no children
3890  * states as well. It's ephemeral, and can end up either a) being discarded if
3891  * compatible explored state is found at some point or BPF_EXIT instruction is
3892  * reached or b) checkpointed and put into env->explored_states, branching out
3893  * into one or more children states.
3894  *
3895  * In the former case, precise markings in current state are completely
3896  * ignored by state comparison code (see regsafe() for details). Only
3897  * checkpointed ("old") state precise markings are important, and if old
3898  * state's register/slot is precise, regsafe() assumes current state's
3899  * register/slot as precise and checks value ranges exactly and precisely. If
3900  * states turn out to be compatible, current state's necessary precise
3901  * markings and any required parent states' precise markings are enforced
3902  * after the fact with propagate_precision() logic, after the fact. But it's
3903  * important to realize that in this case, even after marking current state
3904  * registers/slots as precise, we immediately discard current state. So what
3905  * actually matters is any of the precise markings propagated into current
3906  * state's parent states, which are always checkpointed (due to b) case above).
3907  * As such, for scenario a) it doesn't matter if current state has precise
3908  * markings set or not.
3909  *
3910  * Now, for the scenario b), checkpointing and forking into child(ren)
3911  * state(s). Note that before current state gets to checkpointing step, any
3912  * processed instruction always assumes precise SCALAR register/slot
3913  * knowledge: if precise value or range is useful to prune jump branch, BPF
3914  * verifier takes this opportunity enthusiastically. Similarly, when
3915  * register's value is used to calculate offset or memory address, exact
3916  * knowledge of SCALAR range is assumed, checked, and enforced. So, similar to
3917  * what we mentioned above about state comparison ignoring precise markings
3918  * during state comparison, BPF verifier ignores and also assumes precise
3919  * markings *at will* during instruction verification process. But as verifier
3920  * assumes precision, it also propagates any precision dependencies across
3921  * parent states, which are not yet finalized, so can be further restricted
3922  * based on new knowledge gained from restrictions enforced by their children
3923  * states. This is so that once those parent states are finalized, i.e., when
3924  * they have no more active children state, state comparison logic in
3925  * is_state_visited() would enforce strict and precise SCALAR ranges, if
3926  * required for correctness.
3927  *
3928  * To build a bit more intuition, note also that once a state is checkpointed,
3929  * the path we took to get to that state is not important. This is crucial
3930  * property for state pruning. When state is checkpointed and finalized at
3931  * some instruction index, it can be correctly and safely used to "short
3932  * circuit" any *compatible* state that reaches exactly the same instruction
3933  * index. I.e., if we jumped to that instruction from a completely different
3934  * code path than original finalized state was derived from, it doesn't
3935  * matter, current state can be discarded because from that instruction
3936  * forward having a compatible state will ensure we will safely reach the
3937  * exit. States describe preconditions for further exploration, but completely
3938  * forget the history of how we got here.
3939  *
3940  * This also means that even if we needed precise SCALAR range to get to
3941  * finalized state, but from that point forward *that same* SCALAR register is
3942  * never used in a precise context (i.e., it's precise value is not needed for
3943  * correctness), it's correct and safe to mark such register as "imprecise"
3944  * (i.e., precise marking set to false). This is what we rely on when we do
3945  * not set precise marking in current state. If no child state requires
3946  * precision for any given SCALAR register, it's safe to dictate that it can
3947  * be imprecise. If any child state does require this register to be precise,
3948  * we'll mark it precise later retroactively during precise markings
3949  * propagation from child state to parent states.
3950  *
3951  * Skipping precise marking setting in current state is a mild version of
3952  * relying on the above observation. But we can utilize this property even
3953  * more aggressively by proactively forgetting any precise marking in the
3954  * current state (which we inherited from the parent state), right before we
3955  * checkpoint it and branch off into new child state. This is done by
3956  * mark_all_scalars_imprecise() to hopefully get more permissive and generic
3957  * finalized states which help in short circuiting more future states.
3958  */
3959 static int __mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
3960 {
3961         struct backtrack_state *bt = &env->bt;
3962         struct bpf_verifier_state *st = env->cur_state;
3963         int first_idx = st->first_insn_idx;
3964         int last_idx = env->insn_idx;
3965         int subseq_idx = -1;
3966         struct bpf_func_state *func;
3967         struct bpf_reg_state *reg;
3968         bool skip_first = true;
3969         int i, fr, err;
3970
3971         if (!env->bpf_capable)
3972                 return 0;
3973
3974         /* set frame number from which we are starting to backtrack */
3975         bt_init(bt, env->cur_state->curframe);
3976
3977         /* Do sanity checks against current state of register and/or stack
3978          * slot, but don't set precise flag in current state, as precision
3979          * tracking in the current state is unnecessary.
3980          */
3981         func = st->frame[bt->frame];
3982         if (regno >= 0) {
3983                 reg = &func->regs[regno];
3984                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
3985                         WARN_ONCE(1, "backtracing misuse");
3986                         return -EFAULT;
3987                 }
3988                 bt_set_reg(bt, regno);
3989         }
3990
3991         if (bt_empty(bt))
3992                 return 0;
3993
3994         for (;;) {
3995                 DECLARE_BITMAP(mask, 64);
3996                 u32 history = st->jmp_history_cnt;
3997
3998                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3999                         verbose(env, "mark_precise: frame%d: last_idx %d first_idx %d subseq_idx %d \n",
4000                                 bt->frame, last_idx, first_idx, subseq_idx);
4001                 }
4002
4003                 /* If some register with scalar ID is marked as precise,
4004                  * make sure that all registers sharing this ID are also precise.
4005                  * This is needed to estimate effect of find_equal_scalars().
4006                  * Do this at the last instruction of each state,
4007                  * bpf_reg_state::id fields are valid for these instructions.
4008                  *
4009                  * Allows to track precision in situation like below:
4010                  *
4011                  *     r2 = unknown value
4012                  *     ...
4013                  *   --- state #0 ---
4014                  *     ...
4015                  *     r1 = r2                 // r1 and r2 now share the same ID
4016                  *     ...
4017                  *   --- state #1 {r1.id = A, r2.id = A} ---
4018                  *     ...
4019                  *     if (r2 > 10) goto exit; // find_equal_scalars() assigns range to r1
4020                  *     ...
4021                  *   --- state #2 {r1.id = A, r2.id = A} ---
4022                  *     r3 = r10
4023                  *     r3 += r1                // need to mark both r1 and r2
4024                  */
4025                 if (mark_precise_scalar_ids(env, st))
4026                         return -EFAULT;
4027
4028                 if (last_idx < 0) {
4029                         /* we are at the entry into subprog, which
4030                          * is expected for global funcs, but only if
4031                          * requested precise registers are R1-R5
4032                          * (which are global func's input arguments)
4033                          */
4034                         if (st->curframe == 0 &&
4035                             st->frame[0]->subprogno > 0 &&
4036                             st->frame[0]->callsite == BPF_MAIN_FUNC &&
4037                             bt_stack_mask(bt) == 0 &&
4038                             (bt_reg_mask(bt) & ~BPF_REGMASK_ARGS) == 0) {
4039                                 bitmap_from_u64(mask, bt_reg_mask(bt));
4040                                 for_each_set_bit(i, mask, 32) {
4041                                         reg = &st->frame[0]->regs[i];
4042                                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
4043                                                 bt_clear_reg(bt, i);
4044                                                 continue;
4045                                         }
4046                                         reg->precise = true;
4047                                 }
4048                                 return 0;
4049                         }
4050
4051                         verbose(env, "BUG backtracking func entry subprog %d reg_mask %x stack_mask %llx\n",
4052                                 st->frame[0]->subprogno, bt_reg_mask(bt), bt_stack_mask(bt));
4053                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
4054                         return -EFAULT;
4055                 }
4056
4057                 for (i = last_idx;;) {
4058                         if (skip_first) {
4059                                 err = 0;
4060                                 skip_first = false;
4061                         } else {
4062                                 err = backtrack_insn(env, i, subseq_idx, bt);
4063                         }
4064                         if (err == -ENOTSUPP) {
4065                                 mark_all_scalars_precise(env, env->cur_state);
4066                                 bt_reset(bt);
4067                                 return 0;
4068                         } else if (err) {
4069                                 return err;
4070                         }
4071                         if (bt_empty(bt))
4072                                 /* Found assignment(s) into tracked register in this state.
4073                                  * Since this state is already marked, just return.
4074                                  * Nothing to be tracked further in the parent state.
4075                                  */
4076                                 return 0;
4077                         if (i == first_idx)
4078                                 break;
4079                         subseq_idx = i;
4080                         i = get_prev_insn_idx(st, i, &history);
4081                         if (i >= env->prog->len) {
4082                                 /* This can happen if backtracking reached insn 0
4083                                  * and there are still reg_mask or stack_mask
4084                                  * to backtrack.
4085                                  * It means the backtracking missed the spot where
4086                                  * particular register was initialized with a constant.
4087                                  */
4088                                 verbose(env, "BUG backtracking idx %d\n", i);
4089                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
4090                                 return -EFAULT;
4091                         }
4092                 }
4093                 st = st->parent;
4094                 if (!st)
4095                         break;
4096
4097                 for (fr = bt->frame; fr >= 0; fr--) {
4098                         func = st->frame[fr];
4099                         bitmap_from_u64(mask, bt_frame_reg_mask(bt, fr));
4100                         for_each_set_bit(i, mask, 32) {
4101                                 reg = &func->regs[i];
4102                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
4103                                         bt_clear_frame_reg(bt, fr, i);
4104                                         continue;
4105                                 }
4106                                 if (reg->precise)
4107                                         bt_clear_frame_reg(bt, fr, i);
4108                                 else
4109                                         reg->precise = true;
4110                         }
4111
4112                         bitmap_from_u64(mask, bt_frame_stack_mask(bt, fr));
4113                         for_each_set_bit(i, mask, 64) {
4114                                 if (i >= func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE) {
4115                                         /* the sequence of instructions:
4116                                          * 2: (bf) r3 = r10
4117                                          * 3: (7b) *(u64 *)(r3 -8) = r0
4118                                          * 4: (79) r4 = *(u64 *)(r10 -8)
4119                                          * doesn't contain jmps. It's backtracked
4120                                          * as a single block.
4121                                          * During backtracking insn 3 is not recognized as
4122                                          * stack access, so at the end of backtracking
4123                                          * stack slot fp-8 is still marked in stack_mask.
4124                                          * However the parent state may not have accessed
4125                                          * fp-8 and it's "unallocated" stack space.
4126                                          * In such case fallback to conservative.
4127                                          */
4128                                         mark_all_scalars_precise(env, env->cur_state);
4129                                         bt_reset(bt);
4130                                         return 0;
4131                                 }
4132
4133                                 if (!is_spilled_scalar_reg(&func->stack[i])) {
4134                                         bt_clear_frame_slot(bt, fr, i);
4135                                         continue;
4136                                 }
4137                                 reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
4138                                 if (reg->precise)
4139                                         bt_clear_frame_slot(bt, fr, i);
4140                                 else
4141                                         reg->precise = true;
4142                         }
4143                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
4144                                 fmt_reg_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN,
4145                                              bt_frame_reg_mask(bt, fr));
4146                                 verbose(env, "mark_precise: frame%d: parent state regs=%s ",
4147                                         fr, env->tmp_str_buf);
4148                                 fmt_stack_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN,
4149                                                bt_frame_stack_mask(bt, fr));
4150                                 verbose(env, "stack=%s: ", env->tmp_str_buf);
4151                                 print_verifier_state(env, func, true);
4152                         }
4153                 }
4154
4155                 if (bt_empty(bt))
4156                         return 0;
4157
4158                 subseq_idx = first_idx;
4159                 last_idx = st->last_insn_idx;
4160                 first_idx = st->first_insn_idx;
4161         }
4162
4163         /* if we still have requested precise regs or slots, we missed
4164          * something (e.g., stack access through non-r10 register), so
4165          * fallback to marking all precise
4166          */
4167         if (!bt_empty(bt)) {
4168                 mark_all_scalars_precise(env, env->cur_state);
4169                 bt_reset(bt);
4170         }
4171
4172         return 0;
4173 }
4174
4175 int mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4176 {
4177         return __mark_chain_precision(env, regno);
4178 }
4179
4180 /* mark_chain_precision_batch() assumes that env->bt is set in the caller to
4181  * desired reg and stack masks across all relevant frames
4182  */
4183 static int mark_chain_precision_batch(struct bpf_verifier_env *env)
4184 {
4185         return __mark_chain_precision(env, -1);
4186 }
4187
4188 static bool is_spillable_regtype(enum bpf_reg_type type)
4189 {
4190         switch (base_type(type)) {
4191         case PTR_TO_MAP_VALUE:
4192         case PTR_TO_STACK:
4193         case PTR_TO_CTX:
4194         case PTR_TO_PACKET:
4195         case PTR_TO_PACKET_META:
4196         case PTR_TO_PACKET_END:
4197         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
4198         case CONST_PTR_TO_MAP:
4199         case PTR_TO_SOCKET:
4200         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
4201         case PTR_TO_TCP_SOCK:
4202         case PTR_TO_XDP_SOCK:
4203         case PTR_TO_BTF_ID:
4204         case PTR_TO_BUF:
4205         case PTR_TO_MEM:
4206         case PTR_TO_FUNC:
4207         case PTR_TO_MAP_KEY:
4208                 return true;
4209         default:
4210                 return false;
4211         }
4212 }
4213
4214 /* Does this register contain a constant zero? */
4215 static bool register_is_null(struct bpf_reg_state *reg)
4216 {
4217         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
4218 }
4219
4220 static bool register_is_const(struct bpf_reg_state *reg)
4221 {
4222         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_is_const(reg->var_off);
4223 }
4224
4225 static bool __is_scalar_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
4226 {
4227         return tnum_is_unknown(reg->var_off) &&
4228                reg->smin_value == S64_MIN && reg->smax_value == S64_MAX &&
4229                reg->umin_value == 0 && reg->umax_value == U64_MAX &&
4230                reg->s32_min_value == S32_MIN && reg->s32_max_value == S32_MAX &&
4231                reg->u32_min_value == 0 && reg->u32_max_value == U32_MAX;
4232 }
4233
4234 static bool register_is_bounded(struct bpf_reg_state *reg)
4235 {
4236         return reg->type == SCALAR_VALUE && !__is_scalar_unbounded(reg);
4237 }
4238
4239 static bool __is_pointer_value(bool allow_ptr_leaks,
4240                                const struct bpf_reg_state *reg)
4241 {
4242         if (allow_ptr_leaks)
4243                 return false;
4244
4245         return reg->type != SCALAR_VALUE;
4246 }
4247
4248 /* Copy src state preserving dst->parent and dst->live fields */
4249 static void copy_register_state(struct bpf_reg_state *dst, const struct bpf_reg_state *src)
4250 {
4251         struct bpf_reg_state *parent = dst->parent;
4252         enum bpf_reg_liveness live = dst->live;
4253
4254         *dst = *src;
4255         dst->parent = parent;
4256         dst->live = live;
4257 }
4258
4259 static void save_register_state(struct bpf_func_state *state,
4260                                 int spi, struct bpf_reg_state *reg,
4261                                 int size)
4262 {
4263         int i;
4264
4265         copy_register_state(&state->stack[spi].spilled_ptr, reg);
4266         if (size == BPF_REG_SIZE)
4267                 state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4268
4269         for (i = BPF_REG_SIZE; i > BPF_REG_SIZE - size; i--)
4270                 state->stack[spi].slot_type[i - 1] = STACK_SPILL;
4271
4272         /* size < 8 bytes spill */
4273         for (; i; i--)
4274                 scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[i - 1]);
4275 }
4276
4277 static bool is_bpf_st_mem(struct bpf_insn *insn)
4278 {
4279         return BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ST && BPF_MODE(insn->code) == BPF_MEM;
4280 }
4281
4282 /* check_stack_{read,write}_fixed_off functions track spill/fill of registers,
4283  * stack boundary and alignment are checked in check_mem_access()
4284  */
4285 static int check_stack_write_fixed_off(struct bpf_verifier_env *env,
4286                                        /* stack frame we're writing to */
4287                                        struct bpf_func_state *state,
4288                                        int off, int size, int value_regno,
4289                                        int insn_idx)
4290 {
4291         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
4292         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE, err;
4293         struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[insn_idx];
4294         struct bpf_reg_state *reg = NULL;
4295         u32 dst_reg = insn->dst_reg;
4296
4297         err = grow_stack_state(state, round_up(slot + 1, BPF_REG_SIZE));
4298         if (err)
4299                 return err;
4300         /* caller checked that off % size == 0 and -MAX_BPF_STACK <= off < 0,
4301          * so it's aligned access and [off, off + size) are within stack limits
4302          */
4303         if (!env->allow_ptr_leaks &&
4304             state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL &&
4305             size != BPF_REG_SIZE) {
4306                 verbose(env, "attempt to corrupt spilled pointer on stack\n");
4307                 return -EACCES;
4308         }
4309
4310         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
4311         if (value_regno >= 0)
4312                 reg = &cur->regs[value_regno];
4313         if (!env->bypass_spec_v4) {
4314                 bool sanitize = reg && is_spillable_regtype(reg->type);
4315
4316                 for (i = 0; i < size; i++) {
4317                         u8 type = state->stack[spi].slot_type[i];
4318
4319                         if (type != STACK_MISC && type != STACK_ZERO) {
4320                                 sanitize = true;
4321                                 break;
4322                         }
4323                 }
4324
4325                 if (sanitize)
4326                         env->insn_aux_data[insn_idx].sanitize_stack_spill = true;
4327         }
4328
4329         err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi);
4330         if (err)
4331                 return err;
4332
4333         mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4334         if (reg && !(off % BPF_REG_SIZE) && register_is_bounded(reg) &&
4335             !register_is_null(reg) && env->bpf_capable) {
4336                 if (dst_reg != BPF_REG_FP) {
4337                         /* The backtracking logic can only recognize explicit
4338                          * stack slot address like [fp - 8]. Other spill of
4339                          * scalar via different register has to be conservative.
4340                          * Backtrack from here and mark all registers as precise
4341                          * that contributed into 'reg' being a constant.
4342                          */
4343                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
4344                         if (err)
4345                                 return err;
4346                 }
4347                 save_register_state(state, spi, reg, size);
4348                 /* Break the relation on a narrowing spill. */
4349                 if (fls64(reg->umax_value) > BITS_PER_BYTE * size)
4350                         state->stack[spi].spilled_ptr.id = 0;
4351         } else if (!reg && !(off % BPF_REG_SIZE) && is_bpf_st_mem(insn) &&
4352                    insn->imm != 0 && env->bpf_capable) {
4353                 struct bpf_reg_state fake_reg = {};
4354
4355                 __mark_reg_known(&fake_reg, (u32)insn->imm);
4356                 fake_reg.type = SCALAR_VALUE;
4357                 save_register_state(state, spi, &fake_reg, size);
4358         } else if (reg && is_spillable_regtype(reg->type)) {
4359                 /* register containing pointer is being spilled into stack */
4360                 if (size != BPF_REG_SIZE) {
4361                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
4362                         verbose(env, "invalid size of register spill\n");
4363                         return -EACCES;
4364                 }
4365                 if (state != cur && reg->type == PTR_TO_STACK) {
4366                         verbose(env, "cannot spill pointers to stack into stack frame of the caller\n");
4367                         return -EINVAL;
4368                 }
4369                 save_register_state(state, spi, reg, size);
4370         } else {
4371                 u8 type = STACK_MISC;
4372
4373                 /* regular write of data into stack destroys any spilled ptr */
4374                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
4375                 /* Mark slots as STACK_MISC if they belonged to spilled ptr/dynptr/iter. */
4376                 if (is_stack_slot_special(&state->stack[spi]))
4377                         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++)
4378                                 scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[i]);
4379
4380                 /* only mark the slot as written if all 8 bytes were written
4381                  * otherwise read propagation may incorrectly stop too soon
4382                  * when stack slots are partially written.
4383                  * This heuristic means that read propagation will be
4384                  * conservative, since it will add reg_live_read marks
4385                  * to stack slots all the way to first state when programs
4386                  * writes+reads less than 8 bytes
4387                  */
4388                 if (size == BPF_REG_SIZE)
4389                         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4390
4391                 /* when we zero initialize stack slots mark them as such */
4392                 if ((reg && register_is_null(reg)) ||
4393                     (!reg && is_bpf_st_mem(insn) && insn->imm == 0)) {
4394                         /* backtracking doesn't work for STACK_ZERO yet. */
4395                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
4396                         if (err)
4397                                 return err;
4398                         type = STACK_ZERO;
4399                 }
4400
4401                 /* Mark slots affected by this stack write. */
4402                 for (i = 0; i < size; i++)
4403                         state->stack[spi].slot_type[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] =
4404                                 type;
4405         }
4406         return 0;
4407 }
4408
4409 /* Write the stack: 'stack[ptr_regno + off] = value_regno'. 'ptr_regno' is
4410  * known to contain a variable offset.
4411  * This function checks whether the write is permitted and conservatively
4412  * tracks the effects of the write, considering that each stack slot in the
4413  * dynamic range is potentially written to.
4414  *
4415  * 'off' includes 'regno->off'.
4416  * 'value_regno' can be -1, meaning that an unknown value is being written to
4417  * the stack.
4418  *
4419  * Spilled pointers in range are not marked as written because we don't know
4420  * what's going to be actually written. This means that read propagation for
4421  * future reads cannot be terminated by this write.
4422  *
4423  * For privileged programs, uninitialized stack slots are considered
4424  * initialized by this write (even though we don't know exactly what offsets
4425  * are going to be written to). The idea is that we don't want the verifier to
4426  * reject future reads that access slots written to through variable offsets.
4427  */
4428 static int check_stack_write_var_off(struct bpf_verifier_env *env,
4429                                      /* func where register points to */
4430                                      struct bpf_func_state *state,
4431                                      int ptr_regno, int off, int size,
4432                                      int value_regno, int insn_idx)
4433 {
4434         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
4435         int min_off, max_off;
4436         int i, err;
4437         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, *value_reg = NULL;
4438         struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[insn_idx];
4439         bool writing_zero = false;
4440         /* set if the fact that we're writing a zero is used to let any
4441          * stack slots remain STACK_ZERO
4442          */
4443         bool zero_used = false;
4444
4445         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
4446         ptr_reg = &cur->regs[ptr_regno];
4447         min_off = ptr_reg->smin_value + off;
4448         max_off = ptr_reg->smax_value + off + size;
4449         if (value_regno >= 0)
4450                 value_reg = &cur->regs[value_regno];
4451         if ((value_reg && register_is_null(value_reg)) ||
4452             (!value_reg && is_bpf_st_mem(insn) && insn->imm == 0))
4453                 writing_zero = true;
4454
4455         err = grow_stack_state(state, round_up(-min_off, BPF_REG_SIZE));
4456         if (err)
4457                 return err;
4458
4459         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
4460                 int spi;
4461
4462                 spi = __get_spi(i);
4463                 err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi);
4464                 if (err)
4465                         return err;
4466         }
4467
4468         /* Variable offset writes destroy any spilled pointers in range. */
4469         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
4470                 u8 new_type, *stype;
4471                 int slot, spi;
4472
4473                 slot = -i - 1;
4474                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
4475                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
4476                 mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4477
4478                 if (!env->allow_ptr_leaks && *stype != STACK_MISC && *stype != STACK_ZERO) {
4479                         /* Reject the write if range we may write to has not
4480                          * been initialized beforehand. If we didn't reject
4481                          * here, the ptr status would be erased below (even
4482                          * though not all slots are actually overwritten),
4483                          * possibly opening the door to leaks.
4484                          *
4485                          * We do however catch STACK_INVALID case below, and
4486                          * only allow reading possibly uninitialized memory
4487                          * later for CAP_PERFMON, as the write may not happen to
4488                          * that slot.
4489                          */
4490                         verbose(env, "spilled ptr in range of var-offset stack write; insn %d, ptr off: %d",
4491                                 insn_idx, i);
4492                         return -EINVAL;
4493                 }
4494
4495                 /* Erase all spilled pointers. */
4496                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
4497
4498                 /* Update the slot type. */
4499                 new_type = STACK_MISC;
4500                 if (writing_zero && *stype == STACK_ZERO) {
4501                         new_type = STACK_ZERO;
4502                         zero_used = true;
4503                 }
4504                 /* If the slot is STACK_INVALID, we check whether it's OK to
4505                  * pretend that it will be initialized by this write. The slot
4506                  * might not actually be written to, and so if we mark it as
4507                  * initialized future reads might leak uninitialized memory.
4508                  * For privileged programs, we will accept such reads to slots
4509                  * that may or may not be written because, if we're reject
4510                  * them, the error would be too confusing.
4511                  */
4512                 if (*stype == STACK_INVALID && !env->allow_uninit_stack) {
4513                         verbose(env, "uninit stack in range of var-offset write prohibited for !root; insn %d, off: %d",
4514                                         insn_idx, i);
4515                         return -EINVAL;
4516                 }
4517                 *stype = new_type;
4518         }
4519         if (zero_used) {
4520                 /* backtracking doesn't work for STACK_ZERO yet. */
4521                 err = mark_chain_precision(env, value_regno);
4522                 if (err)
4523                         return err;
4524         }
4525         return 0;
4526 }
4527
4528 /* When register 'dst_regno' is assigned some values from stack[min_off,
4529  * max_off), we set the register's type according to the types of the
4530  * respective stack slots. If all the stack values are known to be zeros, then
4531  * so is the destination reg. Otherwise, the register is considered to be
4532  * SCALAR. This function does not deal with register filling; the caller must
4533  * ensure that all spilled registers in the stack range have been marked as
4534  * read.
4535  */
4536 static void mark_reg_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
4537                                 /* func where src register points to */
4538                                 struct bpf_func_state *ptr_state,
4539                                 int min_off, int max_off, int dst_regno)
4540 {
4541         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4542         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
4543         int i, slot, spi;
4544         u8 *stype;
4545         int zeros = 0;
4546
4547         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
4548                 slot = -i - 1;
4549                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
4550                 mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4551                 stype = ptr_state->stack[spi].slot_type;
4552                 if (stype[slot % BPF_REG_SIZE] != STACK_ZERO)
4553                         break;
4554                 zeros++;
4555         }
4556         if (zeros == max_off - min_off) {
4557                 /* any access_size read into register is zero extended,
4558                  * so the whole register == const_zero
4559                  */
4560                 __mark_reg_const_zero(&state->regs[dst_regno]);
4561                 /* backtracking doesn't support STACK_ZERO yet,
4562                  * so mark it precise here, so that later
4563                  * backtracking can stop here.
4564                  * Backtracking may not need this if this register
4565                  * doesn't participate in pointer adjustment.
4566                  * Forward propagation of precise flag is not
4567                  * necessary either. This mark is only to stop
4568                  * backtracking. Any register that contributed
4569                  * to const 0 was marked precise before spill.
4570                  */
4571                 state->regs[dst_regno].precise = true;
4572         } else {
4573                 /* have read misc data from the stack */
4574                 mark_reg_unknown(env, state->regs, dst_regno);
4575         }
4576         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4577 }
4578
4579 /* Read the stack at 'off' and put the results into the register indicated by
4580  * 'dst_regno'. It handles reg filling if the addressed stack slot is a
4581  * spilled reg.
4582  *
4583  * 'dst_regno' can be -1, meaning that the read value is not going to a
4584  * register.
4585  *
4586  * The access is assumed to be within the current stack bounds.
4587  */
4588 static int check_stack_read_fixed_off(struct bpf_verifier_env *env,
4589                                       /* func where src register points to */
4590                                       struct bpf_func_state *reg_state,
4591                                       int off, int size, int dst_regno)
4592 {
4593         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4594         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
4595         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE;
4596         struct bpf_reg_state *reg;
4597         u8 *stype, type;
4598
4599         stype = reg_state->stack[spi].slot_type;
4600         reg = &reg_state->stack[spi].spilled_ptr;
4601
4602         mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4603
4604         if (is_spilled_reg(&reg_state->stack[spi])) {
4605                 u8 spill_size = 1;
4606
4607                 for (i = BPF_REG_SIZE - 1; i > 0 && stype[i - 1] == STACK_SPILL; i--)
4608                         spill_size++;
4609
4610                 if (size != BPF_REG_SIZE || spill_size != BPF_REG_SIZE) {
4611                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
4612                                 verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
4613                                 verbose(env, "invalid size of register fill\n");
4614                                 return -EACCES;
4615                         }
4616
4617                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
4618                         if (dst_regno < 0)
4619                                 return 0;
4620
4621                         if (!(off % BPF_REG_SIZE) && size == spill_size) {
4622                                 /* The earlier check_reg_arg() has decided the
4623                                  * subreg_def for this insn.  Save it first.
4624                                  */
4625                                 s32 subreg_def = state->regs[dst_regno].subreg_def;
4626
4627                                 copy_register_state(&state->regs[dst_regno], reg);
4628                                 state->regs[dst_regno].subreg_def = subreg_def;
4629                         } else {
4630                                 for (i = 0; i < size; i++) {
4631                                         type = stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE];
4632                                         if (type == STACK_SPILL)
4633                                                 continue;
4634                                         if (type == STACK_MISC)
4635                                                 continue;
4636                                         if (type == STACK_INVALID && env->allow_uninit_stack)
4637                                                 continue;
4638                                         verbose(env, "invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
4639                                                 off, i, size);
4640                                         return -EACCES;
4641                                 }
4642                                 mark_reg_unknown(env, state->regs, dst_regno);
4643                         }
4644                         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4645                         return 0;
4646                 }
4647
4648                 if (dst_regno >= 0) {
4649                         /* restore register state from stack */
4650                         copy_register_state(&state->regs[dst_regno], reg);
4651                         /* mark reg as written since spilled pointer state likely
4652                          * has its liveness marks cleared by is_state_visited()
4653                          * which resets stack/reg liveness for state transitions
4654                          */
4655                         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4656                 } else if (__is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg)) {
4657                         /* If dst_regno==-1, the caller is asking us whether
4658                          * it is acceptable to use this value as a SCALAR_VALUE
4659                          * (e.g. for XADD).
4660                          * We must not allow unprivileged callers to do that
4661                          * with spilled pointers.
4662                          */
4663                         verbose(env, "leaking pointer from stack off %d\n",
4664                                 off);
4665                         return -EACCES;
4666                 }
4667                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
4668         } else {
4669                 for (i = 0; i < size; i++) {
4670                         type = stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE];
4671                         if (type == STACK_MISC)
4672                                 continue;
4673                         if (type == STACK_ZERO)
4674                                 continue;
4675                         if (type == STACK_INVALID && env->allow_uninit_stack)
4676                                 continue;
4677                         verbose(env, "invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
4678                                 off, i, size);
4679                         return -EACCES;
4680                 }
4681                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
4682                 if (dst_regno >= 0)
4683                         mark_reg_stack_read(env, reg_state, off, off + size, dst_regno);
4684         }
4685         return 0;
4686 }
4687
4688 enum bpf_access_src {
4689         ACCESS_DIRECT = 1,  /* the access is performed by an instruction */
4690         ACCESS_HELPER = 2,  /* the access is performed by a helper */
4691 };
4692
4693 static int check_stack_range_initialized(struct bpf_verifier_env *env,
4694                                          int regno, int off, int access_size,
4695                                          bool zero_size_allowed,
4696                                          enum bpf_access_src type,
4697                                          struct bpf_call_arg_meta *meta);
4698
4699 static struct bpf_reg_state *reg_state(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4700 {
4701         return cur_regs(env) + regno;
4702 }
4703
4704 /* Read the stack at 'ptr_regno + off' and put the result into the register
4705  * 'dst_regno'.
4706  * 'off' includes the pointer register's fixed offset(i.e. 'ptr_regno.off'),
4707  * but not its variable offset.
4708  * 'size' is assumed to be <= reg size and the access is assumed to be aligned.
4709  *
4710  * As opposed to check_stack_read_fixed_off, this function doesn't deal with
4711  * filling registers (i.e. reads of spilled register cannot be detected when
4712  * the offset is not fixed). We conservatively mark 'dst_regno' as containing
4713  * SCALAR_VALUE. That's why we assert that the 'ptr_regno' has a variable
4714  * offset; for a fixed offset check_stack_read_fixed_off should be used
4715  * instead.
4716  */
4717 static int check_stack_read_var_off(struct bpf_verifier_env *env,
4718                                     int ptr_regno, int off, int size, int dst_regno)
4719 {
4720         /* The state of the source register. */
4721         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
4722         struct bpf_func_state *ptr_state = func(env, reg);
4723         int err;
4724         int min_off, max_off;
4725
4726         /* Note that we pass a NULL meta, so raw access will not be permitted.
4727          */
4728         err = check_stack_range_initialized(env, ptr_regno, off, size,
4729                                             false, ACCESS_DIRECT, NULL);
4730         if (err)
4731                 return err;
4732
4733         min_off = reg->smin_value + off;
4734         max_off = reg->smax_value + off;
4735         mark_reg_stack_read(env, ptr_state, min_off, max_off + size, dst_regno);
4736         return 0;
4737 }
4738
4739 /* check_stack_read dispatches to check_stack_read_fixed_off or
4740  * check_stack_read_var_off.
4741  *
4742  * The caller must ensure that the offset falls within the allocated stack
4743  * bounds.
4744  *
4745  * 'dst_regno' is a register which will receive the value from the stack. It
4746  * can be -1, meaning that the read value is not going to a register.
4747  */
4748 static int check_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
4749                             int ptr_regno, int off, int size,
4750                             int dst_regno)
4751 {
4752         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
4753         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
4754         int err;
4755         /* Some accesses are only permitted with a static offset. */
4756         bool var_off = !tnum_is_const(reg->var_off);
4757
4758         /* The offset is required to be static when reads don't go to a
4759          * register, in order to not leak pointers (see
4760          * check_stack_read_fixed_off).
4761          */
4762         if (dst_regno < 0 && var_off) {
4763                 char tn_buf[48];
4764
4765                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4766                 verbose(env, "variable offset stack pointer cannot be passed into helper function; var_off=%s off=%d size=%d\n",
4767                         tn_buf, off, size);
4768                 return -EACCES;
4769         }
4770         /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for simplicity
4771          * since it requires corresponding support in Spectre masking for stack
4772          * ALU. See also retrieve_ptr_limit(). The check in
4773          * check_stack_access_for_ptr_arithmetic() called by
4774          * adjust_ptr_min_max_vals() prevents users from creating stack pointers
4775          * with variable offsets, therefore no check is required here. Further,
4776          * just checking it here would be insufficient as speculative stack
4777          * writes could still lead to unsafe speculative behaviour.
4778          */
4779         if (!var_off) {
4780                 off += reg->var_off.value;
4781                 err = check_stack_read_fixed_off(env, state, off, size,
4782                                                  dst_regno);
4783         } else {
4784                 /* Variable offset stack reads need more conservative handling
4785                  * than fixed offset ones. Note that dst_regno >= 0 on this
4786                  * branch.
4787                  */
4788                 err = check_stack_read_var_off(env, ptr_regno, off, size,
4789                                                dst_regno);
4790         }
4791         return err;
4792 }
4793
4794
4795 /* check_stack_write dispatches to check_stack_write_fixed_off or
4796  * check_stack_write_var_off.
4797  *
4798  * 'ptr_regno' is the register used as a pointer into the stack.
4799  * 'off' includes 'ptr_regno->off', but not its variable offset (if any).
4800  * 'value_regno' is the register whose value we're writing to the stack. It can
4801  * be -1, meaning that we're not writing from a register.
4802  *
4803  * The caller must ensure that the offset falls within the maximum stack size.
4804  */
4805 static int check_stack_write(struct bpf_verifier_env *env,
4806                              int ptr_regno, int off, int size,
4807                              int value_regno, int insn_idx)
4808 {
4809         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
4810         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
4811         int err;
4812
4813         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
4814                 off += reg->var_off.value;
4815                 err = check_stack_write_fixed_off(env, state, off, size,
4816                                                   value_regno, insn_idx);
4817         } else {
4818                 /* Variable offset stack reads need more conservative handling
4819                  * than fixed offset ones.
4820                  */
4821                 err = check_stack_write_var_off(env, state,
4822                                                 ptr_regno, off, size,
4823                                                 value_regno, insn_idx);
4824         }
4825         return err;
4826 }
4827
4828 static int check_map_access_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
4829                                  int off, int size, enum bpf_access_type type)
4830 {
4831         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
4832         struct bpf_map *map = regs[regno].map_ptr;
4833         u32 cap = bpf_map_flags_to_cap(map);
4834
4835         if (type == BPF_WRITE && !(cap & BPF_MAP_CAN_WRITE)) {
4836                 verbose(env, "write into map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
4837                         map->value_size, off, size);
4838                 return -EACCES;
4839         }
4840
4841         if (type == BPF_READ && !(cap & BPF_MAP_CAN_READ)) {
4842                 verbose(env, "read from map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
4843                         map->value_size, off, size);
4844                 return -EACCES;
4845         }
4846
4847         return 0;
4848 }
4849
4850 /* check read/write into memory region (e.g., map value, ringbuf sample, etc) */
4851 static int __check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
4852                               int off, int size, u32 mem_size,
4853                               bool zero_size_allowed)
4854 {
4855         bool size_ok = size > 0 || (size == 0 && zero_size_allowed);
4856         struct bpf_reg_state *reg;
4857
4858         if (off >= 0 && size_ok && (u64)off + size <= mem_size)
4859                 return 0;
4860
4861         reg = &cur_regs(env)[regno];
4862         switch (reg->type) {
4863         case PTR_TO_MAP_KEY:
4864                 verbose(env, "invalid access to map key, key_size=%d off=%d size=%d\n",
4865                         mem_size, off, size);
4866                 break;
4867         case PTR_TO_MAP_VALUE:
4868                 verbose(env, "invalid access to map value, value_size=%d off=%d size=%d\n",
4869                         mem_size, off, size);
4870                 break;
4871         case PTR_TO_PACKET:
4872         case PTR_TO_PACKET_META:
4873         case PTR_TO_PACKET_END:
4874                 verbose(env, "invalid access to packet, off=%d size=%d, R%d(id=%d,off=%d,r=%d)\n",
4875                         off, size, regno, reg->id, off, mem_size);
4876                 break;
4877         case PTR_TO_MEM:
4878         default:
4879                 verbose(env, "invalid access to memory, mem_size=%u off=%d size=%d\n",
4880                         mem_size, off, size);
4881         }
4882
4883         return -EACCES;
4884 }
4885
4886 /* check read/write into a memory region with possible variable offset */
4887 static int check_mem_region_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
4888                                    int off, int size, u32 mem_size,
4889                                    bool zero_size_allowed)
4890 {
4891         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4892         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
4893         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
4894         int err;
4895
4896         /* We may have adjusted the register pointing to memory region, so we
4897          * need to try adding each of min_value and max_value to off
4898          * to make sure our theoretical access will be safe.
4899          *
4900          * The minimum value is only important with signed
4901          * comparisons where we can't assume the floor of a
4902          * value is 0.  If we are using signed variables for our
4903          * index'es we need to make sure that whatever we use
4904          * will have a set floor within our range.
4905          */
4906         if (reg->smin_value < 0 &&
4907             (reg->smin_value == S64_MIN ||
4908              (off + reg->smin_value != (s64)(s32)(off + reg->smin_value)) ||
4909               reg->smin_value + off < 0)) {
4910                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
4911                         regno);
4912                 return -EACCES;
4913         }
4914         err = __check_mem_access(env, regno, reg->smin_value + off, size,
4915                                  mem_size, zero_size_allowed);
4916         if (err) {
4917                 verbose(env, "R%d min value is outside of the allowed memory range\n",
4918                         regno);
4919                 return err;
4920         }
4921
4922         /* If we haven't set a max value then we need to bail since we can't be
4923          * sure we won't do bad things.
4924          * If reg->umax_value + off could overflow, treat that as unbounded too.
4925          */
4926         if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
4927                 verbose(env, "R%d unbounded memory access, make sure to bounds check any such access\n",
4928                         regno);
4929                 return -EACCES;
4930         }
4931         err = __check_mem_access(env, regno, reg->umax_value + off, size,
4932                                  mem_size, zero_size_allowed);
4933         if (err) {
4934                 verbose(env, "R%d max value is outside of the allowed memory range\n",
4935                         regno);
4936                 return err;
4937         }
4938
4939         return 0;
4940 }
4941
4942 static int __check_ptr_off_reg(struct bpf_verifier_env *env,
4943                                const struct bpf_reg_state *reg, int regno,
4944                                bool fixed_off_ok)
4945 {
4946         /* Access to this pointer-typed register or passing it to a helper
4947          * is only allowed in its original, unmodified form.
4948          */
4949
4950         if (reg->off < 0) {
4951                 verbose(env, "negative offset %s ptr R%d off=%d disallowed\n",
4952                         reg_type_str(env, reg->type), regno, reg->off);
4953                 return -EACCES;
4954         }
4955
4956         if (!fixed_off_ok && reg->off) {
4957                 verbose(env, "dereference of modified %s ptr R%d off=%d disallowed\n",
4958                         reg_type_str(env, reg->type), regno, reg->off);
4959                 return -EACCES;
4960         }
4961
4962         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
4963                 char tn_buf[48];
4964
4965                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4966                 verbose(env, "variable %s access var_off=%s disallowed\n",
4967                         reg_type_str(env, reg->type), tn_buf);
4968                 return -EACCES;
4969         }
4970
4971         return 0;
4972 }
4973
4974 int check_ptr_off_reg(struct bpf_verifier_env *env,
4975                       const struct bpf_reg_state *reg, int regno)
4976 {
4977         return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
4978 }
4979
4980 static int map_kptr_match_type(struct bpf_verifier_env *env,
4981                                struct btf_field *kptr_field,
4982                                struct bpf_reg_state *reg, u32 regno)
4983 {
4984         const char *targ_name = btf_type_name(kptr_field->kptr.btf, kptr_field->kptr.btf_id);
4985         int perm_flags = PTR_MAYBE_NULL | PTR_TRUSTED | MEM_RCU;
4986         const char *reg_name = "";
4987
4988         /* Only unreferenced case accepts untrusted pointers */
4989         if (kptr_field->type == BPF_KPTR_UNREF)
4990                 perm_flags |= PTR_UNTRUSTED;
4991
4992         if (base_type(reg->type) != PTR_TO_BTF_ID || (type_flag(reg->type) & ~perm_flags))
4993                 goto bad_type;
4994
4995         if (!btf_is_kernel(reg->btf)) {
4996                 verbose(env, "R%d must point to kernel BTF\n", regno);
4997                 return -EINVAL;
4998         }
4999         /* We need to verify reg->type and reg->btf, before accessing reg->btf */
5000         reg_name = btf_type_name(reg->btf, reg->btf_id);
5001
5002         /* For ref_ptr case, release function check should ensure we get one
5003          * referenced PTR_TO_BTF_ID, and that its fixed offset is 0. For the
5004          * normal store of unreferenced kptr, we must ensure var_off is zero.
5005          * Since ref_ptr cannot be accessed directly by BPF insns, checks for
5006          * reg->off and reg->ref_obj_id are not needed here.
5007          */
5008         if (__check_ptr_off_reg(env, reg, regno, true))
5009                 return -EACCES;
5010
5011         /* A full type match is needed, as BTF can be vmlinux or module BTF, and
5012          * we also need to take into account the reg->off.
5013          *
5014          * We want to support cases like:
5015          *
5016          * struct foo {
5017          *         struct bar br;
5018          *         struct baz bz;
5019          * };
5020          *
5021          * struct foo *v;
5022          * v = func();        // PTR_TO_BTF_ID
5023          * val->foo = v;      // reg->off is zero, btf and btf_id match type
5024          * val->bar = &v->br; // reg->off is still zero, but we need to retry with
5025          *                    // first member type of struct after comparison fails
5026          * val->baz = &v->bz; // reg->off is non-zero, so struct needs to be walked
5027          *                    // to match type
5028          *
5029          * In the kptr_ref case, check_func_arg_reg_off already ensures reg->off
5030          * is zero. We must also ensure that btf_struct_ids_match does not walk
5031          * the struct to match type against first member of struct, i.e. reject
5032          * second case from above. Hence, when type is BPF_KPTR_REF, we set
5033          * strict mode to true for type match.
5034          */
5035         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, reg->off,
5036                                   kptr_field->kptr.btf, kptr_field->kptr.btf_id,
5037                                   kptr_field->type == BPF_KPTR_REF))
5038                 goto bad_type;
5039         return 0;
5040 bad_type:
5041         verbose(env, "invalid kptr access, R%d type=%s%s ", regno,
5042                 reg_type_str(env, reg->type), reg_name);
5043         verbose(env, "expected=%s%s", reg_type_str(env, PTR_TO_BTF_ID), targ_name);
5044         if (kptr_field->type == BPF_KPTR_UNREF)
5045                 verbose(env, " or %s%s\n", reg_type_str(env, PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED),
5046                         targ_name);
5047         else
5048                 verbose(env, "\n");
5049         return -EINVAL;
5050 }
5051
5052 /* The non-sleepable programs and sleepable programs with explicit bpf_rcu_read_lock()
5053  * can dereference RCU protected pointers and result is PTR_TRUSTED.
5054  */
5055 static bool in_rcu_cs(struct bpf_verifier_env *env)
5056 {
5057         return env->cur_state->active_rcu_lock || !env->prog->aux->sleepable;
5058 }
5059
5060 /* Once GCC supports btf_type_tag the following mechanism will be replaced with tag check */
5061 BTF_SET_START(rcu_protected_types)
5062 BTF_ID(struct, prog_test_ref_kfunc)
5063 BTF_ID(struct, cgroup)
5064 BTF_ID(struct, bpf_cpumask)
5065 BTF_ID(struct, task_struct)
5066 BTF_SET_END(rcu_protected_types)
5067
5068 static bool rcu_protected_object(const struct btf *btf, u32 btf_id)
5069 {
5070         if (!btf_is_kernel(btf))
5071                 return false;
5072         return btf_id_set_contains(&rcu_protected_types, btf_id);
5073 }
5074
5075 static bool rcu_safe_kptr(const struct btf_field *field)
5076 {
5077         const struct btf_field_kptr *kptr = &field->kptr;
5078
5079         return field->type == BPF_KPTR_REF && rcu_protected_object(kptr->btf, kptr->btf_id);
5080 }
5081
5082 static int check_map_kptr_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
5083                                  int value_regno, int insn_idx,
5084                                  struct btf_field *kptr_field)
5085 {
5086         struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[insn_idx];
5087         int class = BPF_CLASS(insn->code);
5088         struct bpf_reg_state *val_reg;
5089
5090         /* Things we already checked for in check_map_access and caller:
5091          *  - Reject cases where variable offset may touch kptr
5092          *  - size of access (must be BPF_DW)
5093          *  - tnum_is_const(reg->var_off)
5094          *  - kptr_field->offset == off + reg->var_off.value
5095          */
5096         /* Only BPF_[LDX,STX,ST] | BPF_MEM | BPF_DW is supported */
5097         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM) {
5098                 verbose(env, "kptr in map can only be accessed using BPF_MEM instruction mode\n");
5099                 return -EACCES;
5100         }
5101
5102         /* We only allow loading referenced kptr, since it will be marked as
5103          * untrusted, similar to unreferenced kptr.
5104          */
5105         if (class != BPF_LDX && kptr_field->type == BPF_KPTR_REF) {
5106                 verbose(env, "store to referenced kptr disallowed\n");
5107                 return -EACCES;
5108         }
5109
5110         if (class == BPF_LDX) {
5111                 val_reg = reg_state(env, value_regno);
5112                 /* We can simply mark the value_regno receiving the pointer
5113                  * value from map as PTR_TO_BTF_ID, with the correct type.
5114                  */
5115                 mark_btf_ld_reg(env, cur_regs(env), value_regno, PTR_TO_BTF_ID, kptr_field->kptr.btf,
5116                                 kptr_field->kptr.btf_id,
5117                                 rcu_safe_kptr(kptr_field) && in_rcu_cs(env) ?
5118                                 PTR_MAYBE_NULL | MEM_RCU :
5119                                 PTR_MAYBE_NULL | PTR_UNTRUSTED);
5120                 /* For mark_ptr_or_null_reg */
5121                 val_reg->id = ++env->id_gen;
5122         } else if (class == BPF_STX) {
5123                 val_reg = reg_state(env, value_regno);
5124                 if (!register_is_null(val_reg) &&
5125                     map_kptr_match_type(env, kptr_field, val_reg, value_regno))
5126                         return -EACCES;
5127         } else if (class == BPF_ST) {
5128                 if (insn->imm) {
5129                         verbose(env, "BPF_ST imm must be 0 when storing to kptr at off=%u\n",
5130                                 kptr_field->offset);
5131                         return -EACCES;
5132                 }
5133         } else {
5134                 verbose(env, "kptr in map can only be accessed using BPF_LDX/BPF_STX/BPF_ST\n");
5135                 return -EACCES;
5136         }
5137         return 0;
5138 }
5139
5140 /* check read/write into a map element with possible variable offset */
5141 static int check_map_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
5142                             int off, int size, bool zero_size_allowed,
5143                             enum bpf_access_src src)
5144 {
5145         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
5146         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
5147         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
5148         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
5149         struct btf_record *rec;
5150         int err, i;
5151
5152         err = check_mem_region_access(env, regno, off, size, map->value_size,
5153                                       zero_size_allowed);
5154         if (err)
5155                 return err;
5156
5157         if (IS_ERR_OR_NULL(map->record))
5158                 return 0;
5159         rec = map->record;
5160         for (i = 0; i < rec->cnt; i++) {
5161                 struct btf_field *field = &rec->fields[i];
5162                 u32 p = field->offset;
5163
5164                 /* If any part of a field  can be touched by load/store, reject
5165                  * this program. To check that [x1, x2) overlaps with [y1, y2),
5166                  * it is sufficient to check x1 < y2 && y1 < x2.
5167                  */
5168                 if (reg->smin_value + off < p + btf_field_type_size(field->type) &&
5169                     p < reg->umax_value + off + size) {
5170                         switch (field->type) {
5171                         case BPF_KPTR_UNREF:
5172                         case BPF_KPTR_REF:
5173                                 if (src != ACCESS_DIRECT) {
5174                                         verbose(env, "kptr cannot be accessed indirectly by helper\n");
5175                                         return -EACCES;
5176                                 }
5177                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
5178                                         verbose(env, "kptr access cannot have variable offset\n");
5179                                         return -EACCES;
5180                                 }
5181                                 if (p != off + reg->var_off.value) {
5182                                         verbose(env, "kptr access misaligned expected=%u off=%llu\n",
5183                                                 p, off + reg->var_off.value);
5184                                         return -EACCES;
5185                                 }
5186                                 if (size != bpf_size_to_bytes(BPF_DW)) {
5187                                         verbose(env, "kptr access size must be BPF_DW\n");
5188                                         return -EACCES;
5189                                 }
5190                                 break;
5191                         default:
5192                                 verbose(env, "%s cannot be accessed directly by load/store\n",
5193                                         btf_field_type_name(field->type));
5194                                 return -EACCES;
5195                         }
5196                 }
5197         }
5198         return 0;
5199 }
5200
5201 #define MAX_PACKET_OFF 0xffff
5202
5203 static bool may_access_direct_pkt_data(struct bpf_verifier_env *env,
5204                                        const struct bpf_call_arg_meta *meta,
5205                                        enum bpf_access_type t)
5206 {
5207         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
5208
5209         switch (prog_type) {
5210         /* Program types only with direct read access go here! */
5211         case BPF_PROG_TYPE_LWT_IN:
5212         case BPF_PROG_TYPE_LWT_OUT:
5213         case BPF_PROG_TYPE_LWT_SEG6LOCAL:
5214         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
5215         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
5216         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
5217                 if (t == BPF_WRITE)
5218                         return false;
5219                 fallthrough;
5220
5221         /* Program types with direct read + write access go here! */
5222         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
5223         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
5224         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
5225         case BPF_PROG_TYPE_LWT_XMIT:
5226         case BPF_PROG_TYPE_SK_SKB:
5227         case BPF_PROG_TYPE_SK_MSG:
5228                 if (meta)
5229                         return meta->pkt_access;
5230
5231                 env->seen_direct_write = true;
5232                 return true;
5233
5234         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
5235                 if (t == BPF_WRITE)
5236                         env->seen_direct_write = true;
5237
5238                 return true;
5239
5240         default:
5241                 return false;
5242         }
5243 }
5244
5245 static int check_packet_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno, int off,
5246                                int size, bool zero_size_allowed)
5247 {
5248         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
5249         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
5250         int err;
5251
5252         /* We may have added a variable offset to the packet pointer; but any
5253          * reg->range we have comes after that.  We are only checking the fixed
5254          * offset.
5255          */
5256
5257         /* We don't allow negative numbers, because we aren't tracking enough
5258          * detail to prove they're safe.
5259          */
5260         if (reg->smin_value < 0) {
5261                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
5262                         regno);
5263                 return -EACCES;
5264         }
5265
5266         err = reg->range < 0 ? -EINVAL :
5267               __check_mem_access(env, regno, off, size, reg->range,
5268                                  zero_size_allowed);
5269         if (err) {
5270                 verbose(env, "R%d offset is outside of the packet\n", regno);
5271                 return err;
5272         }
5273
5274         /* __check_mem_access has made sure "off + size - 1" is within u16.
5275          * reg->umax_value can't be bigger than MAX_PACKET_OFF which is 0xffff,
5276          * otherwise find_good_pkt_pointers would have refused to set range info
5277          * that __check_mem_access would have rejected this pkt access.
5278          * Therefore, "off + reg->umax_value + size - 1" won't overflow u32.
5279          */
5280         env->prog->aux->max_pkt_offset =
5281                 max_t(u32, env->prog->aux->max_pkt_offset,
5282                       off + reg->umax_value + size - 1);
5283
5284         return err;
5285 }
5286
5287 /* check access to 'struct bpf_context' fields.  Supports fixed offsets only */
5288 static int check_ctx_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, int off, int size,
5289                             enum bpf_access_type t, enum bpf_reg_type *reg_type,
5290                             struct btf **btf, u32 *btf_id)
5291 {
5292         struct bpf_insn_access_aux info = {
5293                 .reg_type = *reg_type,
5294                 .log = &env->log,
5295         };
5296
5297         if (env->ops->is_valid_access &&
5298             env->ops->is_valid_access(off, size, t, env->prog, &info)) {
5299                 /* A non zero info.ctx_field_size indicates that this field is a
5300                  * candidate for later verifier transformation to load the whole
5301                  * field and then apply a mask when accessed with a narrower
5302                  * access than actual ctx access size. A zero info.ctx_field_size
5303                  * will only allow for whole field access and rejects any other
5304                  * type of narrower access.
5305                  */
5306                 *reg_type = info.reg_type;
5307
5308                 if (base_type(*reg_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
5309                         *btf = info.btf;
5310                         *btf_id = info.btf_id;
5311                 } else {
5312                         env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size = info.ctx_field_size;
5313                 }
5314                 /* remember the offset of last byte accessed in ctx */
5315                 if (env->prog->aux->max_ctx_offset < off + size)
5316                         env->prog->aux->max_ctx_offset = off + size;
5317                 return 0;
5318         }
5319
5320         verbose(env, "invalid bpf_context access off=%d size=%d\n", off, size);
5321         return -EACCES;
5322 }
5323
5324 static int check_flow_keys_access(struct bpf_verifier_env *env, int off,
5325                                   int size)
5326 {
5327         if (size < 0 || off < 0 ||
5328             (u64)off + size > sizeof(struct bpf_flow_keys)) {
5329                 verbose(env, "invalid access to flow keys off=%d size=%d\n",
5330                         off, size);
5331                 return -EACCES;
5332         }
5333         return 0;
5334 }
5335
5336 static int check_sock_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx,
5337                              u32 regno, int off, int size,
5338                              enum bpf_access_type t)
5339 {
5340         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
5341         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
5342         struct bpf_insn_access_aux info = {};
5343         bool valid;
5344
5345         if (reg->smin_value < 0) {
5346                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
5347                         regno);
5348                 return -EACCES;
5349         }
5350
5351         switch (reg->type) {
5352         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
5353                 valid = bpf_sock_common_is_valid_access(off, size, t, &info);
5354                 break;
5355         case PTR_TO_SOCKET:
5356                 valid = bpf_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
5357                 break;
5358         case PTR_TO_TCP_SOCK:
5359                 valid = bpf_tcp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
5360                 break;
5361         case PTR_TO_XDP_SOCK:
5362                 valid = bpf_xdp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
5363                 break;
5364         default:
5365                 valid = false;
5366         }
5367
5368
5369         if (valid) {
5370                 env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size =
5371                         info.ctx_field_size;
5372                 return 0;
5373         }
5374
5375         verbose(env, "R%d invalid %s access off=%d size=%d\n",
5376                 regno, reg_type_str(env, reg->type), off, size);
5377
5378         return -EACCES;
5379 }
5380
5381 static bool is_pointer_value(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5382 {
5383         return __is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg_state(env, regno));
5384 }
5385
5386 static bool is_ctx_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5387 {
5388         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5389
5390         return reg->type == PTR_TO_CTX;
5391 }
5392
5393 static bool is_sk_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5394 {
5395         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5396
5397         return type_is_sk_pointer(reg->type);
5398 }
5399
5400 static bool is_pkt_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5401 {
5402         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5403
5404         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
5405 }
5406
5407 static bool is_flow_key_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5408 {
5409         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5410
5411         /* Separate to is_ctx_reg() since we still want to allow BPF_ST here. */
5412         return reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS;
5413 }
5414
5415 static bool is_trusted_reg(const struct bpf_reg_state *reg)
5416 {
5417         /* A referenced register is always trusted. */
5418         if (reg->ref_obj_id)
5419                 return true;
5420
5421         /* If a register is not referenced, it is trusted if it has the
5422          * MEM_ALLOC or PTR_TRUSTED type modifiers, and no others. Some of the
5423          * other type modifiers may be safe, but we elect to take an opt-in
5424          * approach here as some (e.g. PTR_UNTRUSTED and PTR_MAYBE_NULL) are
5425          * not.
5426          *
5427          * Eventually, we should make PTR_TRUSTED the single source of truth
5428          * for whether a register is trusted.
5429          */
5430         return type_flag(reg->type) & BPF_REG_TRUSTED_MODIFIERS &&
5431                !bpf_type_has_unsafe_modifiers(reg->type);
5432 }
5433
5434 static bool is_rcu_reg(const struct bpf_reg_state *reg)
5435 {
5436         return reg->type & MEM_RCU;
5437 }
5438
5439 static void clear_trusted_flags(enum bpf_type_flag *flag)
5440 {
5441         *flag &= ~(BPF_REG_TRUSTED_MODIFIERS | MEM_RCU);
5442 }
5443
5444 static int check_pkt_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
5445                                    const struct bpf_reg_state *reg,
5446                                    int off, int size, bool strict)
5447 {
5448         struct tnum reg_off;
5449         int ip_align;
5450
5451         /* Byte size accesses are always allowed. */
5452         if (!strict || size == 1)
5453                 return 0;
5454
5455         /* For platforms that do not have a Kconfig enabling
5456          * CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS the value of
5457          * NET_IP_ALIGN is universally set to '2'.  And on platforms
5458          * that do set CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS, we get
5459          * to this code only in strict mode where we want to emulate
5460          * the NET_IP_ALIGN==2 checking.  Therefore use an
5461          * unconditional IP align value of '2'.
5462          */
5463         ip_align = 2;
5464
5465         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(ip_align + reg->off + off));
5466         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
5467                 char tn_buf[48];
5468
5469                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5470                 verbose(env,
5471                         "misaligned packet access off %d+%s+%d+%d size %d\n",
5472                         ip_align, tn_buf, reg->off, off, size);
5473                 return -EACCES;
5474         }
5475
5476         return 0;
5477 }
5478
5479 static int check_generic_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
5480                                        const struct bpf_reg_state *reg,
5481                                        const char *pointer_desc,
5482                                        int off, int size, bool strict)
5483 {
5484         struct tnum reg_off;
5485
5486         /* Byte size accesses are always allowed. */
5487         if (!strict || size == 1)
5488                 return 0;
5489
5490         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(reg->off + off));
5491         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
5492                 char tn_buf[48];
5493
5494                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5495                 verbose(env, "misaligned %saccess off %s+%d+%d size %d\n",
5496                         pointer_desc, tn_buf, reg->off, off, size);
5497                 return -EACCES;
5498         }
5499
5500         return 0;
5501 }
5502
5503 static int check_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
5504                                const struct bpf_reg_state *reg, int off,
5505                                int size, bool strict_alignment_once)
5506 {
5507         bool strict = env->strict_alignment || strict_alignment_once;
5508         const char *pointer_desc = "";
5509
5510         switch (reg->type) {
5511         case PTR_TO_PACKET:
5512         case PTR_TO_PACKET_META:
5513                 /* Special case, because of NET_IP_ALIGN. Given metadata sits
5514                  * right in front, treat it the very same way.
5515                  */
5516                 return check_pkt_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict);
5517         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
5518                 pointer_desc = "flow keys ";
5519                 break;
5520         case PTR_TO_MAP_KEY:
5521                 pointer_desc = "key ";
5522                 break;
5523         case PTR_TO_MAP_VALUE:
5524                 pointer_desc = "value ";
5525                 break;
5526         case PTR_TO_CTX:
5527                 pointer_desc = "context ";
5528                 break;
5529         case PTR_TO_STACK:
5530                 pointer_desc = "stack ";
5531                 /* The stack spill tracking logic in check_stack_write_fixed_off()
5532                  * and check_stack_read_fixed_off() relies on stack accesses being
5533                  * aligned.
5534                  */
5535                 strict = true;
5536                 break;
5537         case PTR_TO_SOCKET:
5538                 pointer_desc = "sock ";
5539                 break;
5540         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
5541                 pointer_desc = "sock_common ";
5542                 break;
5543         case PTR_TO_TCP_SOCK:
5544                 pointer_desc = "tcp_sock ";
5545                 break;
5546         case PTR_TO_XDP_SOCK:
5547                 pointer_desc = "xdp_sock ";
5548                 break;
5549         default:
5550                 break;
5551         }
5552         return check_generic_ptr_alignment(env, reg, pointer_desc, off, size,
5553                                            strict);
5554 }
5555
5556 static int update_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
5557                               const struct bpf_func_state *func,
5558                               int off)
5559 {
5560         u16 stack = env->subprog_info[func->subprogno].stack_depth;
5561
5562         if (stack >= -off)
5563                 return 0;
5564
5565         /* update known max for given subprogram */
5566         env->subprog_info[func->subprogno].stack_depth = -off;
5567         return 0;
5568 }
5569
5570 /* starting from main bpf function walk all instructions of the function
5571  * and recursively walk all callees that given function can call.
5572  * Ignore jump and exit insns.
5573  * Since recursion is prevented by check_cfg() this algorithm
5574  * only needs a local stack of MAX_CALL_FRAMES to remember callsites
5575  */
5576 static int check_max_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env)
5577 {
5578         int depth = 0, frame = 0, idx = 0, i = 0, subprog_end;
5579         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
5580         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
5581         bool tail_call_reachable = false;
5582         int ret_insn[MAX_CALL_FRAMES];
5583         int ret_prog[MAX_CALL_FRAMES];
5584         int j;
5585
5586 process_func:
5587         /* protect against potential stack overflow that might happen when
5588          * bpf2bpf calls get combined with tailcalls. Limit the caller's stack
5589          * depth for such case down to 256 so that the worst case scenario
5590          * would result in 8k stack size (32 which is tailcall limit * 256 =
5591          * 8k).
5592          *
5593          * To get the idea what might happen, see an example:
5594          * func1 -> sub rsp, 128
5595          *  subfunc1 -> sub rsp, 256
5596          *  tailcall1 -> add rsp, 256
5597          *   func2 -> sub rsp, 192 (total stack size = 128 + 192 = 320)
5598          *   subfunc2 -> sub rsp, 64
5599          *   subfunc22 -> sub rsp, 128
5600          *   tailcall2 -> add rsp, 128
5601          *    func3 -> sub rsp, 32 (total stack size 128 + 192 + 64 + 32 = 416)
5602          *
5603          * tailcall will unwind the current stack frame but it will not get rid
5604          * of caller's stack as shown on the example above.
5605          */
5606         if (idx && subprog[idx].has_tail_call && depth >= 256) {
5607                 verbose(env,
5608                         "tail_calls are not allowed when call stack of previous frames is %d bytes. Too large\n",
5609                         depth);
5610                 return -EACCES;
5611         }
5612         /* round up to 32-bytes, since this is granularity
5613          * of interpreter stack size
5614          */
5615         depth += round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
5616         if (depth > MAX_BPF_STACK) {
5617                 verbose(env, "combined stack size of %d calls is %d. Too large\n",
5618                         frame + 1, depth);
5619                 return -EACCES;
5620         }
5621 continue_func:
5622         subprog_end = subprog[idx + 1].start;
5623         for (; i < subprog_end; i++) {
5624                 int next_insn;
5625
5626                 if (!bpf_pseudo_call(insn + i) && !bpf_pseudo_func(insn + i))
5627                         continue;
5628                 /* remember insn and function to return to */
5629                 ret_insn[frame] = i + 1;
5630                 ret_prog[frame] = idx;
5631
5632                 /* find the callee */
5633                 next_insn = i + insn[i].imm + 1;
5634                 idx = find_subprog(env, next_insn);
5635                 if (idx < 0) {
5636                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
5637                                   next_insn);
5638                         return -EFAULT;
5639                 }
5640                 if (subprog[idx].is_async_cb) {
5641                         if (subprog[idx].has_tail_call) {
5642                                 verbose(env, "verifier bug. subprog has tail_call and async cb\n");
5643                                 return -EFAULT;
5644                         }
5645                          /* async callbacks don't increase bpf prog stack size */
5646                         continue;
5647                 }
5648                 i = next_insn;
5649
5650                 if (subprog[idx].has_tail_call)
5651                         tail_call_reachable = true;
5652
5653                 frame++;
5654                 if (frame >= MAX_CALL_FRAMES) {
5655                         verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep !\n",
5656                                 frame);
5657                         return -E2BIG;
5658                 }
5659                 goto process_func;
5660         }
5661         /* if tail call got detected across bpf2bpf calls then mark each of the
5662          * currently present subprog frames as tail call reachable subprogs;
5663          * this info will be utilized by JIT so that we will be preserving the
5664          * tail call counter throughout bpf2bpf calls combined with tailcalls
5665          */
5666         if (tail_call_reachable)
5667                 for (j = 0; j < frame; j++)
5668                         subprog[ret_prog[j]].tail_call_reachable = true;
5669         if (subprog[0].tail_call_reachable)
5670                 env->prog->aux->tail_call_reachable = true;
5671
5672         /* end of for() loop means the last insn of the 'subprog'
5673          * was reached. Doesn't matter whether it was JA or EXIT
5674          */
5675         if (frame == 0)
5676                 return 0;
5677         depth -= round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
5678         frame--;
5679         i = ret_insn[frame];
5680         idx = ret_prog[frame];
5681         goto continue_func;
5682 }
5683
5684 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
5685 static int get_callee_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
5686                                   const struct bpf_insn *insn, int idx)
5687 {
5688         int start = idx + insn->imm + 1, subprog;
5689
5690         subprog = find_subprog(env, start);
5691         if (subprog < 0) {
5692                 WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
5693                           start);
5694                 return -EFAULT;
5695         }
5696         return env->subprog_info[subprog].stack_depth;
5697 }
5698 #endif
5699
5700 static int __check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
5701                                  const char *buf_info,
5702                                  const struct bpf_reg_state *reg,
5703                                  int regno, int off, int size)
5704 {
5705         if (off < 0) {
5706                 verbose(env,
5707                         "R%d invalid %s buffer access: off=%d, size=%d\n",
5708                         regno, buf_info, off, size);
5709                 return -EACCES;
5710         }
5711         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
5712                 char tn_buf[48];
5713
5714                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5715                 verbose(env,
5716                         "R%d invalid variable buffer offset: off=%d, var_off=%s\n",
5717                         regno, off, tn_buf);
5718                 return -EACCES;
5719         }
5720
5721         return 0;
5722 }
5723
5724 static int check_tp_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
5725                                   const struct bpf_reg_state *reg,
5726                                   int regno, int off, int size)
5727 {
5728         int err;
5729
5730         err = __check_buffer_access(env, "tracepoint", reg, regno, off, size);
5731         if (err)
5732                 return err;
5733
5734         if (off + size > env->prog->aux->max_tp_access)
5735                 env->prog->aux->max_tp_access = off + size;
5736
5737         return 0;
5738 }
5739
5740 static int check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
5741                                const struct bpf_reg_state *reg,
5742                                int regno, int off, int size,
5743                                bool zero_size_allowed,
5744                                u32 *max_access)
5745 {
5746         const char *buf_info = type_is_rdonly_mem(reg->type) ? "rdonly" : "rdwr";
5747         int err;
5748
5749         err = __check_buffer_access(env, buf_info, reg, regno, off, size);
5750         if (err)
5751                 return err;
5752
5753         if (off + size > *max_access)
5754                 *max_access = off + size;
5755
5756         return 0;
5757 }
5758
5759 /* BPF architecture zero extends alu32 ops into 64-bit registesr */
5760 static void zext_32_to_64(struct bpf_reg_state *reg)
5761 {
5762         reg->var_off = tnum_subreg(reg->var_off);
5763         __reg_assign_32_into_64(reg);
5764 }
5765
5766 /* truncate register to smaller size (in bytes)
5767  * must be called with size < BPF_REG_SIZE
5768  */
5769 static void coerce_reg_to_size(struct bpf_reg_state *reg, int size)
5770 {
5771         u64 mask;
5772
5773         /* clear high bits in bit representation */
5774         reg->var_off = tnum_cast(reg->var_off, size);
5775
5776         /* fix arithmetic bounds */
5777         mask = ((u64)1 << (size * 8)) - 1;
5778         if ((reg->umin_value & ~mask) == (reg->umax_value & ~mask)) {
5779                 reg->umin_value &= mask;
5780                 reg->umax_value &= mask;
5781         } else {
5782                 reg->umin_value = 0;
5783                 reg->umax_value = mask;
5784         }
5785         reg->smin_value = reg->umin_value;
5786         reg->smax_value = reg->umax_value;
5787
5788         /* If size is smaller than 32bit register the 32bit register
5789          * values are also truncated so we push 64-bit bounds into
5790          * 32-bit bounds. Above were truncated < 32-bits already.
5791          */
5792         if (size >= 4)
5793                 return;
5794         __reg_combine_64_into_32(reg);
5795 }
5796
5797 static bool bpf_map_is_rdonly(const struct bpf_map *map)
5798 {
5799         /* A map is considered read-only if the following condition are true:
5800          *
5801          * 1) BPF program side cannot change any of the map content. The
5802          *    BPF_F_RDONLY_PROG flag is throughout the lifetime of a map
5803          *    and was set at map creation time.
5804          * 2) The map value(s) have been initialized from user space by a
5805          *    loader and then "frozen", such that no new map update/delete
5806          *    operations from syscall side are possible for the rest of
5807          *    the map's lifetime from that point onwards.
5808          * 3) Any parallel/pending map update/delete operations from syscall
5809          *    side have been completed. Only after that point, it's safe to
5810          *    assume that map value(s) are immutable.
5811          */
5812         return (map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) &&
5813                READ_ONCE(map->frozen) &&
5814                !bpf_map_write_active(map);
5815 }
5816
5817 static int bpf_map_direct_read(struct bpf_map *map, int off, int size, u64 *val)
5818 {
5819         void *ptr;
5820         u64 addr;
5821         int err;
5822
5823         err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
5824         if (err)
5825                 return err;
5826         ptr = (void *)(long)addr + off;
5827
5828         switch (size) {
5829         case sizeof(u8):
5830                 *val = (u64)*(u8 *)ptr;
5831                 break;
5832         case sizeof(u16):
5833                 *val = (u64)*(u16 *)ptr;
5834                 break;
5835         case sizeof(u32):
5836                 *val = (u64)*(u32 *)ptr;
5837                 break;
5838         case sizeof(u64):
5839                 *val = *(u64 *)ptr;
5840                 break;
5841         default:
5842                 return -EINVAL;
5843         }
5844         return 0;
5845 }
5846
5847 #define BTF_TYPE_SAFE_RCU(__type)  __PASTE(__type, __safe_rcu)
5848 #define BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(__type)  __PASTE(__type, __safe_rcu_or_null)
5849 #define BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(__type)  __PASTE(__type, __safe_trusted)
5850
5851 /*
5852  * Allow list few fields as RCU trusted or full trusted.
5853  * This logic doesn't allow mix tagging and will be removed once GCC supports
5854  * btf_type_tag.
5855  */
5856
5857 /* RCU trusted: these fields are trusted in RCU CS and never NULL */
5858 BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct task_struct) {
5859         const cpumask_t *cpus_ptr;
5860         struct css_set __rcu *cgroups;
5861         struct task_struct __rcu *real_parent;
5862         struct task_struct *group_leader;
5863 };
5864
5865 BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct cgroup) {
5866         /* cgrp->kn is always accessible as documented in kernel/cgroup/cgroup.c */
5867         struct kernfs_node *kn;
5868 };
5869
5870 BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct css_set) {
5871         struct cgroup *dfl_cgrp;
5872 };
5873
5874 /* RCU trusted: these fields are trusted in RCU CS and can be NULL */
5875 BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct mm_struct) {
5876         struct file __rcu *exe_file;
5877 };
5878
5879 /* skb->sk, req->sk are not RCU protected, but we mark them as such
5880  * because bpf prog accessible sockets are SOCK_RCU_FREE.
5881  */
5882 BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct sk_buff) {
5883         struct sock *sk;
5884 };
5885
5886 BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct request_sock) {
5887         struct sock *sk;
5888 };
5889
5890 /* full trusted: these fields are trusted even outside of RCU CS and never NULL */
5891 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter_meta) {
5892         struct seq_file *seq;
5893 };
5894
5895 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter__task) {
5896         struct bpf_iter_meta *meta;
5897         struct task_struct *task;
5898 };
5899
5900 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct linux_binprm) {
5901         struct file *file;
5902 };
5903
5904 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct file) {
5905         struct inode *f_inode;
5906 };
5907
5908 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct dentry) {
5909         /* no negative dentry-s in places where bpf can see it */
5910         struct inode *d_inode;
5911 };
5912
5913 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct socket) {
5914         struct sock *sk;
5915 };
5916
5917 static bool type_is_rcu(struct bpf_verifier_env *env,
5918                         struct bpf_reg_state *reg,
5919                         const char *field_name, u32 btf_id)
5920 {
5921         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct task_struct));
5922         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct cgroup));
5923         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct css_set));
5924
5925         return btf_nested_type_is_trusted(&env->log, reg, field_name, btf_id, "__safe_rcu");
5926 }
5927
5928 static bool type_is_rcu_or_null(struct bpf_verifier_env *env,
5929                                 struct bpf_reg_state *reg,
5930                                 const char *field_name, u32 btf_id)
5931 {
5932         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct mm_struct));
5933         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct sk_buff));
5934         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct request_sock));
5935
5936         return btf_nested_type_is_trusted(&env->log, reg, field_name, btf_id, "__safe_rcu_or_null");
5937 }
5938
5939 static bool type_is_trusted(struct bpf_verifier_env *env,
5940                             struct bpf_reg_state *reg,
5941                             const char *field_name, u32 btf_id)
5942 {
5943         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter_meta));
5944         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter__task));
5945         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct linux_binprm));
5946         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct file));
5947         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct dentry));
5948         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct socket));
5949
5950         return btf_nested_type_is_trusted(&env->log, reg, field_name, btf_id, "__safe_trusted");
5951 }
5952
5953 static int check_ptr_to_btf_access(struct bpf_verifier_env *env,
5954                                    struct bpf_reg_state *regs,
5955                                    int regno, int off, int size,
5956                                    enum bpf_access_type atype,
5957                                    int value_regno)
5958 {
5959         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
5960         const struct btf_type *t = btf_type_by_id(reg->btf, reg->btf_id);
5961         const char *tname = btf_name_by_offset(reg->btf, t->name_off);
5962         const char *field_name = NULL;
5963         enum bpf_type_flag flag = 0;
5964         u32 btf_id = 0;
5965         int ret;
5966
5967         if (!env->allow_ptr_leaks) {
5968                 verbose(env,
5969                         "'struct %s' access is allowed only to CAP_PERFMON and CAP_SYS_ADMIN\n",
5970                         tname);
5971                 return -EPERM;
5972         }
5973         if (!env->prog->gpl_compatible && btf_is_kernel(reg->btf)) {
5974                 verbose(env,
5975                         "Cannot access kernel 'struct %s' from non-GPL compatible program\n",
5976                         tname);
5977                 return -EINVAL;
5978         }
5979         if (off < 0) {
5980                 verbose(env,
5981                         "R%d is ptr_%s invalid negative access: off=%d\n",
5982                         regno, tname, off);
5983                 return -EACCES;
5984         }
5985         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
5986                 char tn_buf[48];
5987
5988                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5989                 verbose(env,
5990                         "R%d is ptr_%s invalid variable offset: off=%d, var_off=%s\n",
5991                         regno, tname, off, tn_buf);
5992                 return -EACCES;
5993         }
5994
5995         if (reg->type & MEM_USER) {
5996                 verbose(env,
5997                         "R%d is ptr_%s access user memory: off=%d\n",
5998                         regno, tname, off);
5999                 return -EACCES;
6000         }
6001
6002         if (reg->type & MEM_PERCPU) {
6003                 verbose(env,
6004                         "R%d is ptr_%s access percpu memory: off=%d\n",
6005                         regno, tname, off);
6006                 return -EACCES;
6007         }
6008
6009         if (env->ops->btf_struct_access && !type_is_alloc(reg->type) && atype == BPF_WRITE) {
6010                 if (!btf_is_kernel(reg->btf)) {
6011                         verbose(env, "verifier internal error: reg->btf must be kernel btf\n");
6012                         return -EFAULT;
6013                 }
6014                 ret = env->ops->btf_struct_access(&env->log, reg, off, size);
6015         } else {
6016                 /* Writes are permitted with default btf_struct_access for
6017                  * program allocated objects (which always have ref_obj_id > 0),
6018                  * but not for untrusted PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC.
6019                  */
6020                 if (atype != BPF_READ && !type_is_ptr_alloc_obj(reg->type)) {
6021                         verbose(env, "only read is supported\n");
6022                         return -EACCES;
6023                 }
6024
6025                 if (type_is_alloc(reg->type) && !type_is_non_owning_ref(reg->type) &&
6026                     !reg->ref_obj_id) {
6027                         verbose(env, "verifier internal error: ref_obj_id for allocated object must be non-zero\n");
6028                         return -EFAULT;
6029                 }
6030
6031                 ret = btf_struct_access(&env->log, reg, off, size, atype, &btf_id, &flag, &field_name);
6032         }
6033
6034         if (ret < 0)
6035                 return ret;
6036
6037         if (ret != PTR_TO_BTF_ID) {
6038                 /* just mark; */
6039
6040         } else if (type_flag(reg->type) & PTR_UNTRUSTED) {
6041                 /* If this is an untrusted pointer, all pointers formed by walking it
6042                  * also inherit the untrusted flag.
6043                  */
6044                 flag = PTR_UNTRUSTED;
6045
6046         } else if (is_trusted_reg(reg) || is_rcu_reg(reg)) {
6047                 /* By default any pointer obtained from walking a trusted pointer is no
6048                  * longer trusted, unless the field being accessed has explicitly been
6049                  * marked as inheriting its parent's state of trust (either full or RCU).
6050                  * For example:
6051                  * 'cgroups' pointer is untrusted if task->cgroups dereference
6052                  * happened in a sleepable program outside of bpf_rcu_read_lock()
6053                  * section. In a non-sleepable program it's trusted while in RCU CS (aka MEM_RCU).
6054                  * Note bpf_rcu_read_unlock() converts MEM_RCU pointers to PTR_UNTRUSTED.
6055                  *
6056                  * A regular RCU-protected pointer with __rcu tag can also be deemed
6057                  * trusted if we are in an RCU CS. Such pointer can be NULL.
6058                  */
6059                 if (type_is_trusted(env, reg, field_name, btf_id)) {
6060                         flag |= PTR_TRUSTED;
6061                 } else if (in_rcu_cs(env) && !type_may_be_null(reg->type)) {
6062                         if (type_is_rcu(env, reg, field_name, btf_id)) {
6063                                 /* ignore __rcu tag and mark it MEM_RCU */
6064                                 flag |= MEM_RCU;
6065                         } else if (flag & MEM_RCU ||
6066                                    type_is_rcu_or_null(env, reg, field_name, btf_id)) {
6067                                 /* __rcu tagged pointers can be NULL */
6068                                 flag |= MEM_RCU | PTR_MAYBE_NULL;
6069                         } else if (flag & (MEM_PERCPU | MEM_USER)) {
6070                                 /* keep as-is */
6071                         } else {
6072                                 /* walking unknown pointers yields old deprecated PTR_TO_BTF_ID */
6073                                 clear_trusted_flags(&flag);
6074                         }
6075                 } else {
6076                         /*
6077                          * If not in RCU CS or MEM_RCU pointer can be NULL then
6078                          * aggressively mark as untrusted otherwise such
6079                          * pointers will be plain PTR_TO_BTF_ID without flags
6080                          * and will be allowed to be passed into helpers for
6081                          * compat reasons.
6082                          */
6083                         flag = PTR_UNTRUSTED;
6084                 }
6085         } else {
6086                 /* Old compat. Deprecated */
6087                 clear_trusted_flags(&flag);
6088         }
6089
6090         if (atype == BPF_READ && value_regno >= 0)
6091                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, reg->btf, btf_id, flag);
6092
6093         return 0;
6094 }
6095
6096 static int check_ptr_to_map_access(struct bpf_verifier_env *env,
6097                                    struct bpf_reg_state *regs,
6098                                    int regno, int off, int size,
6099                                    enum bpf_access_type atype,
6100                                    int value_regno)
6101 {
6102         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
6103         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
6104         struct bpf_reg_state map_reg;
6105         enum bpf_type_flag flag = 0;
6106         const struct btf_type *t;
6107         const char *tname;
6108         u32 btf_id;
6109         int ret;
6110
6111         if (!btf_vmlinux) {
6112                 verbose(env, "map_ptr access not supported without CONFIG_DEBUG_INFO_BTF\n");
6113                 return -ENOTSUPP;
6114         }
6115
6116         if (!map->ops->map_btf_id || !*map->ops->map_btf_id) {
6117                 verbose(env, "map_ptr access not supported for map type %d\n",
6118                         map->map_type);
6119                 return -ENOTSUPP;
6120         }
6121
6122         t = btf_type_by_id(btf_vmlinux, *map->ops->map_btf_id);
6123         tname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, t->name_off);
6124
6125         if (!env->allow_ptr_leaks) {
6126                 verbose(env,
6127                         "'struct %s' access is allowed only to CAP_PERFMON and CAP_SYS_ADMIN\n",
6128                         tname);
6129                 return -EPERM;
6130         }
6131
6132         if (off < 0) {
6133                 verbose(env, "R%d is %s invalid negative access: off=%d\n",
6134                         regno, tname, off);
6135                 return -EACCES;
6136         }
6137
6138         if (atype != BPF_READ) {
6139                 verbose(env, "only read from %s is supported\n", tname);
6140                 return -EACCES;
6141         }
6142
6143         /* Simulate access to a PTR_TO_BTF_ID */
6144         memset(&map_reg, 0, sizeof(map_reg));
6145         mark_btf_ld_reg(env, &map_reg, 0, PTR_TO_BTF_ID, btf_vmlinux, *map->ops->map_btf_id, 0);
6146         ret = btf_struct_access(&env->log, &map_reg, off, size, atype, &btf_id, &flag, NULL);
6147         if (ret < 0)
6148                 return ret;
6149
6150         if (value_regno >= 0)
6151                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, btf_vmlinux, btf_id, flag);
6152
6153         return 0;
6154 }
6155
6156 /* Check that the stack access at the given offset is within bounds. The
6157  * maximum valid offset is -1.
6158  *
6159  * The minimum valid offset is -MAX_BPF_STACK for writes, and
6160  * -state->allocated_stack for reads.
6161  */
6162 static int check_stack_slot_within_bounds(int off,
6163                                           struct bpf_func_state *state,
6164                                           enum bpf_access_type t)
6165 {
6166         int min_valid_off;
6167
6168         if (t == BPF_WRITE)
6169                 min_valid_off = -MAX_BPF_STACK;
6170         else
6171                 min_valid_off = -state->allocated_stack;
6172
6173         if (off < min_valid_off || off > -1)
6174                 return -EACCES;
6175         return 0;
6176 }
6177
6178 /* Check that the stack access at 'regno + off' falls within the maximum stack
6179  * bounds.
6180  *
6181  * 'off' includes `regno->offset`, but not its dynamic part (if any).
6182  */
6183 static int check_stack_access_within_bounds(
6184                 struct bpf_verifier_env *env,
6185                 int regno, int off, int access_size,
6186                 enum bpf_access_src src, enum bpf_access_type type)
6187 {
6188         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
6189         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
6190         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
6191         int min_off, max_off;
6192         int err;
6193         char *err_extra;
6194
6195         if (src == ACCESS_HELPER)
6196                 /* We don't know if helpers are reading or writing (or both). */
6197                 err_extra = " indirect access to";
6198         else if (type == BPF_READ)
6199                 err_extra = " read from";
6200         else
6201                 err_extra = " write to";
6202
6203         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6204                 min_off = reg->var_off.value + off;
6205                 if (access_size > 0)
6206                         max_off = min_off + access_size - 1;
6207                 else
6208                         max_off = min_off;
6209         } else {
6210                 if (reg->smax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF ||
6211                     reg->smin_value <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
6212                         verbose(env, "invalid unbounded variable-offset%s stack R%d\n",
6213                                 err_extra, regno);
6214                         return -EACCES;
6215                 }
6216                 min_off = reg->smin_value + off;
6217                 if (access_size > 0)
6218                         max_off = reg->smax_value + off + access_size - 1;
6219                 else
6220                         max_off = min_off;
6221         }
6222
6223         err = check_stack_slot_within_bounds(min_off, state, type);
6224         if (!err)
6225                 err = check_stack_slot_within_bounds(max_off, state, type);
6226
6227         if (err) {
6228                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6229                         verbose(env, "invalid%s stack R%d off=%d size=%d\n",
6230                                 err_extra, regno, off, access_size);
6231                 } else {
6232                         char tn_buf[48];
6233
6234                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
6235                         verbose(env, "invalid variable-offset%s stack R%d var_off=%s size=%d\n",
6236                                 err_extra, regno, tn_buf, access_size);
6237                 }
6238         }
6239         return err;
6240 }
6241
6242 /* check whether memory at (regno + off) is accessible for t = (read | write)
6243  * if t==write, value_regno is a register which value is stored into memory
6244  * if t==read, value_regno is a register which will receive the value from memory
6245  * if t==write && value_regno==-1, some unknown value is stored into memory
6246  * if t==read && value_regno==-1, don't care what we read from memory
6247  */
6248 static int check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, u32 regno,
6249                             int off, int bpf_size, enum bpf_access_type t,
6250                             int value_regno, bool strict_alignment_once)
6251 {
6252         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
6253         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
6254         struct bpf_func_state *state;
6255         int size, err = 0;
6256
6257         size = bpf_size_to_bytes(bpf_size);
6258         if (size < 0)
6259                 return size;
6260
6261         /* alignment checks will add in reg->off themselves */
6262         err = check_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict_alignment_once);
6263         if (err)
6264                 return err;
6265
6266         /* for access checks, reg->off is just part of off */
6267         off += reg->off;
6268
6269         if (reg->type == PTR_TO_MAP_KEY) {
6270                 if (t == BPF_WRITE) {
6271                         verbose(env, "write to change key R%d not allowed\n", regno);
6272                         return -EACCES;
6273                 }
6274
6275                 err = check_mem_region_access(env, regno, off, size,
6276                                               reg->map_ptr->key_size, false);
6277                 if (err)
6278                         return err;
6279                 if (value_regno >= 0)
6280                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6281         } else if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
6282                 struct btf_field *kptr_field = NULL;
6283
6284                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6285                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6286                         verbose(env, "R%d leaks addr into map\n", value_regno);
6287                         return -EACCES;
6288                 }
6289                 err = check_map_access_type(env, regno, off, size, t);
6290                 if (err)
6291                         return err;
6292                 err = check_map_access(env, regno, off, size, false, ACCESS_DIRECT);
6293                 if (err)
6294                         return err;
6295                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
6296                         kptr_field = btf_record_find(reg->map_ptr->record,
6297                                                      off + reg->var_off.value, BPF_KPTR);
6298                 if (kptr_field) {
6299                         err = check_map_kptr_access(env, regno, value_regno, insn_idx, kptr_field);
6300                 } else if (t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
6301                         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
6302
6303                         /* if map is read-only, track its contents as scalars */
6304                         if (tnum_is_const(reg->var_off) &&
6305                             bpf_map_is_rdonly(map) &&
6306                             map->ops->map_direct_value_addr) {
6307                                 int map_off = off + reg->var_off.value;
6308                                 u64 val = 0;
6309
6310                                 err = bpf_map_direct_read(map, map_off, size,
6311                                                           &val);
6312                                 if (err)
6313                                         return err;
6314
6315                                 regs[value_regno].type = SCALAR_VALUE;
6316                                 __mark_reg_known(&regs[value_regno], val);
6317                         } else {
6318                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6319                         }
6320                 }
6321         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_MEM) {
6322                 bool rdonly_mem = type_is_rdonly_mem(reg->type);
6323
6324                 if (type_may_be_null(reg->type)) {
6325                         verbose(env, "R%d invalid mem access '%s'\n", regno,
6326                                 reg_type_str(env, reg->type));
6327                         return -EACCES;
6328                 }
6329
6330                 if (t == BPF_WRITE && rdonly_mem) {
6331                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
6332                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
6333                         return -EACCES;
6334                 }
6335
6336                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6337                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6338                         verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", value_regno);
6339                         return -EACCES;
6340                 }
6341
6342                 err = check_mem_region_access(env, regno, off, size,
6343                                               reg->mem_size, false);
6344                 if (!err && value_regno >= 0 && (t == BPF_READ || rdonly_mem))
6345                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6346         } else if (reg->type == PTR_TO_CTX) {
6347                 enum bpf_reg_type reg_type = SCALAR_VALUE;
6348                 struct btf *btf = NULL;
6349                 u32 btf_id = 0;
6350
6351                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6352                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6353                         verbose(env, "R%d leaks addr into ctx\n", value_regno);
6354                         return -EACCES;
6355                 }
6356
6357                 err = check_ptr_off_reg(env, reg, regno);
6358                 if (err < 0)
6359                         return err;
6360
6361                 err = check_ctx_access(env, insn_idx, off, size, t, &reg_type, &btf,
6362                                        &btf_id);
6363                 if (err)
6364                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
6365                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
6366                         /* ctx access returns either a scalar, or a
6367                          * PTR_TO_PACKET[_META,_END]. In the latter
6368                          * case, we know the offset is zero.
6369                          */
6370                         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
6371                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6372                         } else {
6373                                 mark_reg_known_zero(env, regs,
6374                                                     value_regno);
6375                                 if (type_may_be_null(reg_type))
6376                                         regs[value_regno].id = ++env->id_gen;
6377                                 /* A load of ctx field could have different
6378                                  * actual load size with the one encoded in the
6379                                  * insn. When the dst is PTR, it is for sure not
6380                                  * a sub-register.
6381                                  */
6382                                 regs[value_regno].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
6383                                 if (base_type(reg_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
6384                                         regs[value_regno].btf = btf;
6385                                         regs[value_regno].btf_id = btf_id;
6386                                 }
6387                         }
6388                         regs[value_regno].type = reg_type;
6389                 }
6390
6391         } else if (reg->type == PTR_TO_STACK) {
6392                 /* Basic bounds checks. */
6393                 err = check_stack_access_within_bounds(env, regno, off, size, ACCESS_DIRECT, t);
6394                 if (err)
6395                         return err;
6396
6397                 state = func(env, reg);
6398                 err = update_stack_depth(env, state, off);
6399                 if (err)
6400                         return err;
6401
6402                 if (t == BPF_READ)
6403                         err = check_stack_read(env, regno, off, size,
6404                                                value_regno);
6405                 else
6406                         err = check_stack_write(env, regno, off, size,
6407                                                 value_regno, insn_idx);
6408         } else if (reg_is_pkt_pointer(reg)) {
6409                 if (t == BPF_WRITE && !may_access_direct_pkt_data(env, NULL, t)) {
6410                         verbose(env, "cannot write into packet\n");
6411                         return -EACCES;
6412                 }
6413                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6414                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6415                         verbose(env, "R%d leaks addr into packet\n",
6416                                 value_regno);
6417                         return -EACCES;
6418                 }
6419                 err = check_packet_access(env, regno, off, size, false);
6420                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
6421                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6422         } else if (reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS) {
6423                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6424                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6425                         verbose(env, "R%d leaks addr into flow keys\n",
6426                                 value_regno);
6427                         return -EACCES;
6428                 }
6429
6430                 err = check_flow_keys_access(env, off, size);
6431                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
6432                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6433         } else if (type_is_sk_pointer(reg->type)) {
6434                 if (t == BPF_WRITE) {
6435                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
6436                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
6437                         return -EACCES;
6438                 }
6439                 err = check_sock_access(env, insn_idx, regno, off, size, t);
6440                 if (!err && value_regno >= 0)
6441                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6442         } else if (reg->type == PTR_TO_TP_BUFFER) {
6443                 err = check_tp_buffer_access(env, reg, regno, off, size);
6444                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
6445                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6446         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID &&
6447                    !type_may_be_null(reg->type)) {
6448                 err = check_ptr_to_btf_access(env, regs, regno, off, size, t,
6449                                               value_regno);
6450         } else if (reg->type == CONST_PTR_TO_MAP) {
6451                 err = check_ptr_to_map_access(env, regs, regno, off, size, t,
6452                                               value_regno);
6453         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BUF) {
6454                 bool rdonly_mem = type_is_rdonly_mem(reg->type);
6455                 u32 *max_access;
6456
6457                 if (rdonly_mem) {
6458                         if (t == BPF_WRITE) {
6459                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
6460                                         regno, reg_type_str(env, reg->type));
6461                                 return -EACCES;
6462                         }
6463                         max_access = &env->prog->aux->max_rdonly_access;
6464                 } else {
6465                         max_access = &env->prog->aux->max_rdwr_access;
6466                 }
6467
6468                 err = check_buffer_access(env, reg, regno, off, size, false,
6469                                           max_access);
6470
6471                 if (!err && value_regno >= 0 && (rdonly_mem || t == BPF_READ))
6472                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6473         } else {
6474                 verbose(env, "R%d invalid mem access '%s'\n", regno,
6475                         reg_type_str(env, reg->type));
6476                 return -EACCES;
6477         }
6478
6479         if (!err && size < BPF_REG_SIZE && value_regno >= 0 && t == BPF_READ &&
6480             regs[value_regno].type == SCALAR_VALUE) {
6481                 /* b/h/w load zero-extends, mark upper bits as known 0 */
6482                 coerce_reg_to_size(&regs[value_regno], size);
6483         }
6484         return err;
6485 }
6486
6487 static int check_atomic(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, struct bpf_insn *insn)
6488 {
6489         int load_reg;
6490         int err;
6491
6492         switch (insn->imm) {
6493         case BPF_ADD:
6494         case BPF_ADD | BPF_FETCH:
6495         case BPF_AND:
6496         case BPF_AND | BPF_FETCH:
6497         case BPF_OR:
6498         case BPF_OR | BPF_FETCH:
6499         case BPF_XOR:
6500         case BPF_XOR | BPF_FETCH:
6501         case BPF_XCHG:
6502         case BPF_CMPXCHG:
6503                 break;
6504         default:
6505                 verbose(env, "BPF_ATOMIC uses invalid atomic opcode %02x\n", insn->imm);
6506                 return -EINVAL;
6507         }
6508
6509         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_W && BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
6510                 verbose(env, "invalid atomic operand size\n");
6511                 return -EINVAL;
6512         }
6513
6514         /* check src1 operand */
6515         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
6516         if (err)
6517                 return err;
6518
6519         /* check src2 operand */
6520         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
6521         if (err)
6522                 return err;
6523
6524         if (insn->imm == BPF_CMPXCHG) {
6525                 /* Check comparison of R0 with memory location */
6526                 const u32 aux_reg = BPF_REG_0;
6527
6528                 err = check_reg_arg(env, aux_reg, SRC_OP);
6529                 if (err)
6530                         return err;
6531
6532                 if (is_pointer_value(env, aux_reg)) {
6533                         verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", aux_reg);
6534                         return -EACCES;
6535                 }
6536         }
6537
6538         if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
6539                 verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", insn->src_reg);
6540                 return -EACCES;
6541         }
6542
6543         if (is_ctx_reg(env, insn->dst_reg) ||
6544             is_pkt_reg(env, insn->dst_reg) ||
6545             is_flow_key_reg(env, insn->dst_reg) ||
6546             is_sk_reg(env, insn->dst_reg)) {
6547                 verbose(env, "BPF_ATOMIC stores into R%d %s is not allowed\n",
6548                         insn->dst_reg,
6549                         reg_type_str(env, reg_state(env, insn->dst_reg)->type));
6550                 return -EACCES;
6551         }
6552
6553         if (insn->imm & BPF_FETCH) {
6554                 if (insn->imm == BPF_CMPXCHG)
6555                         load_reg = BPF_REG_0;
6556                 else
6557                         load_reg = insn->src_reg;
6558
6559                 /* check and record load of old value */
6560                 err = check_reg_arg(env, load_reg, DST_OP);
6561                 if (err)
6562                         return err;
6563         } else {
6564                 /* This instruction accesses a memory location but doesn't
6565                  * actually load it into a register.
6566                  */
6567                 load_reg = -1;
6568         }
6569
6570         /* Check whether we can read the memory, with second call for fetch
6571          * case to simulate the register fill.
6572          */
6573         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
6574                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, -1, true);
6575         if (!err && load_reg >= 0)
6576                 err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
6577                                        BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, load_reg,
6578                                        true);
6579         if (err)
6580                 return err;
6581
6582         /* Check whether we can write into the same memory. */
6583         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
6584                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_WRITE, -1, true);
6585         if (err)
6586                 return err;
6587
6588         return 0;
6589 }
6590
6591 /* When register 'regno' is used to read the stack (either directly or through
6592  * a helper function) make sure that it's within stack boundary and, depending
6593  * on the access type, that all elements of the stack are initialized.
6594  *
6595  * 'off' includes 'regno->off', but not its dynamic part (if any).
6596  *
6597  * All registers that have been spilled on the stack in the slots within the
6598  * read offsets are marked as read.
6599  */
6600 static int check_stack_range_initialized(
6601                 struct bpf_verifier_env *env, int regno, int off,
6602                 int access_size, bool zero_size_allowed,
6603                 enum bpf_access_src type, struct bpf_call_arg_meta *meta)
6604 {
6605         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
6606         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
6607         int err, min_off, max_off, i, j, slot, spi;
6608         char *err_extra = type == ACCESS_HELPER ? " indirect" : "";
6609         enum bpf_access_type bounds_check_type;
6610         /* Some accesses can write anything into the stack, others are
6611          * read-only.
6612          */
6613         bool clobber = false;
6614
6615         if (access_size == 0 && !zero_size_allowed) {
6616                 verbose(env, "invalid zero-sized read\n");
6617                 return -EACCES;
6618         }
6619
6620         if (type == ACCESS_HELPER) {
6621                 /* The bounds checks for writes are more permissive than for
6622                  * reads. However, if raw_mode is not set, we'll do extra
6623                  * checks below.
6624                  */
6625                 bounds_check_type = BPF_WRITE;
6626                 clobber = true;
6627         } else {
6628                 bounds_check_type = BPF_READ;
6629         }
6630         err = check_stack_access_within_bounds(env, regno, off, access_size,
6631                                                type, bounds_check_type);
6632         if (err)
6633                 return err;
6634
6635
6636         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6637                 min_off = max_off = reg->var_off.value + off;
6638         } else {
6639                 /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for
6640                  * simplicity since it requires corresponding support in
6641                  * Spectre masking for stack ALU.
6642                  * See also retrieve_ptr_limit().
6643                  */
6644                 if (!env->bypass_spec_v1) {
6645                         char tn_buf[48];
6646
6647                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
6648                         verbose(env, "R%d%s variable offset stack access prohibited for !root, var_off=%s\n",
6649                                 regno, err_extra, tn_buf);
6650                         return -EACCES;
6651                 }
6652                 /* Only initialized buffer on stack is allowed to be accessed
6653                  * with variable offset. With uninitialized buffer it's hard to
6654                  * guarantee that whole memory is marked as initialized on
6655                  * helper return since specific bounds are unknown what may
6656                  * cause uninitialized stack leaking.
6657                  */
6658                 if (meta && meta->raw_mode)
6659                         meta = NULL;
6660
6661                 min_off = reg->smin_value + off;
6662                 max_off = reg->smax_value + off;
6663         }
6664
6665         if (meta && meta->raw_mode) {
6666                 /* Ensure we won't be overwriting dynptrs when simulating byte
6667                  * by byte access in check_helper_call using meta.access_size.
6668                  * This would be a problem if we have a helper in the future
6669                  * which takes:
6670                  *
6671                  *      helper(uninit_mem, len, dynptr)
6672                  *
6673                  * Now, uninint_mem may overlap with dynptr pointer. Hence, it
6674                  * may end up writing to dynptr itself when touching memory from
6675                  * arg 1. This can be relaxed on a case by case basis for known
6676                  * safe cases, but reject due to the possibilitiy of aliasing by
6677                  * default.
6678                  */
6679                 for (i = min_off; i < max_off + access_size; i++) {
6680                         int stack_off = -i - 1;
6681
6682                         spi = __get_spi(i);
6683                         /* raw_mode may write past allocated_stack */
6684                         if (state->allocated_stack <= stack_off)
6685                                 continue;
6686                         if (state->stack[spi].slot_type[stack_off % BPF_REG_SIZE] == STACK_DYNPTR) {
6687                                 verbose(env, "potential write to dynptr at off=%d disallowed\n", i);
6688                                 return -EACCES;
6689                         }
6690                 }
6691                 meta->access_size = access_size;
6692                 meta->regno = regno;
6693                 return 0;
6694         }
6695
6696         for (i = min_off; i < max_off + access_size; i++) {
6697                 u8 *stype;
6698
6699                 slot = -i - 1;
6700                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
6701                 if (state->allocated_stack <= slot)
6702                         goto err;
6703                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
6704                 if (*stype == STACK_MISC)
6705                         goto mark;
6706                 if ((*stype == STACK_ZERO) ||
6707                     (*stype == STACK_INVALID && env->allow_uninit_stack)) {
6708                         if (clobber) {
6709                                 /* helper can write anything into the stack */
6710                                 *stype = STACK_MISC;
6711                         }
6712                         goto mark;
6713                 }
6714
6715                 if (is_spilled_reg(&state->stack[spi]) &&
6716                     (state->stack[spi].spilled_ptr.type == SCALAR_VALUE ||
6717                      env->allow_ptr_leaks)) {
6718                         if (clobber) {
6719                                 __mark_reg_unknown(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
6720                                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
6721                                         scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[j]);
6722                         }
6723                         goto mark;
6724                 }
6725
6726 err:
6727                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6728                         verbose(env, "invalid%s read from stack R%d off %d+%d size %d\n",
6729                                 err_extra, regno, min_off, i - min_off, access_size);
6730                 } else {
6731                         char tn_buf[48];
6732
6733                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
6734                         verbose(env, "invalid%s read from stack R%d var_off %s+%d size %d\n",
6735                                 err_extra, regno, tn_buf, i - min_off, access_size);
6736                 }
6737                 return -EACCES;
6738 mark:
6739                 /* reading any byte out of 8-byte 'spill_slot' will cause
6740                  * the whole slot to be marked as 'read'
6741                  */
6742                 mark_reg_read(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
6743                               state->stack[spi].spilled_ptr.parent,
6744                               REG_LIVE_READ64);
6745                 /* We do not set REG_LIVE_WRITTEN for stack slot, as we can not
6746                  * be sure that whether stack slot is written to or not. Hence,
6747                  * we must still conservatively propagate reads upwards even if
6748                  * helper may write to the entire memory range.
6749                  */
6750         }
6751         return update_stack_depth(env, state, min_off);
6752 }
6753
6754 static int check_helper_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
6755                                    int access_size, bool zero_size_allowed,
6756                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
6757 {
6758         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
6759         u32 *max_access;
6760
6761         switch (base_type(reg->type)) {
6762         case PTR_TO_PACKET:
6763         case PTR_TO_PACKET_META:
6764                 return check_packet_access(env, regno, reg->off, access_size,
6765                                            zero_size_allowed);
6766         case PTR_TO_MAP_KEY:
6767                 if (meta && meta->raw_mode) {
6768                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
6769                                 reg_type_str(env, reg->type));
6770                         return -EACCES;
6771                 }
6772                 return check_mem_region_access(env, regno, reg->off, access_size,
6773                                                reg->map_ptr->key_size, false);
6774         case PTR_TO_MAP_VALUE:
6775                 if (check_map_access_type(env, regno, reg->off, access_size,
6776                                           meta && meta->raw_mode ? BPF_WRITE :
6777                                           BPF_READ))
6778                         return -EACCES;
6779                 return check_map_access(env, regno, reg->off, access_size,
6780                                         zero_size_allowed, ACCESS_HELPER);
6781         case PTR_TO_MEM:
6782                 if (type_is_rdonly_mem(reg->type)) {
6783                         if (meta && meta->raw_mode) {
6784                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
6785                                         reg_type_str(env, reg->type));
6786                                 return -EACCES;
6787                         }
6788                 }
6789                 return check_mem_region_access(env, regno, reg->off,
6790                                                access_size, reg->mem_size,
6791                                                zero_size_allowed);
6792         case PTR_TO_BUF:
6793                 if (type_is_rdonly_mem(reg->type)) {
6794                         if (meta && meta->raw_mode) {
6795                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
6796                                         reg_type_str(env, reg->type));
6797                                 return -EACCES;
6798                         }
6799
6800                         max_access = &env->prog->aux->max_rdonly_access;
6801                 } else {
6802                         max_access = &env->prog->aux->max_rdwr_access;
6803                 }
6804                 return check_buffer_access(env, reg, regno, reg->off,
6805                                            access_size, zero_size_allowed,
6806                                            max_access);
6807         case PTR_TO_STACK:
6808                 return check_stack_range_initialized(
6809                                 env,
6810                                 regno, reg->off, access_size,
6811                                 zero_size_allowed, ACCESS_HELPER, meta);
6812         case PTR_TO_BTF_ID:
6813                 return check_ptr_to_btf_access(env, regs, regno, reg->off,
6814                                                access_size, BPF_READ, -1);
6815         case PTR_TO_CTX:
6816                 /* in case the function doesn't know how to access the context,
6817                  * (because we are in a program of type SYSCALL for example), we
6818                  * can not statically check its size.
6819                  * Dynamically check it now.
6820                  */
6821                 if (!env->ops->convert_ctx_access) {
6822                         enum bpf_access_type atype = meta && meta->raw_mode ? BPF_WRITE : BPF_READ;
6823                         int offset = access_size - 1;
6824
6825                         /* Allow zero-byte read from PTR_TO_CTX */
6826                         if (access_size == 0)
6827                                 return zero_size_allowed ? 0 : -EACCES;
6828
6829                         return check_mem_access(env, env->insn_idx, regno, offset, BPF_B,
6830                                                 atype, -1, false);
6831                 }
6832
6833                 fallthrough;
6834         default: /* scalar_value or invalid ptr */
6835                 /* Allow zero-byte read from NULL, regardless of pointer type */
6836                 if (zero_size_allowed && access_size == 0 &&
6837                     register_is_null(reg))
6838                         return 0;
6839
6840                 verbose(env, "R%d type=%s ", regno,
6841                         reg_type_str(env, reg->type));
6842                 verbose(env, "expected=%s\n", reg_type_str(env, PTR_TO_STACK));
6843                 return -EACCES;
6844         }
6845 }
6846
6847 static int check_mem_size_reg(struct bpf_verifier_env *env,
6848                               struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
6849                               bool zero_size_allowed,
6850                               struct bpf_call_arg_meta *meta)
6851 {
6852         int err;
6853
6854         /* This is used to refine r0 return value bounds for helpers
6855          * that enforce this value as an upper bound on return values.
6856          * See do_refine_retval_range() for helpers that can refine
6857          * the return value. C type of helper is u32 so we pull register
6858          * bound from umax_value however, if negative verifier errors
6859          * out. Only upper bounds can be learned because retval is an
6860          * int type and negative retvals are allowed.
6861          */
6862         meta->msize_max_value = reg->umax_value;
6863
6864         /* The register is SCALAR_VALUE; the access check
6865          * happens using its boundaries.
6866          */
6867         if (!tnum_is_const(reg->var_off))
6868                 /* For unprivileged variable accesses, disable raw
6869                  * mode so that the program is required to
6870                  * initialize all the memory that the helper could
6871                  * just partially fill up.
6872                  */
6873                 meta = NULL;
6874
6875         if (reg->smin_value < 0) {
6876                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned or 'var &= const'\n",
6877                         regno);
6878                 return -EACCES;
6879         }
6880
6881         if (reg->umin_value == 0) {
6882                 err = check_helper_mem_access(env, regno - 1, 0,
6883                                               zero_size_allowed,
6884                                               meta);
6885                 if (err)
6886                         return err;
6887         }
6888
6889         if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_SIZ) {
6890                 verbose(env, "R%d unbounded memory access, use 'var &= const' or 'if (var < const)'\n",
6891                         regno);
6892                 return -EACCES;
6893         }
6894         err = check_helper_mem_access(env, regno - 1,
6895                                       reg->umax_value,
6896                                       zero_size_allowed, meta);
6897         if (!err)
6898                 err = mark_chain_precision(env, regno);
6899         return err;
6900 }
6901
6902 int check_mem_reg(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
6903                    u32 regno, u32 mem_size)
6904 {
6905         bool may_be_null = type_may_be_null(reg->type);
6906         struct bpf_reg_state saved_reg;
6907         struct bpf_call_arg_meta meta;
6908         int err;
6909
6910         if (register_is_null(reg))
6911                 return 0;
6912
6913         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
6914         /* Assuming that the register contains a value check if the memory
6915          * access is safe. Temporarily save and restore the register's state as
6916          * the conversion shouldn't be visible to a caller.
6917          */
6918         if (may_be_null) {
6919                 saved_reg = *reg;
6920                 mark_ptr_not_null_reg(reg);
6921         }
6922
6923         err = check_helper_mem_access(env, regno, mem_size, true, &meta);
6924         /* Check access for BPF_WRITE */
6925         meta.raw_mode = true;
6926         err = err ?: check_helper_mem_access(env, regno, mem_size, true, &meta);
6927
6928         if (may_be_null)
6929                 *reg = saved_reg;
6930
6931         return err;
6932 }
6933
6934 static int check_kfunc_mem_size_reg(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
6935                                     u32 regno)
6936 {
6937         struct bpf_reg_state *mem_reg = &cur_regs(env)[regno - 1];
6938         bool may_be_null = type_may_be_null(mem_reg->type);
6939         struct bpf_reg_state saved_reg;
6940         struct bpf_call_arg_meta meta;
6941         int err;
6942
6943         WARN_ON_ONCE(regno < BPF_REG_2 || regno > BPF_REG_5);
6944
6945         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
6946
6947         if (may_be_null) {
6948                 saved_reg = *mem_reg;
6949                 mark_ptr_not_null_reg(mem_reg);
6950         }
6951
6952         err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, &meta);
6953         /* Check access for BPF_WRITE */
6954         meta.raw_mode = true;
6955         err = err ?: check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, &meta);
6956
6957         if (may_be_null)
6958                 *mem_reg = saved_reg;
6959         return err;
6960 }
6961
6962 /* Implementation details:
6963  * bpf_map_lookup returns PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL.
6964  * bpf_obj_new returns PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | PTR_MAYBE_NULL.
6965  * Two bpf_map_lookups (even with the same key) will have different reg->id.
6966  * Two separate bpf_obj_new will also have different reg->id.
6967  * For traditional PTR_TO_MAP_VALUE or PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC, the verifier
6968  * clears reg->id after value_or_null->value transition, since the verifier only
6969  * cares about the range of access to valid map value pointer and doesn't care
6970  * about actual address of the map element.
6971  * For maps with 'struct bpf_spin_lock' inside map value the verifier keeps
6972  * reg->id > 0 after value_or_null->value transition. By doing so
6973  * two bpf_map_lookups will be considered two different pointers that
6974  * point to different bpf_spin_locks. Likewise for pointers to allocated objects
6975  * returned from bpf_obj_new.
6976  * The verifier allows taking only one bpf_spin_lock at a time to avoid
6977  * dead-locks.
6978  * Since only one bpf_spin_lock is allowed the checks are simpler than
6979  * reg_is_refcounted() logic. The verifier needs to remember only
6980  * one spin_lock instead of array of acquired_refs.
6981  * cur_state->active_lock remembers which map value element or allocated
6982  * object got locked and clears it after bpf_spin_unlock.
6983  */
6984 static int process_spin_lock(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
6985                              bool is_lock)
6986 {
6987         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
6988         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
6989         bool is_const = tnum_is_const(reg->var_off);
6990         u64 val = reg->var_off.value;
6991         struct bpf_map *map = NULL;
6992         struct btf *btf = NULL;
6993         struct btf_record *rec;
6994
6995         if (!is_const) {
6996                 verbose(env,
6997                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_spin_lock has to be at the constant offset\n",
6998                         regno);
6999                 return -EINVAL;
7000         }
7001         if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
7002                 map = reg->map_ptr;
7003                 if (!map->btf) {
7004                         verbose(env,
7005                                 "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_spin_lock\n",
7006                                 map->name);
7007                         return -EINVAL;
7008                 }
7009         } else {
7010                 btf = reg->btf;
7011         }
7012
7013         rec = reg_btf_record(reg);
7014         if (!btf_record_has_field(rec, BPF_SPIN_LOCK)) {
7015                 verbose(env, "%s '%s' has no valid bpf_spin_lock\n", map ? "map" : "local",
7016                         map ? map->name : "kptr");
7017                 return -EINVAL;
7018         }
7019         if (rec->spin_lock_off != val + reg->off) {
7020                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_spin_lock' that is at %d\n",
7021                         val + reg->off, rec->spin_lock_off);
7022                 return -EINVAL;
7023         }
7024         if (is_lock) {
7025                 if (cur->active_lock.ptr) {
7026                         verbose(env,
7027                                 "Locking two bpf_spin_locks are not allowed\n");
7028                         return -EINVAL;
7029                 }
7030                 if (map)
7031                         cur->active_lock.ptr = map;
7032                 else
7033                         cur->active_lock.ptr = btf;
7034                 cur->active_lock.id = reg->id;
7035         } else {
7036                 void *ptr;
7037
7038                 if (map)
7039                         ptr = map;
7040                 else
7041                         ptr = btf;
7042
7043                 if (!cur->active_lock.ptr) {
7044                         verbose(env, "bpf_spin_unlock without taking a lock\n");
7045                         return -EINVAL;
7046                 }
7047                 if (cur->active_lock.ptr != ptr ||
7048                     cur->active_lock.id != reg->id) {
7049                         verbose(env, "bpf_spin_unlock of different lock\n");
7050                         return -EINVAL;
7051                 }
7052
7053                 invalidate_non_owning_refs(env);
7054
7055                 cur->active_lock.ptr = NULL;
7056                 cur->active_lock.id = 0;
7057         }
7058         return 0;
7059 }
7060
7061 static int process_timer_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
7062                               struct bpf_call_arg_meta *meta)
7063 {
7064         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7065         bool is_const = tnum_is_const(reg->var_off);
7066         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
7067         u64 val = reg->var_off.value;
7068
7069         if (!is_const) {
7070                 verbose(env,
7071                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_timer has to be at the constant offset\n",
7072                         regno);
7073                 return -EINVAL;
7074         }
7075         if (!map->btf) {
7076                 verbose(env, "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_timer\n",
7077                         map->name);
7078                 return -EINVAL;
7079         }
7080         if (!btf_record_has_field(map->record, BPF_TIMER)) {
7081                 verbose(env, "map '%s' has no valid bpf_timer\n", map->name);
7082                 return -EINVAL;
7083         }
7084         if (map->record->timer_off != val + reg->off) {
7085                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_timer' that is at %d\n",
7086                         val + reg->off, map->record->timer_off);
7087                 return -EINVAL;
7088         }
7089         if (meta->map_ptr) {
7090                 verbose(env, "verifier bug. Two map pointers in a timer helper\n");
7091                 return -EFAULT;
7092         }
7093         meta->map_uid = reg->map_uid;
7094         meta->map_ptr = map;
7095         return 0;
7096 }
7097
7098 static int process_kptr_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
7099                              struct bpf_call_arg_meta *meta)
7100 {
7101         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7102         struct bpf_map *map_ptr = reg->map_ptr;
7103         struct btf_field *kptr_field;
7104         u32 kptr_off;
7105
7106         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
7107                 verbose(env,
7108                         "R%d doesn't have constant offset. kptr has to be at the constant offset\n",
7109                         regno);
7110                 return -EINVAL;
7111         }
7112         if (!map_ptr->btf) {
7113                 verbose(env, "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_kptr_xchg\n",
7114                         map_ptr->name);
7115                 return -EINVAL;
7116         }
7117         if (!btf_record_has_field(map_ptr->record, BPF_KPTR)) {
7118                 verbose(env, "map '%s' has no valid kptr\n", map_ptr->name);
7119                 return -EINVAL;
7120         }
7121
7122         meta->map_ptr = map_ptr;
7123         kptr_off = reg->off + reg->var_off.value;
7124         kptr_field = btf_record_find(map_ptr->record, kptr_off, BPF_KPTR);
7125         if (!kptr_field) {
7126                 verbose(env, "off=%d doesn't point to kptr\n", kptr_off);
7127                 return -EACCES;
7128         }
7129         if (kptr_field->type != BPF_KPTR_REF) {
7130                 verbose(env, "off=%d kptr isn't referenced kptr\n", kptr_off);
7131                 return -EACCES;
7132         }
7133         meta->kptr_field = kptr_field;
7134         return 0;
7135 }
7136
7137 /* There are two register types representing a bpf_dynptr, one is PTR_TO_STACK
7138  * which points to a stack slot, and the other is CONST_PTR_TO_DYNPTR.
7139  *
7140  * In both cases we deal with the first 8 bytes, but need to mark the next 8
7141  * bytes as STACK_DYNPTR in case of PTR_TO_STACK. In case of
7142  * CONST_PTR_TO_DYNPTR, we are guaranteed to get the beginning of the object.
7143  *
7144  * Mutability of bpf_dynptr is at two levels, one is at the level of struct
7145  * bpf_dynptr itself, i.e. whether the helper is receiving a pointer to struct
7146  * bpf_dynptr or pointer to const struct bpf_dynptr. In the former case, it can
7147  * mutate the view of the dynptr and also possibly destroy it. In the latter
7148  * case, it cannot mutate the bpf_dynptr itself but it can still mutate the
7149  * memory that dynptr points to.
7150  *
7151  * The verifier will keep track both levels of mutation (bpf_dynptr's in
7152  * reg->type and the memory's in reg->dynptr.type), but there is no support for
7153  * readonly dynptr view yet, hence only the first case is tracked and checked.
7154  *
7155  * This is consistent with how C applies the const modifier to a struct object,
7156  * where the pointer itself inside bpf_dynptr becomes const but not what it
7157  * points to.
7158  *
7159  * Helpers which do not mutate the bpf_dynptr set MEM_RDONLY in their argument
7160  * type, and declare it as 'const struct bpf_dynptr *' in their prototype.
7161  */
7162 static int process_dynptr_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno, int insn_idx,
7163                                enum bpf_arg_type arg_type, int clone_ref_obj_id)
7164 {
7165         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7166         int err;
7167
7168         /* MEM_UNINIT and MEM_RDONLY are exclusive, when applied to an
7169          * ARG_PTR_TO_DYNPTR (or ARG_PTR_TO_DYNPTR | DYNPTR_TYPE_*):
7170          */
7171         if ((arg_type & (MEM_UNINIT | MEM_RDONLY)) == (MEM_UNINIT | MEM_RDONLY)) {
7172                 verbose(env, "verifier internal error: misconfigured dynptr helper type flags\n");
7173                 return -EFAULT;
7174         }
7175
7176         /*  MEM_UNINIT - Points to memory that is an appropriate candidate for
7177          *               constructing a mutable bpf_dynptr object.
7178          *
7179          *               Currently, this is only possible with PTR_TO_STACK
7180          *               pointing to a region of at least 16 bytes which doesn't
7181          *               contain an existing bpf_dynptr.
7182          *
7183          *  MEM_RDONLY - Points to a initialized bpf_dynptr that will not be
7184          *               mutated or destroyed. However, the memory it points to
7185          *               may be mutated.
7186          *
7187          *  None       - Points to a initialized dynptr that can be mutated and
7188          *               destroyed, including mutation of the memory it points
7189          *               to.
7190          */
7191         if (arg_type & MEM_UNINIT) {
7192                 int i;
7193
7194                 if (!is_dynptr_reg_valid_uninit(env, reg)) {
7195                         verbose(env, "Dynptr has to be an uninitialized dynptr\n");
7196                         return -EINVAL;
7197                 }
7198
7199                 /* we write BPF_DW bits (8 bytes) at a time */
7200                 for (i = 0; i < BPF_DYNPTR_SIZE; i += 8) {
7201                         err = check_mem_access(env, insn_idx, regno,
7202                                                i, BPF_DW, BPF_WRITE, -1, false);
7203                         if (err)
7204                                 return err;
7205                 }
7206
7207                 err = mark_stack_slots_dynptr(env, reg, arg_type, insn_idx, clone_ref_obj_id);
7208         } else /* MEM_RDONLY and None case from above */ {
7209                 /* For the reg->type == PTR_TO_STACK case, bpf_dynptr is never const */
7210                 if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR && !(arg_type & MEM_RDONLY)) {
7211                         verbose(env, "cannot pass pointer to const bpf_dynptr, the helper mutates it\n");
7212                         return -EINVAL;
7213                 }
7214
7215                 if (!is_dynptr_reg_valid_init(env, reg)) {
7216                         verbose(env,
7217                                 "Expected an initialized dynptr as arg #%d\n",
7218                                 regno);
7219                         return -EINVAL;
7220                 }
7221
7222                 /* Fold modifiers (in this case, MEM_RDONLY) when checking expected type */
7223                 if (!is_dynptr_type_expected(env, reg, arg_type & ~MEM_RDONLY)) {
7224                         verbose(env,
7225                                 "Expected a dynptr of type %s as arg #%d\n",
7226                                 dynptr_type_str(arg_to_dynptr_type(arg_type)), regno);
7227                         return -EINVAL;
7228                 }
7229
7230                 err = mark_dynptr_read(env, reg);
7231         }
7232         return err;
7233 }
7234
7235 static u32 iter_ref_obj_id(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg, int spi)
7236 {
7237         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
7238
7239         return state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id;
7240 }
7241
7242 static bool is_iter_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7243 {
7244         return meta->kfunc_flags & (KF_ITER_NEW | KF_ITER_NEXT | KF_ITER_DESTROY);
7245 }
7246
7247 static bool is_iter_new_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7248 {
7249         return meta->kfunc_flags & KF_ITER_NEW;
7250 }
7251
7252 static bool is_iter_next_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7253 {
7254         return meta->kfunc_flags & KF_ITER_NEXT;
7255 }
7256
7257 static bool is_iter_destroy_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7258 {
7259         return meta->kfunc_flags & KF_ITER_DESTROY;
7260 }
7261
7262 static bool is_kfunc_arg_iter(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta, int arg)
7263 {
7264         /* btf_check_iter_kfuncs() guarantees that first argument of any iter
7265          * kfunc is iter state pointer
7266          */
7267         return arg == 0 && is_iter_kfunc(meta);
7268 }
7269
7270 static int process_iter_arg(struct bpf_verifier_env *env, int regno, int insn_idx,
7271                             struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7272 {
7273         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7274         const struct btf_type *t;
7275         const struct btf_param *arg;
7276         int spi, err, i, nr_slots;
7277         u32 btf_id;
7278
7279         /* btf_check_iter_kfuncs() ensures we don't need to validate anything here */
7280         arg = &btf_params(meta->func_proto)[0];
7281         t = btf_type_skip_modifiers(meta->btf, arg->type, NULL);        /* PTR */
7282         t = btf_type_skip_modifiers(meta->btf, t->type, &btf_id);       /* STRUCT */
7283         nr_slots = t->size / BPF_REG_SIZE;
7284
7285         if (is_iter_new_kfunc(meta)) {
7286                 /* bpf_iter_<type>_new() expects pointer to uninit iter state */
7287                 if (!is_iter_reg_valid_uninit(env, reg, nr_slots)) {
7288                         verbose(env, "expected uninitialized iter_%s as arg #%d\n",
7289                                 iter_type_str(meta->btf, btf_id), regno);
7290                         return -EINVAL;
7291                 }
7292
7293                 for (i = 0; i < nr_slots * 8; i += BPF_REG_SIZE) {
7294                         err = check_mem_access(env, insn_idx, regno,
7295                                                i, BPF_DW, BPF_WRITE, -1, false);
7296                         if (err)
7297                                 return err;
7298                 }
7299
7300                 err = mark_stack_slots_iter(env, reg, insn_idx, meta->btf, btf_id, nr_slots);
7301                 if (err)
7302                         return err;
7303         } else {
7304                 /* iter_next() or iter_destroy() expect initialized iter state*/
7305                 if (!is_iter_reg_valid_init(env, reg, meta->btf, btf_id, nr_slots)) {
7306                         verbose(env, "expected an initialized iter_%s as arg #%d\n",
7307                                 iter_type_str(meta->btf, btf_id), regno);
7308                         return -EINVAL;
7309                 }
7310
7311                 spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
7312                 if (spi < 0)
7313                         return spi;
7314
7315                 err = mark_iter_read(env, reg, spi, nr_slots);
7316                 if (err)
7317                         return err;
7318
7319                 /* remember meta->iter info for process_iter_next_call() */
7320                 meta->iter.spi = spi;
7321                 meta->iter.frameno = reg->frameno;
7322                 meta->ref_obj_id = iter_ref_obj_id(env, reg, spi);
7323
7324                 if (is_iter_destroy_kfunc(meta)) {
7325                         err = unmark_stack_slots_iter(env, reg, nr_slots);
7326                         if (err)
7327                                 return err;
7328                 }
7329         }
7330
7331         return 0;
7332 }
7333
7334 /* process_iter_next_call() is called when verifier gets to iterator's next
7335  * "method" (e.g., bpf_iter_num_next() for numbers iterator) call. We'll refer
7336  * to it as just "iter_next()" in comments below.
7337  *
7338  * BPF verifier relies on a crucial contract for any iter_next()
7339  * implementation: it should *eventually* return NULL, and once that happens
7340  * it should keep returning NULL. That is, once iterator exhausts elements to
7341  * iterate, it should never reset or spuriously return new elements.
7342  *
7343  * With the assumption of such contract, process_iter_next_call() simulates
7344  * a fork in the verifier state to validate loop logic correctness and safety
7345  * without having to simulate infinite amount of iterations.
7346  *
7347  * In current state, we first assume that iter_next() returned NULL and
7348  * iterator state is set to DRAINED (BPF_ITER_STATE_DRAINED). In such
7349  * conditions we should not form an infinite loop and should eventually reach
7350  * exit.
7351  *
7352  * Besides that, we also fork current state and enqueue it for later
7353  * verification. In a forked state we keep iterator state as ACTIVE
7354  * (BPF_ITER_STATE_ACTIVE) and assume non-NULL return from iter_next(). We
7355  * also bump iteration depth to prevent erroneous infinite loop detection
7356  * later on (see iter_active_depths_differ() comment for details). In this
7357  * state we assume that we'll eventually loop back to another iter_next()
7358  * calls (it could be in exactly same location or in some other instruction,
7359  * it doesn't matter, we don't make any unnecessary assumptions about this,
7360  * everything revolves around iterator state in a stack slot, not which
7361  * instruction is calling iter_next()). When that happens, we either will come
7362  * to iter_next() with equivalent state and can conclude that next iteration
7363  * will proceed in exactly the same way as we just verified, so it's safe to
7364  * assume that loop converges. If not, we'll go on another iteration
7365  * simulation with a different input state, until all possible starting states
7366  * are validated or we reach maximum number of instructions limit.
7367  *
7368  * This way, we will either exhaustively discover all possible input states
7369  * that iterator loop can start with and eventually will converge, or we'll
7370  * effectively regress into bounded loop simulation logic and either reach
7371  * maximum number of instructions if loop is not provably convergent, or there
7372  * is some statically known limit on number of iterations (e.g., if there is
7373  * an explicit `if n > 100 then break;` statement somewhere in the loop).
7374  *
7375  * One very subtle but very important aspect is that we *always* simulate NULL
7376  * condition first (as the current state) before we simulate non-NULL case.
7377  * This has to do with intricacies of scalar precision tracking. By simulating
7378  * "exit condition" of iter_next() returning NULL first, we make sure all the
7379  * relevant precision marks *that will be set **after** we exit iterator loop*
7380  * are propagated backwards to common parent state of NULL and non-NULL
7381  * branches. Thanks to that, state equivalence checks done later in forked
7382  * state, when reaching iter_next() for ACTIVE iterator, can assume that
7383  * precision marks are finalized and won't change. Because simulating another
7384  * ACTIVE iterator iteration won't change them (because given same input
7385  * states we'll end up with exactly same output states which we are currently
7386  * comparing; and verification after the loop already propagated back what
7387  * needs to be **additionally** tracked as precise). It's subtle, grok
7388  * precision tracking for more intuitive understanding.
7389  */
7390 static int process_iter_next_call(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx,
7391                                   struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7392 {
7393         struct bpf_verifier_state *cur_st = env->cur_state, *queued_st;
7394         struct bpf_func_state *cur_fr = cur_st->frame[cur_st->curframe], *queued_fr;
7395         struct bpf_reg_state *cur_iter, *queued_iter;
7396         int iter_frameno = meta->iter.frameno;
7397         int iter_spi = meta->iter.spi;
7398
7399         BTF_TYPE_EMIT(struct bpf_iter);
7400
7401         cur_iter = &env->cur_state->frame[iter_frameno]->stack[iter_spi].spilled_ptr;
7402
7403         if (cur_iter->iter.state != BPF_ITER_STATE_ACTIVE &&
7404             cur_iter->iter.state != BPF_ITER_STATE_DRAINED) {
7405                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected iterator state %d (%s)\n",
7406                         cur_iter->iter.state, iter_state_str(cur_iter->iter.state));
7407                 return -EFAULT;
7408         }
7409
7410         if (cur_iter->iter.state == BPF_ITER_STATE_ACTIVE) {
7411                 /* branch out active iter state */
7412                 queued_st = push_stack(env, insn_idx + 1, insn_idx, false);
7413                 if (!queued_st)
7414                         return -ENOMEM;
7415
7416                 queued_iter = &queued_st->frame[iter_frameno]->stack[iter_spi].spilled_ptr;
7417                 queued_iter->iter.state = BPF_ITER_STATE_ACTIVE;
7418                 queued_iter->iter.depth++;
7419
7420                 queued_fr = queued_st->frame[queued_st->curframe];
7421                 mark_ptr_not_null_reg(&queued_fr->regs[BPF_REG_0]);
7422         }
7423
7424         /* switch to DRAINED state, but keep the depth unchanged */
7425         /* mark current iter state as drained and assume returned NULL */
7426         cur_iter->iter.state = BPF_ITER_STATE_DRAINED;
7427         __mark_reg_const_zero(&cur_fr->regs[BPF_REG_0]);
7428
7429         return 0;
7430 }
7431
7432 static bool arg_type_is_mem_size(enum bpf_arg_type type)
7433 {
7434         return type == ARG_CONST_SIZE ||
7435                type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO;
7436 }
7437
7438 static bool arg_type_is_release(enum bpf_arg_type type)
7439 {
7440         return type & OBJ_RELEASE;
7441 }
7442
7443 static bool arg_type_is_dynptr(enum bpf_arg_type type)
7444 {
7445         return base_type(type) == ARG_PTR_TO_DYNPTR;
7446 }
7447
7448 static int int_ptr_type_to_size(enum bpf_arg_type type)
7449 {
7450         if (type == ARG_PTR_TO_INT)
7451                 return sizeof(u32);
7452         else if (type == ARG_PTR_TO_LONG)
7453                 return sizeof(u64);
7454
7455         return -EINVAL;
7456 }
7457
7458 static int resolve_map_arg_type(struct bpf_verifier_env *env,
7459                                  const struct bpf_call_arg_meta *meta,
7460                                  enum bpf_arg_type *arg_type)
7461 {
7462         if (!meta->map_ptr) {
7463                 /* kernel subsystem misconfigured verifier */
7464                 verbose(env, "invalid map_ptr to access map->type\n");
7465                 return -EACCES;
7466         }
7467
7468         switch (meta->map_ptr->map_type) {
7469         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
7470         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
7471                 if (*arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
7472                         *arg_type = ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON;
7473                 } else {
7474                         verbose(env, "invalid arg_type for sockmap/sockhash\n");
7475                         return -EINVAL;
7476                 }
7477                 break;
7478         case BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER:
7479                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_map_peek_elem)
7480                         *arg_type = ARG_PTR_TO_MAP_VALUE;
7481                 break;
7482         default:
7483                 break;
7484         }
7485         return 0;
7486 }
7487
7488 struct bpf_reg_types {
7489         const enum bpf_reg_type types[10];
7490         u32 *btf_id;
7491 };
7492
7493 static const struct bpf_reg_types sock_types = {
7494         .types = {
7495                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
7496                 PTR_TO_SOCKET,
7497                 PTR_TO_TCP_SOCK,
7498                 PTR_TO_XDP_SOCK,
7499         },
7500 };
7501
7502 #ifdef CONFIG_NET
7503 static const struct bpf_reg_types btf_id_sock_common_types = {
7504         .types = {
7505                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
7506                 PTR_TO_SOCKET,
7507                 PTR_TO_TCP_SOCK,
7508                 PTR_TO_XDP_SOCK,
7509                 PTR_TO_BTF_ID,
7510                 PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED,
7511         },
7512         .btf_id = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK_COMMON],
7513 };
7514 #endif
7515
7516 static const struct bpf_reg_types mem_types = {
7517         .types = {
7518                 PTR_TO_STACK,
7519                 PTR_TO_PACKET,
7520                 PTR_TO_PACKET_META,
7521                 PTR_TO_MAP_KEY,
7522                 PTR_TO_MAP_VALUE,
7523                 PTR_TO_MEM,
7524                 PTR_TO_MEM | MEM_RINGBUF,
7525                 PTR_TO_BUF,
7526                 PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED,
7527         },
7528 };
7529
7530 static const struct bpf_reg_types int_ptr_types = {
7531         .types = {
7532                 PTR_TO_STACK,
7533                 PTR_TO_PACKET,
7534                 PTR_TO_PACKET_META,
7535                 PTR_TO_MAP_KEY,
7536                 PTR_TO_MAP_VALUE,
7537         },
7538 };
7539
7540 static const struct bpf_reg_types spin_lock_types = {
7541         .types = {
7542                 PTR_TO_MAP_VALUE,
7543                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC,
7544         }
7545 };
7546
7547 static const struct bpf_reg_types fullsock_types = { .types = { PTR_TO_SOCKET } };
7548 static const struct bpf_reg_types scalar_types = { .types = { SCALAR_VALUE } };
7549 static const struct bpf_reg_types context_types = { .types = { PTR_TO_CTX } };
7550 static const struct bpf_reg_types ringbuf_mem_types = { .types = { PTR_TO_MEM | MEM_RINGBUF } };
7551 static const struct bpf_reg_types const_map_ptr_types = { .types = { CONST_PTR_TO_MAP } };
7552 static const struct bpf_reg_types btf_ptr_types = {
7553         .types = {
7554                 PTR_TO_BTF_ID,
7555                 PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED,
7556                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_RCU,
7557         },
7558 };
7559 static const struct bpf_reg_types percpu_btf_ptr_types = {
7560         .types = {
7561                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU,
7562                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU | PTR_TRUSTED,
7563         }
7564 };
7565 static const struct bpf_reg_types func_ptr_types = { .types = { PTR_TO_FUNC } };
7566 static const struct bpf_reg_types stack_ptr_types = { .types = { PTR_TO_STACK } };
7567 static const struct bpf_reg_types const_str_ptr_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
7568 static const struct bpf_reg_types timer_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
7569 static const struct bpf_reg_types kptr_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
7570 static const struct bpf_reg_types dynptr_types = {
7571         .types = {
7572                 PTR_TO_STACK,
7573                 CONST_PTR_TO_DYNPTR,
7574         }
7575 };
7576
7577 static const struct bpf_reg_types *compatible_reg_types[__BPF_ARG_TYPE_MAX] = {
7578         [ARG_PTR_TO_MAP_KEY]            = &mem_types,
7579         [ARG_PTR_TO_MAP_VALUE]          = &mem_types,
7580         [ARG_CONST_SIZE]                = &scalar_types,
7581         [ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO]        = &scalar_types,
7582         [ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO]  = &scalar_types,
7583         [ARG_CONST_MAP_PTR]             = &const_map_ptr_types,
7584         [ARG_PTR_TO_CTX]                = &context_types,
7585         [ARG_PTR_TO_SOCK_COMMON]        = &sock_types,
7586 #ifdef CONFIG_NET
7587         [ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON] = &btf_id_sock_common_types,
7588 #endif
7589         [ARG_PTR_TO_SOCKET]             = &fullsock_types,
7590         [ARG_PTR_TO_BTF_ID]             = &btf_ptr_types,
7591         [ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK]          = &spin_lock_types,
7592         [ARG_PTR_TO_MEM]                = &mem_types,
7593         [ARG_PTR_TO_RINGBUF_MEM]        = &ringbuf_mem_types,
7594         [ARG_PTR_TO_INT]                = &int_ptr_types,
7595         [ARG_PTR_TO_LONG]               = &int_ptr_types,
7596         [ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID]      = &percpu_btf_ptr_types,
7597         [ARG_PTR_TO_FUNC]               = &func_ptr_types,
7598         [ARG_PTR_TO_STACK]              = &stack_ptr_types,
7599         [ARG_PTR_TO_CONST_STR]          = &const_str_ptr_types,
7600         [ARG_PTR_TO_TIMER]              = &timer_types,
7601         [ARG_PTR_TO_KPTR]               = &kptr_types,
7602         [ARG_PTR_TO_DYNPTR]             = &dynptr_types,
7603 };
7604
7605 static int check_reg_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
7606                           enum bpf_arg_type arg_type,
7607                           const u32 *arg_btf_id,
7608                           struct bpf_call_arg_meta *meta)
7609 {
7610         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7611         enum bpf_reg_type expected, type = reg->type;
7612         const struct bpf_reg_types *compatible;
7613         int i, j;
7614
7615         compatible = compatible_reg_types[base_type(arg_type)];
7616         if (!compatible) {
7617                 verbose(env, "verifier internal error: unsupported arg type %d\n", arg_type);
7618                 return -EFAULT;
7619         }
7620
7621         /* ARG_PTR_TO_MEM + RDONLY is compatible with PTR_TO_MEM and PTR_TO_MEM + RDONLY,
7622          * but ARG_PTR_TO_MEM is compatible only with PTR_TO_MEM and NOT with PTR_TO_MEM + RDONLY
7623          *
7624          * Same for MAYBE_NULL:
7625          *
7626          * ARG_PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL is compatible with PTR_TO_MEM and PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL,
7627          * but ARG_PTR_TO_MEM is compatible only with PTR_TO_MEM but NOT with PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL
7628          *
7629          * ARG_PTR_TO_MEM is compatible with PTR_TO_MEM that is tagged with a dynptr type.
7630          *
7631          * Therefore we fold these flags depending on the arg_type before comparison.
7632          */
7633         if (arg_type & MEM_RDONLY)
7634                 type &= ~MEM_RDONLY;
7635         if (arg_type & PTR_MAYBE_NULL)
7636                 type &= ~PTR_MAYBE_NULL;
7637         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_MEM)
7638                 type &= ~DYNPTR_TYPE_FLAG_MASK;
7639
7640         if (meta->func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg && type_is_alloc(type))
7641                 type &= ~MEM_ALLOC;
7642
7643         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(compatible->types); i++) {
7644                 expected = compatible->types[i];
7645                 if (expected == NOT_INIT)
7646                         break;
7647
7648                 if (type == expected)
7649                         goto found;
7650         }
7651
7652         verbose(env, "R%d type=%s expected=", regno, reg_type_str(env, reg->type));
7653         for (j = 0; j + 1 < i; j++)
7654                 verbose(env, "%s, ", reg_type_str(env, compatible->types[j]));
7655         verbose(env, "%s\n", reg_type_str(env, compatible->types[j]));
7656         return -EACCES;
7657
7658 found:
7659         if (base_type(reg->type) != PTR_TO_BTF_ID)
7660                 return 0;
7661
7662         if (compatible == &mem_types) {
7663                 if (!(arg_type & MEM_RDONLY)) {
7664                         verbose(env,
7665                                 "%s() may write into memory pointed by R%d type=%s\n",
7666                                 func_id_name(meta->func_id),
7667                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
7668                         return -EACCES;
7669                 }
7670                 return 0;
7671         }
7672
7673         switch ((int)reg->type) {
7674         case PTR_TO_BTF_ID:
7675         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED:
7676         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_RCU:
7677         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_MAYBE_NULL:
7678         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_MAYBE_NULL | MEM_RCU:
7679         {
7680                 /* For bpf_sk_release, it needs to match against first member
7681                  * 'struct sock_common', hence make an exception for it. This
7682                  * allows bpf_sk_release to work for multiple socket types.
7683                  */
7684                 bool strict_type_match = arg_type_is_release(arg_type) &&
7685                                          meta->func_id != BPF_FUNC_sk_release;
7686
7687                 if (type_may_be_null(reg->type) &&
7688                     (!type_may_be_null(arg_type) || arg_type_is_release(arg_type))) {
7689                         verbose(env, "Possibly NULL pointer passed to helper arg%d\n", regno);
7690                         return -EACCES;
7691                 }
7692
7693                 if (!arg_btf_id) {
7694                         if (!compatible->btf_id) {
7695                                 verbose(env, "verifier internal error: missing arg compatible BTF ID\n");
7696                                 return -EFAULT;
7697                         }
7698                         arg_btf_id = compatible->btf_id;
7699                 }
7700
7701                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg) {
7702                         if (map_kptr_match_type(env, meta->kptr_field, reg, regno))
7703                                 return -EACCES;
7704                 } else {
7705                         if (arg_btf_id == BPF_PTR_POISON) {
7706                                 verbose(env, "verifier internal error:");
7707                                 verbose(env, "R%d has non-overwritten BPF_PTR_POISON type\n",
7708                                         regno);
7709                                 return -EACCES;
7710                         }
7711
7712                         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, reg->off,
7713                                                   btf_vmlinux, *arg_btf_id,
7714                                                   strict_type_match)) {
7715                                 verbose(env, "R%d is of type %s but %s is expected\n",
7716                                         regno, btf_type_name(reg->btf, reg->btf_id),
7717                                         btf_type_name(btf_vmlinux, *arg_btf_id));
7718                                 return -EACCES;
7719                         }
7720                 }
7721                 break;
7722         }
7723         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC:
7724                 if (meta->func_id != BPF_FUNC_spin_lock && meta->func_id != BPF_FUNC_spin_unlock &&
7725                     meta->func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg) {
7726                         verbose(env, "verifier internal error: unimplemented handling of MEM_ALLOC\n");
7727                         return -EFAULT;
7728                 }
7729                 /* Handled by helper specific checks */
7730                 break;
7731         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU:
7732         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU | PTR_TRUSTED:
7733                 /* Handled by helper specific checks */
7734                 break;
7735         default:
7736                 verbose(env, "verifier internal error: invalid PTR_TO_BTF_ID register for type match\n");
7737                 return -EFAULT;
7738         }
7739         return 0;
7740 }
7741
7742 static struct btf_field *
7743 reg_find_field_offset(const struct bpf_reg_state *reg, s32 off, u32 fields)
7744 {
7745         struct btf_field *field;
7746         struct btf_record *rec;
7747
7748         rec = reg_btf_record(reg);
7749         if (!rec)
7750                 return NULL;
7751
7752         field = btf_record_find(rec, off, fields);
7753         if (!field)
7754                 return NULL;
7755
7756         return field;
7757 }
7758
7759 int check_func_arg_reg_off(struct bpf_verifier_env *env,
7760                            const struct bpf_reg_state *reg, int regno,
7761                            enum bpf_arg_type arg_type)
7762 {
7763         u32 type = reg->type;
7764
7765         /* When referenced register is passed to release function, its fixed
7766          * offset must be 0.
7767          *
7768          * We will check arg_type_is_release reg has ref_obj_id when storing
7769          * meta->release_regno.
7770          */
7771         if (arg_type_is_release(arg_type)) {
7772                 /* ARG_PTR_TO_DYNPTR with OBJ_RELEASE is a bit special, as it
7773                  * may not directly point to the object being released, but to
7774                  * dynptr pointing to such object, which might be at some offset
7775                  * on the stack. In that case, we simply to fallback to the
7776                  * default handling.
7777                  */
7778                 if (arg_type_is_dynptr(arg_type) && type == PTR_TO_STACK)
7779                         return 0;
7780
7781                 if ((type_is_ptr_alloc_obj(type) || type_is_non_owning_ref(type)) && reg->off) {
7782                         if (reg_find_field_offset(reg, reg->off, BPF_GRAPH_NODE_OR_ROOT))
7783                                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, true);
7784
7785                         verbose(env, "R%d must have zero offset when passed to release func\n",
7786                                 regno);
7787                         verbose(env, "No graph node or root found at R%d type:%s off:%d\n", regno,
7788                                 btf_type_name(reg->btf, reg->btf_id), reg->off);
7789                         return -EINVAL;
7790                 }
7791
7792                 /* Doing check_ptr_off_reg check for the offset will catch this
7793                  * because fixed_off_ok is false, but checking here allows us
7794                  * to give the user a better error message.
7795                  */
7796                 if (reg->off) {
7797                         verbose(env, "R%d must have zero offset when passed to release func or trusted arg to kfunc\n",
7798                                 regno);
7799                         return -EINVAL;
7800                 }
7801                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
7802         }
7803
7804         switch (type) {
7805         /* Pointer types where both fixed and variable offset is explicitly allowed: */
7806         case PTR_TO_STACK:
7807         case PTR_TO_PACKET:
7808         case PTR_TO_PACKET_META:
7809         case PTR_TO_MAP_KEY:
7810         case PTR_TO_MAP_VALUE:
7811         case PTR_TO_MEM:
7812         case PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY:
7813         case PTR_TO_MEM | MEM_RINGBUF:
7814         case PTR_TO_BUF:
7815         case PTR_TO_BUF | MEM_RDONLY:
7816         case SCALAR_VALUE:
7817                 return 0;
7818         /* All the rest must be rejected, except PTR_TO_BTF_ID which allows
7819          * fixed offset.
7820          */
7821         case PTR_TO_BTF_ID:
7822         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC:
7823         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED:
7824         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_RCU:
7825         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | NON_OWN_REF:
7826                 /* When referenced PTR_TO_BTF_ID is passed to release function,
7827                  * its fixed offset must be 0. In the other cases, fixed offset
7828                  * can be non-zero. This was already checked above. So pass
7829                  * fixed_off_ok as true to allow fixed offset for all other
7830                  * cases. var_off always must be 0 for PTR_TO_BTF_ID, hence we
7831                  * still need to do checks instead of returning.
7832                  */
7833                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, true);
7834         default:
7835                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
7836         }
7837 }
7838
7839 static struct bpf_reg_state *get_dynptr_arg_reg(struct bpf_verifier_env *env,
7840                                                 const struct bpf_func_proto *fn,
7841                                                 struct bpf_reg_state *regs)
7842 {
7843         struct bpf_reg_state *state = NULL;
7844         int i;
7845
7846         for (i = 0; i < MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS; i++)
7847                 if (arg_type_is_dynptr(fn->arg_type[i])) {
7848                         if (state) {
7849                                 verbose(env, "verifier internal error: multiple dynptr args\n");
7850                                 return NULL;
7851                         }
7852                         state = &regs[BPF_REG_1 + i];
7853                 }
7854
7855         if (!state)
7856                 verbose(env, "verifier internal error: no dynptr arg found\n");
7857
7858         return state;
7859 }
7860
7861 static int dynptr_id(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
7862 {
7863         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
7864         int spi;
7865
7866         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
7867                 return reg->id;
7868         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
7869         if (spi < 0)
7870                 return spi;
7871         return state->stack[spi].spilled_ptr.id;
7872 }
7873
7874 static int dynptr_ref_obj_id(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
7875 {
7876         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
7877         int spi;
7878
7879         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
7880                 return reg->ref_obj_id;
7881         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
7882         if (spi < 0)
7883                 return spi;
7884         return state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id;
7885 }
7886
7887 static enum bpf_dynptr_type dynptr_get_type(struct bpf_verifier_env *env,
7888                                             struct bpf_reg_state *reg)
7889 {
7890         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
7891         int spi;
7892
7893         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
7894                 return reg->dynptr.type;
7895
7896         spi = __get_spi(reg->off);
7897         if (spi < 0) {
7898                 verbose(env, "verifier internal error: invalid spi when querying dynptr type\n");
7899                 return BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID;
7900         }
7901
7902         return state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type;
7903 }
7904
7905 static int check_func_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 arg,
7906                           struct bpf_call_arg_meta *meta,
7907                           const struct bpf_func_proto *fn,
7908                           int insn_idx)
7909 {
7910         u32 regno = BPF_REG_1 + arg;
7911         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7912         enum bpf_arg_type arg_type = fn->arg_type[arg];
7913         enum bpf_reg_type type = reg->type;
7914         u32 *arg_btf_id = NULL;
7915         int err = 0;
7916
7917         if (arg_type == ARG_DONTCARE)
7918                 return 0;
7919
7920         err = check_reg_arg(env, regno, SRC_OP);
7921         if (err)
7922                 return err;
7923
7924         if (arg_type == ARG_ANYTHING) {
7925                 if (is_pointer_value(env, regno)) {
7926                         verbose(env, "R%d leaks addr into helper function\n",
7927                                 regno);
7928                         return -EACCES;
7929                 }
7930                 return 0;
7931         }
7932
7933         if (type_is_pkt_pointer(type) &&
7934             !may_access_direct_pkt_data(env, meta, BPF_READ)) {
7935                 verbose(env, "helper access to the packet is not allowed\n");
7936                 return -EACCES;
7937         }
7938
7939         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
7940                 err = resolve_map_arg_type(env, meta, &arg_type);
7941                 if (err)
7942                         return err;
7943         }
7944
7945         if (register_is_null(reg) && type_may_be_null(arg_type))
7946                 /* A NULL register has a SCALAR_VALUE type, so skip
7947                  * type checking.
7948                  */
7949                 goto skip_type_check;
7950
7951         /* arg_btf_id and arg_size are in a union. */
7952         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_BTF_ID ||
7953             base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK)
7954                 arg_btf_id = fn->arg_btf_id[arg];
7955
7956         err = check_reg_type(env, regno, arg_type, arg_btf_id, meta);
7957         if (err)
7958                 return err;
7959
7960         err = check_func_arg_reg_off(env, reg, regno, arg_type);
7961         if (err)
7962                 return err;
7963
7964 skip_type_check:
7965         if (arg_type_is_release(arg_type)) {
7966                 if (arg_type_is_dynptr(arg_type)) {
7967                         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
7968                         int spi;
7969
7970                         /* Only dynptr created on stack can be released, thus
7971                          * the get_spi and stack state checks for spilled_ptr
7972                          * should only be done before process_dynptr_func for
7973                          * PTR_TO_STACK.
7974                          */
7975                         if (reg->type == PTR_TO_STACK) {
7976                                 spi = dynptr_get_spi(env, reg);
7977                                 if (spi < 0 || !state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id) {
7978                                         verbose(env, "arg %d is an unacquired reference\n", regno);
7979                                         return -EINVAL;
7980                                 }
7981                         } else {
7982                                 verbose(env, "cannot release unowned const bpf_dynptr\n");
7983                                 return -EINVAL;
7984                         }
7985                 } else if (!reg->ref_obj_id && !register_is_null(reg)) {
7986                         verbose(env, "R%d must be referenced when passed to release function\n",
7987                                 regno);
7988                         return -EINVAL;
7989                 }
7990                 if (meta->release_regno) {
7991                         verbose(env, "verifier internal error: more than one release argument\n");
7992                         return -EFAULT;
7993                 }
7994                 meta->release_regno = regno;
7995         }
7996
7997         if (reg->ref_obj_id) {
7998                 if (meta->ref_obj_id) {
7999                         verbose(env, "verifier internal error: more than one arg with ref_obj_id R%d %u %u\n",
8000                                 regno, reg->ref_obj_id,
8001                                 meta->ref_obj_id);
8002                         return -EFAULT;
8003                 }
8004                 meta->ref_obj_id = reg->ref_obj_id;
8005         }
8006
8007         switch (base_type(arg_type)) {
8008         case ARG_CONST_MAP_PTR:
8009                 /* bpf_map_xxx(map_ptr) call: remember that map_ptr */
8010                 if (meta->map_ptr) {
8011                         /* Use map_uid (which is unique id of inner map) to reject:
8012                          * inner_map1 = bpf_map_lookup_elem(outer_map, key1)
8013                          * inner_map2 = bpf_map_lookup_elem(outer_map, key2)
8014                          * if (inner_map1 && inner_map2) {
8015                          *     timer = bpf_map_lookup_elem(inner_map1);
8016                          *     if (timer)
8017                          *         // mismatch would have been allowed
8018                          *         bpf_timer_init(timer, inner_map2);
8019                          * }
8020                          *
8021                          * Comparing map_ptr is enough to distinguish normal and outer maps.
8022                          */
8023                         if (meta->map_ptr != reg->map_ptr ||
8024                             meta->map_uid != reg->map_uid) {
8025                                 verbose(env,
8026                                         "timer pointer in R1 map_uid=%d doesn't match map pointer in R2 map_uid=%d\n",
8027                                         meta->map_uid, reg->map_uid);
8028                                 return -EINVAL;
8029                         }
8030                 }
8031                 meta->map_ptr = reg->map_ptr;
8032                 meta->map_uid = reg->map_uid;
8033                 break;
8034         case ARG_PTR_TO_MAP_KEY:
8035                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., key) call:
8036                  * check that [key, key + map->key_size) are within
8037                  * stack limits and initialized
8038                  */
8039                 if (!meta->map_ptr) {
8040                         /* in function declaration map_ptr must come before
8041                          * map_key, so that it's verified and known before
8042                          * we have to check map_key here. Otherwise it means
8043                          * that kernel subsystem misconfigured verifier
8044                          */
8045                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->key\n");
8046                         return -EACCES;
8047                 }
8048                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
8049                                               meta->map_ptr->key_size, false,
8050                                               NULL);
8051                 break;
8052         case ARG_PTR_TO_MAP_VALUE:
8053                 if (type_may_be_null(arg_type) && register_is_null(reg))
8054                         return 0;
8055
8056                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., value) call:
8057                  * check [value, value + map->value_size) validity
8058                  */
8059                 if (!meta->map_ptr) {
8060                         /* kernel subsystem misconfigured verifier */
8061                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->value\n");
8062                         return -EACCES;
8063                 }
8064                 meta->raw_mode = arg_type & MEM_UNINIT;
8065                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
8066                                               meta->map_ptr->value_size, false,
8067                                               meta);
8068                 break;
8069         case ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID:
8070                 if (!reg->btf_id) {
8071                         verbose(env, "Helper has invalid btf_id in R%d\n", regno);
8072                         return -EACCES;
8073                 }
8074                 meta->ret_btf = reg->btf;
8075                 meta->ret_btf_id = reg->btf_id;
8076                 break;
8077         case ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK:
8078                 if (in_rbtree_lock_required_cb(env)) {
8079                         verbose(env, "can't spin_{lock,unlock} in rbtree cb\n");
8080                         return -EACCES;
8081                 }
8082                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_lock) {
8083                         err = process_spin_lock(env, regno, true);
8084                         if (err)
8085                                 return err;
8086                 } else if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_unlock) {
8087                         err = process_spin_lock(env, regno, false);
8088                         if (err)
8089                                 return err;
8090                 } else {
8091                         verbose(env, "verifier internal error\n");
8092                         return -EFAULT;
8093                 }
8094                 break;
8095         case ARG_PTR_TO_TIMER:
8096                 err = process_timer_func(env, regno, meta);
8097                 if (err)
8098                         return err;
8099                 break;
8100         case ARG_PTR_TO_FUNC:
8101                 meta->subprogno = reg->subprogno;
8102                 break;
8103         case ARG_PTR_TO_MEM:
8104                 /* The access to this pointer is only checked when we hit the
8105                  * next is_mem_size argument below.
8106                  */
8107                 meta->raw_mode = arg_type & MEM_UNINIT;
8108                 if (arg_type & MEM_FIXED_SIZE) {
8109                         err = check_helper_mem_access(env, regno,
8110                                                       fn->arg_size[arg], false,
8111                                                       meta);
8112                 }
8113                 break;
8114         case ARG_CONST_SIZE:
8115                 err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, false, meta);
8116                 break;
8117         case ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO:
8118                 err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, meta);
8119                 break;
8120         case ARG_PTR_TO_DYNPTR:
8121                 err = process_dynptr_func(env, regno, insn_idx, arg_type, 0);
8122                 if (err)
8123                         return err;
8124                 break;
8125         case ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO:
8126                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
8127                         verbose(env, "R%d is not a known constant'\n",
8128                                 regno);
8129                         return -EACCES;
8130                 }
8131                 meta->mem_size = reg->var_off.value;
8132                 err = mark_chain_precision(env, regno);
8133                 if (err)
8134                         return err;
8135                 break;
8136         case ARG_PTR_TO_INT:
8137         case ARG_PTR_TO_LONG:
8138         {
8139                 int size = int_ptr_type_to_size(arg_type);
8140
8141                 err = check_helper_mem_access(env, regno, size, false, meta);
8142                 if (err)
8143                         return err;
8144                 err = check_ptr_alignment(env, reg, 0, size, true);
8145                 break;
8146         }
8147         case ARG_PTR_TO_CONST_STR:
8148         {
8149                 struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
8150                 int map_off;
8151                 u64 map_addr;
8152                 char *str_ptr;
8153
8154                 if (!bpf_map_is_rdonly(map)) {
8155                         verbose(env, "R%d does not point to a readonly map'\n", regno);
8156                         return -EACCES;
8157                 }
8158
8159                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
8160                         verbose(env, "R%d is not a constant address'\n", regno);
8161                         return -EACCES;
8162                 }
8163
8164                 if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
8165                         verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
8166                         return -EACCES;
8167                 }
8168
8169                 err = check_map_access(env, regno, reg->off,
8170                                        map->value_size - reg->off, false,
8171                                        ACCESS_HELPER);
8172                 if (err)
8173                         return err;
8174
8175                 map_off = reg->off + reg->var_off.value;
8176                 err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &map_addr, map_off);
8177                 if (err) {
8178                         verbose(env, "direct value access on string failed\n");
8179                         return err;
8180                 }
8181
8182                 str_ptr = (char *)(long)(map_addr);
8183                 if (!strnchr(str_ptr + map_off, map->value_size - map_off, 0)) {
8184                         verbose(env, "string is not zero-terminated\n");
8185                         return -EINVAL;
8186                 }
8187                 break;
8188         }
8189         case ARG_PTR_TO_KPTR:
8190                 err = process_kptr_func(env, regno, meta);
8191                 if (err)
8192                         return err;
8193                 break;
8194         }
8195
8196         return err;
8197 }
8198
8199 static bool may_update_sockmap(struct bpf_verifier_env *env, int func_id)
8200 {
8201         enum bpf_attach_type eatype = env->prog->expected_attach_type;
8202         enum bpf_prog_type type = resolve_prog_type(env->prog);
8203
8204         if (func_id != BPF_FUNC_map_update_elem)
8205                 return false;
8206
8207         /* It's not possible to get access to a locked struct sock in these
8208          * contexts, so updating is safe.
8209          */
8210         switch (type) {
8211         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
8212                 if (eatype == BPF_TRACE_ITER)
8213                         return true;
8214                 break;
8215         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
8216         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
8217         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
8218         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
8219         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
8220         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
8221         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
8222                 return true;
8223         default:
8224                 break;
8225         }
8226
8227         verbose(env, "cannot update sockmap in this context\n");
8228         return false;
8229 }
8230
8231 static bool allow_tail_call_in_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
8232 {
8233         return env->prog->jit_requested &&
8234                bpf_jit_supports_subprog_tailcalls();
8235 }
8236
8237 static int check_map_func_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
8238                                         struct bpf_map *map, int func_id)
8239 {
8240         if (!map)
8241                 return 0;
8242
8243         /* We need a two way check, first is from map perspective ... */
8244         switch (map->map_type) {
8245         case BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY:
8246                 if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
8247                         goto error;
8248                 break;
8249         case BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY:
8250                 if (func_id != BPF_FUNC_perf_event_read &&
8251                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_output &&
8252                     func_id != BPF_FUNC_skb_output &&
8253                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_read_value &&
8254                     func_id != BPF_FUNC_xdp_output)
8255                         goto error;
8256                 break;
8257         case BPF_MAP_TYPE_RINGBUF:
8258                 if (func_id != BPF_FUNC_ringbuf_output &&
8259                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_reserve &&
8260                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_query &&
8261                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_reserve_dynptr &&
8262                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_submit_dynptr &&
8263                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_discard_dynptr)
8264                         goto error;
8265                 break;
8266         case BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF:
8267                 if (func_id != BPF_FUNC_user_ringbuf_drain)
8268                         goto error;
8269                 break;
8270         case BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE:
8271                 if (func_id != BPF_FUNC_get_stackid)
8272                         goto error;
8273                 break;
8274         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY:
8275                 if (func_id != BPF_FUNC_skb_under_cgroup &&
8276                     func_id != BPF_FUNC_current_task_under_cgroup)
8277                         goto error;
8278                 break;
8279         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE:
8280         case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE:
8281                 if (func_id != BPF_FUNC_get_local_storage)
8282                         goto error;
8283                 break;
8284         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP:
8285         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH:
8286                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
8287                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
8288                         goto error;
8289                 break;
8290         /* Restrict bpf side of cpumap and xskmap, open when use-cases
8291          * appear.
8292          */
8293         case BPF_MAP_TYPE_CPUMAP:
8294                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map)
8295                         goto error;
8296                 break;
8297         case BPF_MAP_TYPE_XSKMAP:
8298                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
8299                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
8300                         goto error;
8301                 break;
8302         case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
8303         case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
8304                 if (func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
8305                         goto error;
8306                 break;
8307         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
8308                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_map &&
8309                     func_id != BPF_FUNC_sock_map_update &&
8310                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
8311                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_map &&
8312                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
8313                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
8314                     !may_update_sockmap(env, func_id))
8315                         goto error;
8316                 break;
8317         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
8318                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_hash &&
8319                     func_id != BPF_FUNC_sock_hash_update &&
8320                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
8321                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_hash &&
8322                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
8323                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
8324                     !may_update_sockmap(env, func_id))
8325                         goto error;
8326                 break;
8327         case BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY:
8328                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport)
8329                         goto error;
8330                 break;
8331         case BPF_MAP_TYPE_QUEUE:
8332         case BPF_MAP_TYPE_STACK:
8333                 if (func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
8334                     func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
8335                     func_id != BPF_FUNC_map_push_elem)
8336                         goto error;
8337                 break;
8338         case BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE:
8339                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_storage_get &&
8340                     func_id != BPF_FUNC_sk_storage_delete &&
8341                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
8342                         goto error;
8343                 break;
8344         case BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE:
8345                 if (func_id != BPF_FUNC_inode_storage_get &&
8346                     func_id != BPF_FUNC_inode_storage_delete &&
8347                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
8348                         goto error;
8349                 break;
8350         case BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE:
8351                 if (func_id != BPF_FUNC_task_storage_get &&
8352                     func_id != BPF_FUNC_task_storage_delete &&
8353                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
8354                         goto error;
8355                 break;
8356         case BPF_MAP_TYPE_CGRP_STORAGE:
8357                 if (func_id != BPF_FUNC_cgrp_storage_get &&
8358                     func_id != BPF_FUNC_cgrp_storage_delete &&
8359                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
8360                         goto error;
8361                 break;
8362         case BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER:
8363                 if (func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
8364                     func_id != BPF_FUNC_map_push_elem)
8365                         goto error;
8366                 break;
8367         default:
8368                 break;
8369         }
8370
8371         /* ... and second from the function itself. */
8372         switch (func_id) {
8373         case BPF_FUNC_tail_call:
8374                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY)
8375                         goto error;
8376                 if (env->subprog_cnt > 1 && !allow_tail_call_in_subprogs(env)) {
8377                         verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
8378                         return -EINVAL;
8379                 }
8380                 break;
8381         case BPF_FUNC_perf_event_read:
8382         case BPF_FUNC_perf_event_output:
8383         case BPF_FUNC_perf_event_read_value:
8384         case BPF_FUNC_skb_output:
8385         case BPF_FUNC_xdp_output:
8386                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY)
8387                         goto error;
8388                 break;
8389         case BPF_FUNC_ringbuf_output:
8390         case BPF_FUNC_ringbuf_reserve:
8391         case BPF_FUNC_ringbuf_query:
8392         case BPF_FUNC_ringbuf_reserve_dynptr:
8393         case BPF_FUNC_ringbuf_submit_dynptr:
8394         case BPF_FUNC_ringbuf_discard_dynptr:
8395                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_RINGBUF)
8396                         goto error;
8397                 break;
8398         case BPF_FUNC_user_ringbuf_drain:
8399                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF)
8400                         goto error;
8401                 break;
8402         case BPF_FUNC_get_stackid:
8403                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE)
8404                         goto error;
8405                 break;
8406         case BPF_FUNC_current_task_under_cgroup:
8407         case BPF_FUNC_skb_under_cgroup:
8408                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY)
8409                         goto error;
8410                 break;
8411         case BPF_FUNC_redirect_map:
8412                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP &&
8413                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH &&
8414                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CPUMAP &&
8415                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_XSKMAP)
8416                         goto error;
8417                 break;
8418         case BPF_FUNC_sk_redirect_map:
8419         case BPF_FUNC_msg_redirect_map:
8420         case BPF_FUNC_sock_map_update:
8421                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP)
8422                         goto error;
8423                 break;
8424         case BPF_FUNC_sk_redirect_hash:
8425         case BPF_FUNC_msg_redirect_hash:
8426         case BPF_FUNC_sock_hash_update:
8427                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
8428                         goto error;
8429                 break;
8430         case BPF_FUNC_get_local_storage:
8431                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE &&
8432                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE)
8433                         goto error;
8434                 break;
8435         case BPF_FUNC_sk_select_reuseport:
8436                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY &&
8437                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP &&
8438                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
8439                         goto error;
8440                 break;
8441         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
8442                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_QUEUE &&
8443                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK)
8444                         goto error;
8445                 break;
8446         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
8447         case BPF_FUNC_map_push_elem:
8448                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_QUEUE &&
8449                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK &&
8450                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER)
8451                         goto error;
8452                 break;
8453         case BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem:
8454                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY &&
8455                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH &&
8456                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH)
8457                         goto error;
8458                 break;
8459         case BPF_FUNC_sk_storage_get:
8460         case BPF_FUNC_sk_storage_delete:
8461                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE)
8462                         goto error;
8463                 break;
8464         case BPF_FUNC_inode_storage_get:
8465         case BPF_FUNC_inode_storage_delete:
8466                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE)
8467                         goto error;
8468                 break;
8469         case BPF_FUNC_task_storage_get:
8470         case BPF_FUNC_task_storage_delete:
8471                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE)
8472                         goto error;
8473                 break;
8474         case BPF_FUNC_cgrp_storage_get:
8475         case BPF_FUNC_cgrp_storage_delete:
8476                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGRP_STORAGE)
8477                         goto error;
8478                 break;
8479         default:
8480                 break;
8481         }
8482
8483         return 0;
8484 error:
8485         verbose(env, "cannot pass map_type %d into func %s#%d\n",
8486                 map->map_type, func_id_name(func_id), func_id);
8487         return -EINVAL;
8488 }
8489
8490 static bool check_raw_mode_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
8491 {
8492         int count = 0;
8493
8494         if (fn->arg1_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
8495                 count++;
8496         if (fn->arg2_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
8497                 count++;
8498         if (fn->arg3_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
8499                 count++;
8500         if (fn->arg4_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
8501                 count++;
8502         if (fn->arg5_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
8503                 count++;
8504
8505         /* We only support one arg being in raw mode at the moment,
8506          * which is sufficient for the helper functions we have
8507          * right now.
8508          */
8509         return count <= 1;
8510 }
8511
8512 static bool check_args_pair_invalid(const struct bpf_func_proto *fn, int arg)
8513 {
8514         bool is_fixed = fn->arg_type[arg] & MEM_FIXED_SIZE;
8515         bool has_size = fn->arg_size[arg] != 0;
8516         bool is_next_size = false;
8517
8518         if (arg + 1 < ARRAY_SIZE(fn->arg_type))
8519                 is_next_size = arg_type_is_mem_size(fn->arg_type[arg + 1]);
8520
8521         if (base_type(fn->arg_type[arg]) != ARG_PTR_TO_MEM)
8522                 return is_next_size;
8523
8524         return has_size == is_next_size || is_next_size == is_fixed;
8525 }
8526
8527 static bool check_arg_pair_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
8528 {
8529         /* bpf_xxx(..., buf, len) call will access 'len'
8530          * bytes from memory 'buf'. Both arg types need
8531          * to be paired, so make sure there's no buggy
8532          * helper function specification.
8533          */
8534         if (arg_type_is_mem_size(fn->arg1_type) ||
8535             check_args_pair_invalid(fn, 0) ||
8536             check_args_pair_invalid(fn, 1) ||
8537             check_args_pair_invalid(fn, 2) ||
8538             check_args_pair_invalid(fn, 3) ||
8539             check_args_pair_invalid(fn, 4))
8540                 return false;
8541
8542         return true;
8543 }
8544
8545 static bool check_btf_id_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
8546 {
8547         int i;
8548
8549         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(fn->arg_type); i++) {
8550                 if (base_type(fn->arg_type[i]) == ARG_PTR_TO_BTF_ID)
8551                         return !!fn->arg_btf_id[i];
8552                 if (base_type(fn->arg_type[i]) == ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK)
8553                         return fn->arg_btf_id[i] == BPF_PTR_POISON;
8554                 if (base_type(fn->arg_type[i]) != ARG_PTR_TO_BTF_ID && fn->arg_btf_id[i] &&
8555                     /* arg_btf_id and arg_size are in a union. */
8556                     (base_type(fn->arg_type[i]) != ARG_PTR_TO_MEM ||
8557                      !(fn->arg_type[i] & MEM_FIXED_SIZE)))
8558                         return false;
8559         }
8560
8561         return true;
8562 }
8563
8564 static int check_func_proto(const struct bpf_func_proto *fn, int func_id)
8565 {
8566         return check_raw_mode_ok(fn) &&
8567                check_arg_pair_ok(fn) &&
8568                check_btf_id_ok(fn) ? 0 : -EINVAL;
8569 }
8570
8571 /* Packet data might have moved, any old PTR_TO_PACKET[_META,_END]
8572  * are now invalid, so turn them into unknown SCALAR_VALUE.
8573  *
8574  * This also applies to dynptr slices belonging to skb and xdp dynptrs,
8575  * since these slices point to packet data.
8576  */
8577 static void clear_all_pkt_pointers(struct bpf_verifier_env *env)
8578 {
8579         struct bpf_func_state *state;
8580         struct bpf_reg_state *reg;
8581
8582         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
8583                 if (reg_is_pkt_pointer_any(reg) || reg_is_dynptr_slice_pkt(reg))
8584                         mark_reg_invalid(env, reg);
8585         }));
8586 }
8587
8588 enum {
8589         AT_PKT_END = -1,
8590         BEYOND_PKT_END = -2,
8591 };
8592
8593 static void mark_pkt_end(struct bpf_verifier_state *vstate, int regn, bool range_open)
8594 {
8595         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
8596         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regn];
8597
8598         if (reg->type != PTR_TO_PACKET)
8599                 /* PTR_TO_PACKET_META is not supported yet */
8600                 return;
8601
8602         /* The 'reg' is pkt > pkt_end or pkt >= pkt_end.
8603          * How far beyond pkt_end it goes is unknown.
8604          * if (!range_open) it's the case of pkt >= pkt_end
8605          * if (range_open) it's the case of pkt > pkt_end
8606          * hence this pointer is at least 1 byte bigger than pkt_end
8607          */
8608         if (range_open)
8609                 reg->range = BEYOND_PKT_END;
8610         else
8611                 reg->range = AT_PKT_END;
8612 }
8613
8614 /* The pointer with the specified id has released its reference to kernel
8615  * resources. Identify all copies of the same pointer and clear the reference.
8616  */
8617 static int release_reference(struct bpf_verifier_env *env,
8618                              int ref_obj_id)
8619 {
8620         struct bpf_func_state *state;
8621         struct bpf_reg_state *reg;
8622         int err;
8623
8624         err = release_reference_state(cur_func(env), ref_obj_id);
8625         if (err)
8626                 return err;
8627
8628         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
8629                 if (reg->ref_obj_id == ref_obj_id)
8630                         mark_reg_invalid(env, reg);
8631         }));
8632
8633         return 0;
8634 }
8635
8636 static void invalidate_non_owning_refs(struct bpf_verifier_env *env)
8637 {
8638         struct bpf_func_state *unused;
8639         struct bpf_reg_state *reg;
8640
8641         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, unused, reg, ({
8642                 if (type_is_non_owning_ref(reg->type))
8643                         mark_reg_invalid(env, reg);
8644         }));
8645 }
8646
8647 static void clear_caller_saved_regs(struct bpf_verifier_env *env,
8648                                     struct bpf_reg_state *regs)
8649 {
8650         int i;
8651
8652         /* after the call registers r0 - r5 were scratched */
8653         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
8654                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
8655                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
8656         }
8657 }
8658
8659 typedef int (*set_callee_state_fn)(struct bpf_verifier_env *env,
8660                                    struct bpf_func_state *caller,
8661                                    struct bpf_func_state *callee,
8662                                    int insn_idx);
8663
8664 static int set_callee_state(struct bpf_verifier_env *env,
8665                             struct bpf_func_state *caller,
8666                             struct bpf_func_state *callee, int insn_idx);
8667
8668 static int __check_func_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
8669                              int *insn_idx, int subprog,
8670                              set_callee_state_fn set_callee_state_cb)
8671 {
8672         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
8673         struct bpf_func_state *caller, *callee;
8674         int err;
8675
8676         if (state->curframe + 1 >= MAX_CALL_FRAMES) {
8677                 verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep\n",
8678                         state->curframe + 2);
8679                 return -E2BIG;
8680         }
8681
8682         caller = state->frame[state->curframe];
8683         if (state->frame[state->curframe + 1]) {
8684                 verbose(env, "verifier bug. Frame %d already allocated\n",
8685                         state->curframe + 1);
8686                 return -EFAULT;
8687         }
8688
8689         err = btf_check_subprog_call(env, subprog, caller->regs);
8690         if (err == -EFAULT)
8691                 return err;
8692         if (subprog_is_global(env, subprog)) {
8693                 if (err) {
8694                         verbose(env, "Caller passes invalid args into func#%d\n",
8695                                 subprog);
8696                         return err;
8697                 } else {
8698                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
8699                                 verbose(env,
8700                                         "Func#%d is global and valid. Skipping.\n",
8701                                         subprog);
8702                         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
8703
8704                         /* All global functions return a 64-bit SCALAR_VALUE */
8705                         mark_reg_unknown(env, caller->regs, BPF_REG_0);
8706                         caller->regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
8707
8708                         /* continue with next insn after call */
8709                         return 0;
8710                 }
8711         }
8712
8713         /* set_callee_state is used for direct subprog calls, but we are
8714          * interested in validating only BPF helpers that can call subprogs as
8715          * callbacks
8716          */
8717         if (set_callee_state_cb != set_callee_state) {
8718                 if (bpf_pseudo_kfunc_call(insn) &&
8719                     !is_callback_calling_kfunc(insn->imm)) {
8720                         verbose(env, "verifier bug: kfunc %s#%d not marked as callback-calling\n",
8721                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
8722                         return -EFAULT;
8723                 } else if (!bpf_pseudo_kfunc_call(insn) &&
8724                            !is_callback_calling_function(insn->imm)) { /* helper */
8725                         verbose(env, "verifier bug: helper %s#%d not marked as callback-calling\n",
8726                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
8727                         return -EFAULT;
8728                 }
8729         }
8730
8731         if (insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
8732             insn->src_reg == 0 &&
8733             insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback) {
8734                 struct bpf_verifier_state *async_cb;
8735
8736                 /* there is no real recursion here. timer callbacks are async */
8737                 env->subprog_info[subprog].is_async_cb = true;
8738                 async_cb = push_async_cb(env, env->subprog_info[subprog].start,
8739                                          *insn_idx, subprog);
8740                 if (!async_cb)
8741                         return -EFAULT;
8742                 callee = async_cb->frame[0];
8743                 callee->async_entry_cnt = caller->async_entry_cnt + 1;
8744
8745                 /* Convert bpf_timer_set_callback() args into timer callback args */
8746                 err = set_callee_state_cb(env, caller, callee, *insn_idx);
8747                 if (err)
8748                         return err;
8749
8750                 clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
8751                 mark_reg_unknown(env, caller->regs, BPF_REG_0);
8752                 caller->regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
8753                 /* continue with next insn after call */
8754                 return 0;
8755         }
8756
8757         callee = kzalloc(sizeof(*callee), GFP_KERNEL);
8758         if (!callee)
8759                 return -ENOMEM;
8760         state->frame[state->curframe + 1] = callee;
8761
8762         /* callee cannot access r0, r6 - r9 for reading and has to write
8763          * into its own stack before reading from it.
8764          * callee can read/write into caller's stack
8765          */
8766         init_func_state(env, callee,
8767                         /* remember the callsite, it will be used by bpf_exit */
8768                         *insn_idx /* callsite */,
8769                         state->curframe + 1 /* frameno within this callchain */,
8770                         subprog /* subprog number within this prog */);
8771
8772         /* Transfer references to the callee */
8773         err = copy_reference_state(callee, caller);
8774         if (err)
8775                 goto err_out;
8776
8777         err = set_callee_state_cb(env, caller, callee, *insn_idx);
8778         if (err)
8779                 goto err_out;
8780
8781         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
8782
8783         /* only increment it after check_reg_arg() finished */
8784         state->curframe++;
8785
8786         /* and go analyze first insn of the callee */
8787         *insn_idx = env->subprog_info[subprog].start - 1;
8788
8789         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
8790                 verbose(env, "caller:\n");
8791                 print_verifier_state(env, caller, true);
8792                 verbose(env, "callee:\n");
8793                 print_verifier_state(env, callee, true);
8794         }
8795         return 0;
8796
8797 err_out:
8798         free_func_state(callee);
8799         state->frame[state->curframe + 1] = NULL;
8800         return err;
8801 }
8802
8803 int map_set_for_each_callback_args(struct bpf_verifier_env *env,
8804                                    struct bpf_func_state *caller,
8805                                    struct bpf_func_state *callee)
8806 {
8807         /* bpf_for_each_map_elem(struct bpf_map *map, void *callback_fn,
8808          *      void *callback_ctx, u64 flags);
8809          * callback_fn(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
8810          *      void *callback_ctx);
8811          */
8812         callee->regs[BPF_REG_1] = caller->regs[BPF_REG_1];
8813
8814         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_MAP_KEY;
8815         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
8816         callee->regs[BPF_REG_2].map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
8817
8818         callee->regs[BPF_REG_3].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
8819         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_3]);
8820         callee->regs[BPF_REG_3].map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
8821
8822         /* pointer to stack or null */
8823         callee->regs[BPF_REG_4] = caller->regs[BPF_REG_3];
8824
8825         /* unused */
8826         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
8827         return 0;
8828 }
8829
8830 static int set_callee_state(struct bpf_verifier_env *env,
8831                             struct bpf_func_state *caller,
8832                             struct bpf_func_state *callee, int insn_idx)
8833 {
8834         int i;
8835
8836         /* copy r1 - r5 args that callee can access.  The copy includes parent
8837          * pointers, which connects us up to the liveness chain
8838          */
8839         for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++)
8840                 callee->regs[i] = caller->regs[i];
8841         return 0;
8842 }
8843
8844 static int check_func_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
8845                            int *insn_idx)
8846 {
8847         int subprog, target_insn;
8848
8849         target_insn = *insn_idx + insn->imm + 1;
8850         subprog = find_subprog(env, target_insn);
8851         if (subprog < 0) {
8852                 verbose(env, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
8853                         target_insn);
8854                 return -EFAULT;
8855         }
8856
8857         return __check_func_call(env, insn, insn_idx, subprog, set_callee_state);
8858 }
8859
8860 static int set_map_elem_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
8861                                        struct bpf_func_state *caller,
8862                                        struct bpf_func_state *callee,
8863                                        int insn_idx)
8864 {
8865         struct bpf_insn_aux_data *insn_aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
8866         struct bpf_map *map;
8867         int err;
8868
8869         if (bpf_map_ptr_poisoned(insn_aux)) {
8870                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
8871                 return -EINVAL;
8872         }
8873
8874         map = BPF_MAP_PTR(insn_aux->map_ptr_state);
8875         if (!map->ops->map_set_for_each_callback_args ||
8876             !map->ops->map_for_each_callback) {
8877                 verbose(env, "callback function not allowed for map\n");
8878                 return -ENOTSUPP;
8879         }
8880
8881         err = map->ops->map_set_for_each_callback_args(env, caller, callee);
8882         if (err)
8883                 return err;
8884
8885         callee->in_callback_fn = true;
8886         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
8887         return 0;
8888 }
8889
8890 static int set_loop_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
8891                                    struct bpf_func_state *caller,
8892                                    struct bpf_func_state *callee,
8893                                    int insn_idx)
8894 {
8895         /* bpf_loop(u32 nr_loops, void *callback_fn, void *callback_ctx,
8896          *          u64 flags);
8897          * callback_fn(u32 index, void *callback_ctx);
8898          */
8899         callee->regs[BPF_REG_1].type = SCALAR_VALUE;
8900         callee->regs[BPF_REG_2] = caller->regs[BPF_REG_3];
8901
8902         /* unused */
8903         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
8904         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
8905         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
8906
8907         callee->in_callback_fn = true;
8908         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
8909         return 0;
8910 }
8911
8912 static int set_timer_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
8913                                     struct bpf_func_state *caller,
8914                                     struct bpf_func_state *callee,
8915                                     int insn_idx)
8916 {
8917         struct bpf_map *map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
8918
8919         /* bpf_timer_set_callback(struct bpf_timer *timer, void *callback_fn);
8920          * callback_fn(struct bpf_map *map, void *key, void *value);
8921          */
8922         callee->regs[BPF_REG_1].type = CONST_PTR_TO_MAP;
8923         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_1]);
8924         callee->regs[BPF_REG_1].map_ptr = map_ptr;
8925
8926         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_MAP_KEY;
8927         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
8928         callee->regs[BPF_REG_2].map_ptr = map_ptr;
8929
8930         callee->regs[BPF_REG_3].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
8931         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_3]);
8932         callee->regs[BPF_REG_3].map_ptr = map_ptr;
8933
8934         /* unused */
8935         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
8936         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
8937         callee->in_async_callback_fn = true;
8938         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
8939         return 0;
8940 }
8941
8942 static int set_find_vma_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
8943                                        struct bpf_func_state *caller,
8944                                        struct bpf_func_state *callee,
8945                                        int insn_idx)
8946 {
8947         /* bpf_find_vma(struct task_struct *task, u64 addr,
8948          *               void *callback_fn, void *callback_ctx, u64 flags)
8949          * (callback_fn)(struct task_struct *task,
8950          *               struct vm_area_struct *vma, void *callback_ctx);
8951          */
8952         callee->regs[BPF_REG_1] = caller->regs[BPF_REG_1];
8953
8954         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_BTF_ID;
8955         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
8956         callee->regs[BPF_REG_2].btf =  btf_vmlinux;
8957         callee->regs[BPF_REG_2].btf_id = btf_tracing_ids[BTF_TRACING_TYPE_VMA],
8958
8959         /* pointer to stack or null */
8960         callee->regs[BPF_REG_3] = caller->regs[BPF_REG_4];
8961
8962         /* unused */
8963         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
8964         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
8965         callee->in_callback_fn = true;
8966         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
8967         return 0;
8968 }
8969
8970 static int set_user_ringbuf_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
8971                                            struct bpf_func_state *caller,
8972                                            struct bpf_func_state *callee,
8973                                            int insn_idx)
8974 {
8975         /* bpf_user_ringbuf_drain(struct bpf_map *map, void *callback_fn, void
8976          *                        callback_ctx, u64 flags);
8977          * callback_fn(const struct bpf_dynptr_t* dynptr, void *callback_ctx);
8978          */
8979         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_0]);
8980         mark_dynptr_cb_reg(env, &callee->regs[BPF_REG_1], BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL);
8981         callee->regs[BPF_REG_2] = caller->regs[BPF_REG_3];
8982
8983         /* unused */
8984         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
8985         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
8986         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
8987
8988         callee->in_callback_fn = true;
8989         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
8990         return 0;
8991 }
8992
8993 static int set_rbtree_add_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
8994                                          struct bpf_func_state *caller,
8995                                          struct bpf_func_state *callee,
8996                                          int insn_idx)
8997 {
8998         /* void bpf_rbtree_add_impl(struct bpf_rb_root *root, struct bpf_rb_node *node,
8999          *                     bool (less)(struct bpf_rb_node *a, const struct bpf_rb_node *b));
9000          *
9001          * 'struct bpf_rb_node *node' arg to bpf_rbtree_add_impl is the same PTR_TO_BTF_ID w/ offset
9002          * that 'less' callback args will be receiving. However, 'node' arg was release_reference'd
9003          * by this point, so look at 'root'
9004          */
9005         struct btf_field *field;
9006
9007         field = reg_find_field_offset(&caller->regs[BPF_REG_1], caller->regs[BPF_REG_1].off,
9008                                       BPF_RB_ROOT);
9009         if (!field || !field->graph_root.value_btf_id)
9010                 return -EFAULT;
9011
9012         mark_reg_graph_node(callee->regs, BPF_REG_1, &field->graph_root);
9013         ref_set_non_owning(env, &callee->regs[BPF_REG_1]);
9014         mark_reg_graph_node(callee->regs, BPF_REG_2, &field->graph_root);
9015         ref_set_non_owning(env, &callee->regs[BPF_REG_2]);
9016
9017         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
9018         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
9019         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9020         callee->in_callback_fn = true;
9021         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
9022         return 0;
9023 }
9024
9025 static bool is_rbtree_lock_required_kfunc(u32 btf_id);
9026
9027 /* Are we currently verifying the callback for a rbtree helper that must
9028  * be called with lock held? If so, no need to complain about unreleased
9029  * lock
9030  */
9031 static bool in_rbtree_lock_required_cb(struct bpf_verifier_env *env)
9032 {
9033         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
9034         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
9035         struct bpf_func_state *callee;
9036         int kfunc_btf_id;
9037
9038         if (!state->curframe)
9039                 return false;
9040
9041         callee = state->frame[state->curframe];
9042
9043         if (!callee->in_callback_fn)
9044                 return false;
9045
9046         kfunc_btf_id = insn[callee->callsite].imm;
9047         return is_rbtree_lock_required_kfunc(kfunc_btf_id);
9048 }
9049
9050 static int prepare_func_exit(struct bpf_verifier_env *env, int *insn_idx)
9051 {
9052         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
9053         struct bpf_func_state *caller, *callee;
9054         struct bpf_reg_state *r0;
9055         int err;
9056
9057         callee = state->frame[state->curframe];
9058         r0 = &callee->regs[BPF_REG_0];
9059         if (r0->type == PTR_TO_STACK) {
9060                 /* technically it's ok to return caller's stack pointer
9061                  * (or caller's caller's pointer) back to the caller,
9062                  * since these pointers are valid. Only current stack
9063                  * pointer will be invalid as soon as function exits,
9064                  * but let's be conservative
9065                  */
9066                 verbose(env, "cannot return stack pointer to the caller\n");
9067                 return -EINVAL;
9068         }
9069
9070         caller = state->frame[state->curframe - 1];
9071         if (callee->in_callback_fn) {
9072                 /* enforce R0 return value range [0, 1]. */
9073                 struct tnum range = callee->callback_ret_range;
9074
9075                 if (r0->type != SCALAR_VALUE) {
9076                         verbose(env, "R0 not a scalar value\n");
9077                         return -EACCES;
9078                 }
9079                 if (!tnum_in(range, r0->var_off)) {
9080                         verbose_invalid_scalar(env, r0, &range, "callback return", "R0");
9081                         return -EINVAL;
9082                 }
9083         } else {
9084                 /* return to the caller whatever r0 had in the callee */
9085                 caller->regs[BPF_REG_0] = *r0;
9086         }
9087
9088         /* callback_fn frame should have released its own additions to parent's
9089          * reference state at this point, or check_reference_leak would
9090          * complain, hence it must be the same as the caller. There is no need
9091          * to copy it back.
9092          */
9093         if (!callee->in_callback_fn) {
9094                 /* Transfer references to the caller */
9095                 err = copy_reference_state(caller, callee);
9096                 if (err)
9097                         return err;
9098         }
9099
9100         *insn_idx = callee->callsite + 1;
9101         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
9102                 verbose(env, "returning from callee:\n");
9103                 print_verifier_state(env, callee, true);
9104                 verbose(env, "to caller at %d:\n", *insn_idx);
9105                 print_verifier_state(env, caller, true);
9106         }
9107         /* clear everything in the callee */
9108         free_func_state(callee);
9109         state->frame[state->curframe--] = NULL;
9110         return 0;
9111 }
9112
9113 static void do_refine_retval_range(struct bpf_reg_state *regs, int ret_type,
9114                                    int func_id,
9115                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
9116 {
9117         struct bpf_reg_state *ret_reg = &regs[BPF_REG_0];
9118
9119         if (ret_type != RET_INTEGER ||
9120             (func_id != BPF_FUNC_get_stack &&
9121              func_id != BPF_FUNC_get_task_stack &&
9122              func_id != BPF_FUNC_probe_read_str &&
9123              func_id != BPF_FUNC_probe_read_kernel_str &&
9124              func_id != BPF_FUNC_probe_read_user_str))
9125                 return;
9126
9127         ret_reg->smax_value = meta->msize_max_value;
9128         ret_reg->s32_max_value = meta->msize_max_value;
9129         ret_reg->smin_value = -MAX_ERRNO;
9130         ret_reg->s32_min_value = -MAX_ERRNO;
9131         reg_bounds_sync(ret_reg);
9132 }
9133
9134 static int
9135 record_func_map(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
9136                 int func_id, int insn_idx)
9137 {
9138         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
9139         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
9140
9141         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call &&
9142             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
9143             func_id != BPF_FUNC_map_update_elem &&
9144             func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
9145             func_id != BPF_FUNC_map_push_elem &&
9146             func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
9147             func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
9148             func_id != BPF_FUNC_for_each_map_elem &&
9149             func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
9150             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem)
9151                 return 0;
9152
9153         if (map == NULL) {
9154                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
9155                 return -EINVAL;
9156         }
9157
9158         /* In case of read-only, some additional restrictions
9159          * need to be applied in order to prevent altering the
9160          * state of the map from program side.
9161          */
9162         if ((map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) &&
9163             (func_id == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
9164              func_id == BPF_FUNC_map_update_elem ||
9165              func_id == BPF_FUNC_map_push_elem ||
9166              func_id == BPF_FUNC_map_pop_elem)) {
9167                 verbose(env, "write into map forbidden\n");
9168                 return -EACCES;
9169         }
9170
9171         if (!BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state))
9172                 bpf_map_ptr_store(aux, meta->map_ptr,
9173                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
9174         else if (BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) != meta->map_ptr)
9175                 bpf_map_ptr_store(aux, BPF_MAP_PTR_POISON,
9176                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
9177         return 0;
9178 }
9179
9180 static int
9181 record_func_key(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
9182                 int func_id, int insn_idx)
9183 {
9184         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
9185         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg;
9186         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
9187         u64 val, max;
9188         int err;
9189
9190         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
9191                 return 0;
9192         if (!map || map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY) {
9193                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
9194                 return -EINVAL;
9195         }
9196
9197         reg = &regs[BPF_REG_3];
9198         val = reg->var_off.value;
9199         max = map->max_entries;
9200
9201         if (!(register_is_const(reg) && val < max)) {
9202                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
9203                 return 0;
9204         }
9205
9206         err = mark_chain_precision(env, BPF_REG_3);
9207         if (err)
9208                 return err;
9209         if (bpf_map_key_unseen(aux))
9210                 bpf_map_key_store(aux, val);
9211         else if (!bpf_map_key_poisoned(aux) &&
9212                   bpf_map_key_immediate(aux) != val)
9213                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
9214         return 0;
9215 }
9216
9217 static int check_reference_leak(struct bpf_verifier_env *env)
9218 {
9219         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
9220         bool refs_lingering = false;
9221         int i;
9222
9223         if (state->frameno && !state->in_callback_fn)
9224                 return 0;
9225
9226         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
9227                 if (state->in_callback_fn && state->refs[i].callback_ref != state->frameno)
9228                         continue;
9229                 verbose(env, "Unreleased reference id=%d alloc_insn=%d\n",
9230                         state->refs[i].id, state->refs[i].insn_idx);
9231                 refs_lingering = true;
9232         }
9233         return refs_lingering ? -EINVAL : 0;
9234 }
9235
9236 static int check_bpf_snprintf_call(struct bpf_verifier_env *env,
9237                                    struct bpf_reg_state *regs)
9238 {
9239         struct bpf_reg_state *fmt_reg = &regs[BPF_REG_3];
9240         struct bpf_reg_state *data_len_reg = &regs[BPF_REG_5];
9241         struct bpf_map *fmt_map = fmt_reg->map_ptr;
9242         struct bpf_bprintf_data data = {};
9243         int err, fmt_map_off, num_args;
9244         u64 fmt_addr;
9245         char *fmt;
9246
9247         /* data must be an array of u64 */
9248         if (data_len_reg->var_off.value % 8)
9249                 return -EINVAL;
9250         num_args = data_len_reg->var_off.value / 8;
9251
9252         /* fmt being ARG_PTR_TO_CONST_STR guarantees that var_off is const
9253          * and map_direct_value_addr is set.
9254          */
9255         fmt_map_off = fmt_reg->off + fmt_reg->var_off.value;
9256         err = fmt_map->ops->map_direct_value_addr(fmt_map, &fmt_addr,
9257                                                   fmt_map_off);
9258         if (err) {
9259                 verbose(env, "verifier bug\n");
9260                 return -EFAULT;
9261         }
9262         fmt = (char *)(long)fmt_addr + fmt_map_off;
9263
9264         /* We are also guaranteed that fmt+fmt_map_off is NULL terminated, we
9265          * can focus on validating the format specifiers.
9266          */
9267         err = bpf_bprintf_prepare(fmt, UINT_MAX, NULL, num_args, &data);
9268         if (err < 0)
9269                 verbose(env, "Invalid format string\n");
9270
9271         return err;
9272 }
9273
9274 static int check_get_func_ip(struct bpf_verifier_env *env)
9275 {
9276         enum bpf_prog_type type = resolve_prog_type(env->prog);
9277         int func_id = BPF_FUNC_get_func_ip;
9278
9279         if (type == BPF_PROG_TYPE_TRACING) {
9280                 if (!bpf_prog_has_trampoline(env->prog)) {
9281                         verbose(env, "func %s#%d supported only for fentry/fexit/fmod_ret programs\n",
9282                                 func_id_name(func_id), func_id);
9283                         return -ENOTSUPP;
9284                 }
9285                 return 0;
9286         } else if (type == BPF_PROG_TYPE_KPROBE) {
9287                 return 0;
9288         }
9289
9290         verbose(env, "func %s#%d not supported for program type %d\n",
9291                 func_id_name(func_id), func_id, type);
9292         return -ENOTSUPP;
9293 }
9294
9295 static struct bpf_insn_aux_data *cur_aux(struct bpf_verifier_env *env)
9296 {
9297         return &env->insn_aux_data[env->insn_idx];
9298 }
9299
9300 static bool loop_flag_is_zero(struct bpf_verifier_env *env)
9301 {
9302         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
9303         struct bpf_reg_state *reg = &regs[BPF_REG_4];
9304         bool reg_is_null = register_is_null(reg);
9305
9306         if (reg_is_null)
9307                 mark_chain_precision(env, BPF_REG_4);
9308
9309         return reg_is_null;
9310 }
9311
9312 static void update_loop_inline_state(struct bpf_verifier_env *env, u32 subprogno)
9313 {
9314         struct bpf_loop_inline_state *state = &cur_aux(env)->loop_inline_state;
9315
9316         if (!state->initialized) {
9317                 state->initialized = 1;
9318                 state->fit_for_inline = loop_flag_is_zero(env);
9319                 state->callback_subprogno = subprogno;
9320                 return;
9321         }
9322
9323         if (!state->fit_for_inline)
9324                 return;
9325
9326         state->fit_for_inline = (loop_flag_is_zero(env) &&
9327                                  state->callback_subprogno == subprogno);
9328 }
9329
9330 static int check_helper_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
9331                              int *insn_idx_p)
9332 {
9333         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
9334         const struct bpf_func_proto *fn = NULL;
9335         enum bpf_return_type ret_type;
9336         enum bpf_type_flag ret_flag;
9337         struct bpf_reg_state *regs;
9338         struct bpf_call_arg_meta meta;
9339         int insn_idx = *insn_idx_p;
9340         bool changes_data;
9341         int i, err, func_id;
9342
9343         /* find function prototype */
9344         func_id = insn->imm;
9345         if (func_id < 0 || func_id >= __BPF_FUNC_MAX_ID) {
9346                 verbose(env, "invalid func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
9347                         func_id);
9348                 return -EINVAL;
9349         }
9350
9351         if (env->ops->get_func_proto)
9352                 fn = env->ops->get_func_proto(func_id, env->prog);
9353         if (!fn) {
9354                 verbose(env, "unknown func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
9355                         func_id);
9356                 return -EINVAL;
9357         }
9358
9359         /* eBPF programs must be GPL compatible to use GPL-ed functions */
9360         if (!env->prog->gpl_compatible && fn->gpl_only) {
9361                 verbose(env, "cannot call GPL-restricted function from non-GPL compatible program\n");
9362                 return -EINVAL;
9363         }
9364
9365         if (fn->allowed && !fn->allowed(env->prog)) {
9366                 verbose(env, "helper call is not allowed in probe\n");
9367                 return -EINVAL;
9368         }
9369
9370         if (!env->prog->aux->sleepable && fn->might_sleep) {
9371                 verbose(env, "helper call might sleep in a non-sleepable prog\n");
9372                 return -EINVAL;
9373         }
9374
9375         /* With LD_ABS/IND some JITs save/restore skb from r1. */
9376         changes_data = bpf_helper_changes_pkt_data(fn->func);
9377         if (changes_data && fn->arg1_type != ARG_PTR_TO_CTX) {
9378                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d: r1 != ctx\n",
9379                         func_id_name(func_id), func_id);
9380                 return -EINVAL;
9381         }
9382
9383         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
9384         meta.pkt_access = fn->pkt_access;
9385
9386         err = check_func_proto(fn, func_id);
9387         if (err) {
9388                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
9389                         func_id_name(func_id), func_id);
9390                 return err;
9391         }
9392
9393         if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
9394                 if (fn->might_sleep) {
9395                         verbose(env, "sleepable helper %s#%d in rcu_read_lock region\n",
9396                                 func_id_name(func_id), func_id);
9397                         return -EINVAL;
9398                 }
9399
9400                 if (env->prog->aux->sleepable && is_storage_get_function(func_id))
9401                         env->insn_aux_data[insn_idx].storage_get_func_atomic = true;
9402         }
9403
9404         meta.func_id = func_id;
9405         /* check args */
9406         for (i = 0; i < MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS; i++) {
9407                 err = check_func_arg(env, i, &meta, fn, insn_idx);
9408                 if (err)
9409                         return err;
9410         }
9411
9412         err = record_func_map(env, &meta, func_id, insn_idx);
9413         if (err)
9414                 return err;
9415
9416         err = record_func_key(env, &meta, func_id, insn_idx);
9417         if (err)
9418                 return err;
9419
9420         /* Mark slots with STACK_MISC in case of raw mode, stack offset
9421          * is inferred from register state.
9422          */
9423         for (i = 0; i < meta.access_size; i++) {
9424                 err = check_mem_access(env, insn_idx, meta.regno, i, BPF_B,
9425                                        BPF_WRITE, -1, false);
9426                 if (err)
9427                         return err;
9428         }
9429
9430         regs = cur_regs(env);
9431
9432         if (meta.release_regno) {
9433                 err = -EINVAL;
9434                 /* This can only be set for PTR_TO_STACK, as CONST_PTR_TO_DYNPTR cannot
9435                  * be released by any dynptr helper. Hence, unmark_stack_slots_dynptr
9436                  * is safe to do directly.
9437                  */
9438                 if (arg_type_is_dynptr(fn->arg_type[meta.release_regno - BPF_REG_1])) {
9439                         if (regs[meta.release_regno].type == CONST_PTR_TO_DYNPTR) {
9440                                 verbose(env, "verifier internal error: CONST_PTR_TO_DYNPTR cannot be released\n");
9441                                 return -EFAULT;
9442                         }
9443                         err = unmark_stack_slots_dynptr(env, &regs[meta.release_regno]);
9444                 } else if (meta.ref_obj_id) {
9445                         err = release_reference(env, meta.ref_obj_id);
9446                 } else if (register_is_null(&regs[meta.release_regno])) {
9447                         /* meta.ref_obj_id can only be 0 if register that is meant to be
9448                          * released is NULL, which must be > R0.
9449                          */
9450                         err = 0;
9451                 }
9452                 if (err) {
9453                         verbose(env, "func %s#%d reference has not been acquired before\n",
9454                                 func_id_name(func_id), func_id);
9455                         return err;
9456                 }
9457         }
9458
9459         switch (func_id) {
9460         case BPF_FUNC_tail_call:
9461                 err = check_reference_leak(env);
9462                 if (err) {
9463                         verbose(env, "tail_call would lead to reference leak\n");
9464                         return err;
9465                 }
9466                 break;
9467         case BPF_FUNC_get_local_storage:
9468                 /* check that flags argument in get_local_storage(map, flags) is 0,
9469                  * this is required because get_local_storage() can't return an error.
9470                  */
9471                 if (!register_is_null(&regs[BPF_REG_2])) {
9472                         verbose(env, "get_local_storage() doesn't support non-zero flags\n");
9473                         return -EINVAL;
9474                 }
9475                 break;
9476         case BPF_FUNC_for_each_map_elem:
9477                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
9478                                         set_map_elem_callback_state);
9479                 break;
9480         case BPF_FUNC_timer_set_callback:
9481                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
9482                                         set_timer_callback_state);
9483                 break;
9484         case BPF_FUNC_find_vma:
9485                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
9486                                         set_find_vma_callback_state);
9487                 break;
9488         case BPF_FUNC_snprintf:
9489                 err = check_bpf_snprintf_call(env, regs);
9490                 break;
9491         case BPF_FUNC_loop:
9492                 update_loop_inline_state(env, meta.subprogno);
9493                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
9494                                         set_loop_callback_state);
9495                 break;
9496         case BPF_FUNC_dynptr_from_mem:
9497                 if (regs[BPF_REG_1].type != PTR_TO_MAP_VALUE) {
9498                         verbose(env, "Unsupported reg type %s for bpf_dynptr_from_mem data\n",
9499                                 reg_type_str(env, regs[BPF_REG_1].type));
9500                         return -EACCES;
9501                 }
9502                 break;
9503         case BPF_FUNC_set_retval:
9504                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_LSM &&
9505                     env->prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP) {
9506                         if (!env->prog->aux->attach_func_proto->type) {
9507                                 /* Make sure programs that attach to void
9508                                  * hooks don't try to modify return value.
9509                                  */
9510                                 verbose(env, "BPF_LSM_CGROUP that attach to void LSM hooks can't modify return value!\n");
9511                                 return -EINVAL;
9512                         }
9513                 }
9514                 break;
9515         case BPF_FUNC_dynptr_data:
9516         {
9517                 struct bpf_reg_state *reg;
9518                 int id, ref_obj_id;
9519
9520                 reg = get_dynptr_arg_reg(env, fn, regs);
9521                 if (!reg)
9522                         return -EFAULT;
9523
9524
9525                 if (meta.dynptr_id) {
9526                         verbose(env, "verifier internal error: meta.dynptr_id already set\n");
9527                         return -EFAULT;
9528                 }
9529                 if (meta.ref_obj_id) {
9530                         verbose(env, "verifier internal error: meta.ref_obj_id already set\n");
9531                         return -EFAULT;
9532                 }
9533
9534                 id = dynptr_id(env, reg);
9535                 if (id < 0) {
9536                         verbose(env, "verifier internal error: failed to obtain dynptr id\n");
9537                         return id;
9538                 }
9539
9540                 ref_obj_id = dynptr_ref_obj_id(env, reg);
9541                 if (ref_obj_id < 0) {
9542                         verbose(env, "verifier internal error: failed to obtain dynptr ref_obj_id\n");
9543                         return ref_obj_id;
9544                 }
9545
9546                 meta.dynptr_id = id;
9547                 meta.ref_obj_id = ref_obj_id;
9548
9549                 break;
9550         }
9551         case BPF_FUNC_dynptr_write:
9552         {
9553                 enum bpf_dynptr_type dynptr_type;
9554                 struct bpf_reg_state *reg;
9555
9556                 reg = get_dynptr_arg_reg(env, fn, regs);
9557                 if (!reg)
9558                         return -EFAULT;
9559
9560                 dynptr_type = dynptr_get_type(env, reg);
9561                 if (dynptr_type == BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID)
9562                         return -EFAULT;
9563
9564                 if (dynptr_type == BPF_DYNPTR_TYPE_SKB)
9565                         /* this will trigger clear_all_pkt_pointers(), which will
9566                          * invalidate all dynptr slices associated with the skb
9567                          */
9568                         changes_data = true;
9569
9570                 break;
9571         }
9572         case BPF_FUNC_user_ringbuf_drain:
9573                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
9574                                         set_user_ringbuf_callback_state);
9575                 break;
9576         }
9577
9578         if (err)
9579                 return err;
9580
9581         /* reset caller saved regs */
9582         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
9583                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
9584                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
9585         }
9586
9587         /* helper call returns 64-bit value. */
9588         regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
9589
9590         /* update return register (already marked as written above) */
9591         ret_type = fn->ret_type;
9592         ret_flag = type_flag(ret_type);
9593
9594         switch (base_type(ret_type)) {
9595         case RET_INTEGER:
9596                 /* sets type to SCALAR_VALUE */
9597                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
9598                 break;
9599         case RET_VOID:
9600                 regs[BPF_REG_0].type = NOT_INIT;
9601                 break;
9602         case RET_PTR_TO_MAP_VALUE:
9603                 /* There is no offset yet applied, variable or fixed */
9604                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9605                 /* remember map_ptr, so that check_map_access()
9606                  * can check 'value_size' boundary of memory access
9607                  * to map element returned from bpf_map_lookup_elem()
9608                  */
9609                 if (meta.map_ptr == NULL) {
9610                         verbose(env,
9611                                 "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
9612                         return -EINVAL;
9613                 }
9614                 regs[BPF_REG_0].map_ptr = meta.map_ptr;
9615                 regs[BPF_REG_0].map_uid = meta.map_uid;
9616                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MAP_VALUE | ret_flag;
9617                 if (!type_may_be_null(ret_type) &&
9618                     btf_record_has_field(meta.map_ptr->record, BPF_SPIN_LOCK)) {
9619                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
9620                 }
9621                 break;
9622         case RET_PTR_TO_SOCKET:
9623                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9624                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCKET | ret_flag;
9625                 break;
9626         case RET_PTR_TO_SOCK_COMMON:
9627                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9628                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCK_COMMON | ret_flag;
9629                 break;
9630         case RET_PTR_TO_TCP_SOCK:
9631                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9632                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_TCP_SOCK | ret_flag;
9633                 break;
9634         case RET_PTR_TO_MEM:
9635                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9636                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | ret_flag;
9637                 regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.mem_size;
9638                 break;
9639         case RET_PTR_TO_MEM_OR_BTF_ID:
9640         {
9641                 const struct btf_type *t;
9642
9643                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9644                 t = btf_type_skip_modifiers(meta.ret_btf, meta.ret_btf_id, NULL);
9645                 if (!btf_type_is_struct(t)) {
9646                         u32 tsize;
9647                         const struct btf_type *ret;
9648                         const char *tname;
9649
9650                         /* resolve the type size of ksym. */
9651                         ret = btf_resolve_size(meta.ret_btf, t, &tsize);
9652                         if (IS_ERR(ret)) {
9653                                 tname = btf_name_by_offset(meta.ret_btf, t->name_off);
9654                                 verbose(env, "unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
9655                                         tname, PTR_ERR(ret));
9656                                 return -EINVAL;
9657                         }
9658                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | ret_flag;
9659                         regs[BPF_REG_0].mem_size = tsize;
9660                 } else {
9661                         /* MEM_RDONLY may be carried from ret_flag, but it
9662                          * doesn't apply on PTR_TO_BTF_ID. Fold it, otherwise
9663                          * it will confuse the check of PTR_TO_BTF_ID in
9664                          * check_mem_access().
9665                          */
9666                         ret_flag &= ~MEM_RDONLY;
9667
9668                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | ret_flag;
9669                         regs[BPF_REG_0].btf = meta.ret_btf;
9670                         regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.ret_btf_id;
9671                 }
9672                 break;
9673         }
9674         case RET_PTR_TO_BTF_ID:
9675         {
9676                 struct btf *ret_btf;
9677                 int ret_btf_id;
9678
9679                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9680                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | ret_flag;
9681                 if (func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg) {
9682                         ret_btf = meta.kptr_field->kptr.btf;
9683                         ret_btf_id = meta.kptr_field->kptr.btf_id;
9684                         if (!btf_is_kernel(ret_btf))
9685                                 regs[BPF_REG_0].type |= MEM_ALLOC;
9686                 } else {
9687                         if (fn->ret_btf_id == BPF_PTR_POISON) {
9688                                 verbose(env, "verifier internal error:");
9689                                 verbose(env, "func %s has non-overwritten BPF_PTR_POISON return type\n",
9690                                         func_id_name(func_id));
9691                                 return -EINVAL;
9692                         }
9693                         ret_btf = btf_vmlinux;
9694                         ret_btf_id = *fn->ret_btf_id;
9695                 }
9696                 if (ret_btf_id == 0) {
9697                         verbose(env, "invalid return type %u of func %s#%d\n",
9698                                 base_type(ret_type), func_id_name(func_id),
9699                                 func_id);
9700                         return -EINVAL;
9701                 }
9702                 regs[BPF_REG_0].btf = ret_btf;
9703                 regs[BPF_REG_0].btf_id = ret_btf_id;
9704                 break;
9705         }
9706         default:
9707                 verbose(env, "unknown return type %u of func %s#%d\n",
9708                         base_type(ret_type), func_id_name(func_id), func_id);
9709                 return -EINVAL;
9710         }
9711
9712         if (type_may_be_null(regs[BPF_REG_0].type))
9713                 regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
9714
9715         if (helper_multiple_ref_obj_use(func_id, meta.map_ptr)) {
9716                 verbose(env, "verifier internal error: func %s#%d sets ref_obj_id more than once\n",
9717                         func_id_name(func_id), func_id);
9718                 return -EFAULT;
9719         }
9720
9721         if (is_dynptr_ref_function(func_id))
9722                 regs[BPF_REG_0].dynptr_id = meta.dynptr_id;
9723
9724         if (is_ptr_cast_function(func_id) || is_dynptr_ref_function(func_id)) {
9725                 /* For release_reference() */
9726                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
9727         } else if (is_acquire_function(func_id, meta.map_ptr)) {
9728                 int id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
9729
9730                 if (id < 0)
9731                         return id;
9732                 /* For mark_ptr_or_null_reg() */
9733                 regs[BPF_REG_0].id = id;
9734                 /* For release_reference() */
9735                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = id;
9736         }
9737
9738         do_refine_retval_range(regs, fn->ret_type, func_id, &meta);
9739
9740         err = check_map_func_compatibility(env, meta.map_ptr, func_id);
9741         if (err)
9742                 return err;
9743
9744         if ((func_id == BPF_FUNC_get_stack ||
9745              func_id == BPF_FUNC_get_task_stack) &&
9746             !env->prog->has_callchain_buf) {
9747                 const char *err_str;
9748
9749 #ifdef CONFIG_PERF_EVENTS
9750                 err = get_callchain_buffers(sysctl_perf_event_max_stack);
9751                 err_str = "cannot get callchain buffer for func %s#%d\n";
9752 #else
9753                 err = -ENOTSUPP;
9754                 err_str = "func %s#%d not supported without CONFIG_PERF_EVENTS\n";
9755 #endif
9756                 if (err) {
9757                         verbose(env, err_str, func_id_name(func_id), func_id);
9758                         return err;
9759                 }
9760
9761                 env->prog->has_callchain_buf = true;
9762         }
9763
9764         if (func_id == BPF_FUNC_get_stackid || func_id == BPF_FUNC_get_stack)
9765                 env->prog->call_get_stack = true;
9766
9767         if (func_id == BPF_FUNC_get_func_ip) {
9768                 if (check_get_func_ip(env))
9769                         return -ENOTSUPP;
9770                 env->prog->call_get_func_ip = true;
9771         }
9772
9773         if (changes_data)
9774                 clear_all_pkt_pointers(env);
9775         return 0;
9776 }
9777
9778 /* mark_btf_func_reg_size() is used when the reg size is determined by
9779  * the BTF func_proto's return value size and argument.
9780  */
9781 static void mark_btf_func_reg_size(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
9782                                    size_t reg_size)
9783 {
9784         struct bpf_reg_state *reg = &cur_regs(env)[regno];
9785
9786         if (regno == BPF_REG_0) {
9787                 /* Function return value */
9788                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
9789                 reg->subreg_def = reg_size == sizeof(u64) ?
9790                         DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
9791         } else {
9792                 /* Function argument */
9793                 if (reg_size == sizeof(u64)) {
9794                         mark_insn_zext(env, reg);
9795                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
9796                 } else {
9797                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ32);
9798                 }
9799         }
9800 }
9801
9802 static bool is_kfunc_acquire(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
9803 {
9804         return meta->kfunc_flags & KF_ACQUIRE;
9805 }
9806
9807 static bool is_kfunc_release(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
9808 {
9809         return meta->kfunc_flags & KF_RELEASE;
9810 }
9811
9812 static bool is_kfunc_trusted_args(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
9813 {
9814         return (meta->kfunc_flags & KF_TRUSTED_ARGS) || is_kfunc_release(meta);
9815 }
9816
9817 static bool is_kfunc_sleepable(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
9818 {
9819         return meta->kfunc_flags & KF_SLEEPABLE;
9820 }
9821
9822 static bool is_kfunc_destructive(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
9823 {
9824         return meta->kfunc_flags & KF_DESTRUCTIVE;
9825 }
9826
9827 static bool is_kfunc_rcu(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
9828 {
9829         return meta->kfunc_flags & KF_RCU;
9830 }
9831
9832 static bool __kfunc_param_match_suffix(const struct btf *btf,
9833                                        const struct btf_param *arg,
9834                                        const char *suffix)
9835 {
9836         int suffix_len = strlen(suffix), len;
9837         const char *param_name;
9838
9839         /* In the future, this can be ported to use BTF tagging */
9840         param_name = btf_name_by_offset(btf, arg->name_off);
9841         if (str_is_empty(param_name))
9842                 return false;
9843         len = strlen(param_name);
9844         if (len < suffix_len)
9845                 return false;
9846         param_name += len - suffix_len;
9847         return !strncmp(param_name, suffix, suffix_len);
9848 }
9849
9850 static bool is_kfunc_arg_mem_size(const struct btf *btf,
9851                                   const struct btf_param *arg,
9852                                   const struct bpf_reg_state *reg)
9853 {
9854         const struct btf_type *t;
9855
9856         t = btf_type_skip_modifiers(btf, arg->type, NULL);
9857         if (!btf_type_is_scalar(t) || reg->type != SCALAR_VALUE)
9858                 return false;
9859
9860         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__sz");
9861 }
9862
9863 static bool is_kfunc_arg_const_mem_size(const struct btf *btf,
9864                                         const struct btf_param *arg,
9865                                         const struct bpf_reg_state *reg)
9866 {
9867         const struct btf_type *t;
9868
9869         t = btf_type_skip_modifiers(btf, arg->type, NULL);
9870         if (!btf_type_is_scalar(t) || reg->type != SCALAR_VALUE)
9871                 return false;
9872
9873         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__szk");
9874 }
9875
9876 static bool is_kfunc_arg_optional(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9877 {
9878         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__opt");
9879 }
9880
9881 static bool is_kfunc_arg_constant(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9882 {
9883         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__k");
9884 }
9885
9886 static bool is_kfunc_arg_ignore(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9887 {
9888         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__ign");
9889 }
9890
9891 static bool is_kfunc_arg_alloc_obj(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9892 {
9893         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__alloc");
9894 }
9895
9896 static bool is_kfunc_arg_uninit(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9897 {
9898         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__uninit");
9899 }
9900
9901 static bool is_kfunc_arg_refcounted_kptr(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9902 {
9903         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__refcounted_kptr");
9904 }
9905
9906 static bool is_kfunc_arg_scalar_with_name(const struct btf *btf,
9907                                           const struct btf_param *arg,
9908                                           const char *name)
9909 {
9910         int len, target_len = strlen(name);
9911         const char *param_name;
9912
9913         param_name = btf_name_by_offset(btf, arg->name_off);
9914         if (str_is_empty(param_name))
9915                 return false;
9916         len = strlen(param_name);
9917         if (len != target_len)
9918                 return false;
9919         if (strcmp(param_name, name))
9920                 return false;
9921
9922         return true;
9923 }
9924
9925 enum {
9926         KF_ARG_DYNPTR_ID,
9927         KF_ARG_LIST_HEAD_ID,
9928         KF_ARG_LIST_NODE_ID,
9929         KF_ARG_RB_ROOT_ID,
9930         KF_ARG_RB_NODE_ID,
9931 };
9932
9933 BTF_ID_LIST(kf_arg_btf_ids)
9934 BTF_ID(struct, bpf_dynptr_kern)
9935 BTF_ID(struct, bpf_list_head)
9936 BTF_ID(struct, bpf_list_node)
9937 BTF_ID(struct, bpf_rb_root)
9938 BTF_ID(struct, bpf_rb_node)
9939
9940 static bool __is_kfunc_ptr_arg_type(const struct btf *btf,
9941                                     const struct btf_param *arg, int type)
9942 {
9943         const struct btf_type *t;
9944         u32 res_id;
9945
9946         t = btf_type_skip_modifiers(btf, arg->type, NULL);
9947         if (!t)
9948                 return false;
9949         if (!btf_type_is_ptr(t))
9950                 return false;
9951         t = btf_type_skip_modifiers(btf, t->type, &res_id);
9952         if (!t)
9953                 return false;
9954         return btf_types_are_same(btf, res_id, btf_vmlinux, kf_arg_btf_ids[type]);
9955 }
9956
9957 static bool is_kfunc_arg_dynptr(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9958 {
9959         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_DYNPTR_ID);
9960 }
9961
9962 static bool is_kfunc_arg_list_head(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9963 {
9964         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_LIST_HEAD_ID);
9965 }
9966
9967 static bool is_kfunc_arg_list_node(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9968 {
9969         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_LIST_NODE_ID);
9970 }
9971
9972 static bool is_kfunc_arg_rbtree_root(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9973 {
9974         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_RB_ROOT_ID);
9975 }
9976
9977 static bool is_kfunc_arg_rbtree_node(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9978 {
9979         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_RB_NODE_ID);
9980 }
9981
9982 static bool is_kfunc_arg_callback(struct bpf_verifier_env *env, const struct btf *btf,
9983                                   const struct btf_param *arg)
9984 {
9985         const struct btf_type *t;
9986
9987         t = btf_type_resolve_func_ptr(btf, arg->type, NULL);
9988         if (!t)
9989                 return false;
9990
9991         return true;
9992 }
9993
9994 /* Returns true if struct is composed of scalars, 4 levels of nesting allowed */
9995 static bool __btf_type_is_scalar_struct(struct bpf_verifier_env *env,
9996                                         const struct btf *btf,
9997                                         const struct btf_type *t, int rec)
9998 {
9999         const struct btf_type *member_type;
10000         const struct btf_member *member;
10001         u32 i;
10002
10003         if (!btf_type_is_struct(t))
10004                 return false;
10005
10006         for_each_member(i, t, member) {
10007                 const struct btf_array *array;
10008
10009                 member_type = btf_type_skip_modifiers(btf, member->type, NULL);
10010                 if (btf_type_is_struct(member_type)) {
10011                         if (rec >= 3) {
10012                                 verbose(env, "max struct nesting depth exceeded\n");
10013                                 return false;
10014                         }
10015                         if (!__btf_type_is_scalar_struct(env, btf, member_type, rec + 1))
10016                                 return false;
10017                         continue;
10018                 }
10019                 if (btf_type_is_array(member_type)) {
10020                         array = btf_array(member_type);
10021                         if (!array->nelems)
10022                                 return false;
10023                         member_type = btf_type_skip_modifiers(btf, array->type, NULL);
10024                         if (!btf_type_is_scalar(member_type))
10025                                 return false;
10026                         continue;
10027                 }
10028                 if (!btf_type_is_scalar(member_type))
10029                         return false;
10030         }
10031         return true;
10032 }
10033
10034
10035 static u32 *reg2btf_ids[__BPF_REG_TYPE_MAX] = {
10036 #ifdef CONFIG_NET
10037         [PTR_TO_SOCKET] = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK],
10038         [PTR_TO_SOCK_COMMON] = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK_COMMON],
10039         [PTR_TO_TCP_SOCK] = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_TCP],
10040 #endif
10041 };
10042
10043 enum kfunc_ptr_arg_type {
10044         KF_ARG_PTR_TO_CTX,
10045         KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID,    /* Allocated object */
10046         KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR, /* Refcounted local kptr */
10047         KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR,
10048         KF_ARG_PTR_TO_ITER,
10049         KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD,
10050         KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE,
10051         KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID,          /* Also covers reg2btf_ids conversions */
10052         KF_ARG_PTR_TO_MEM,
10053         KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE,        /* Size derived from next argument, skip it */
10054         KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK,
10055         KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT,
10056         KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE,
10057 };
10058
10059 enum special_kfunc_type {
10060         KF_bpf_obj_new_impl,
10061         KF_bpf_obj_drop_impl,
10062         KF_bpf_refcount_acquire_impl,
10063         KF_bpf_list_push_front_impl,
10064         KF_bpf_list_push_back_impl,
10065         KF_bpf_list_pop_front,
10066         KF_bpf_list_pop_back,
10067         KF_bpf_cast_to_kern_ctx,
10068         KF_bpf_rdonly_cast,
10069         KF_bpf_rcu_read_lock,
10070         KF_bpf_rcu_read_unlock,
10071         KF_bpf_rbtree_remove,
10072         KF_bpf_rbtree_add_impl,
10073         KF_bpf_rbtree_first,
10074         KF_bpf_dynptr_from_skb,
10075         KF_bpf_dynptr_from_xdp,
10076         KF_bpf_dynptr_slice,
10077         KF_bpf_dynptr_slice_rdwr,
10078         KF_bpf_dynptr_clone,
10079 };
10080
10081 BTF_SET_START(special_kfunc_set)
10082 BTF_ID(func, bpf_obj_new_impl)
10083 BTF_ID(func, bpf_obj_drop_impl)
10084 BTF_ID(func, bpf_refcount_acquire_impl)
10085 BTF_ID(func, bpf_list_push_front_impl)
10086 BTF_ID(func, bpf_list_push_back_impl)
10087 BTF_ID(func, bpf_list_pop_front)
10088 BTF_ID(func, bpf_list_pop_back)
10089 BTF_ID(func, bpf_cast_to_kern_ctx)
10090 BTF_ID(func, bpf_rdonly_cast)
10091 BTF_ID(func, bpf_rbtree_remove)
10092 BTF_ID(func, bpf_rbtree_add_impl)
10093 BTF_ID(func, bpf_rbtree_first)
10094 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_skb)
10095 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_xdp)
10096 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice)
10097 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice_rdwr)
10098 BTF_ID(func, bpf_dynptr_clone)
10099 BTF_SET_END(special_kfunc_set)
10100
10101 BTF_ID_LIST(special_kfunc_list)
10102 BTF_ID(func, bpf_obj_new_impl)
10103 BTF_ID(func, bpf_obj_drop_impl)
10104 BTF_ID(func, bpf_refcount_acquire_impl)
10105 BTF_ID(func, bpf_list_push_front_impl)
10106 BTF_ID(func, bpf_list_push_back_impl)
10107 BTF_ID(func, bpf_list_pop_front)
10108 BTF_ID(func, bpf_list_pop_back)
10109 BTF_ID(func, bpf_cast_to_kern_ctx)
10110 BTF_ID(func, bpf_rdonly_cast)
10111 BTF_ID(func, bpf_rcu_read_lock)
10112 BTF_ID(func, bpf_rcu_read_unlock)
10113 BTF_ID(func, bpf_rbtree_remove)
10114 BTF_ID(func, bpf_rbtree_add_impl)
10115 BTF_ID(func, bpf_rbtree_first)
10116 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_skb)
10117 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_xdp)
10118 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice)
10119 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice_rdwr)
10120 BTF_ID(func, bpf_dynptr_clone)
10121
10122 static bool is_kfunc_ret_null(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10123 {
10124         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl] &&
10125             meta->arg_owning_ref) {
10126                 return false;
10127         }
10128
10129         return meta->kfunc_flags & KF_RET_NULL;
10130 }
10131
10132 static bool is_kfunc_bpf_rcu_read_lock(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10133 {
10134         return meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rcu_read_lock];
10135 }
10136
10137 static bool is_kfunc_bpf_rcu_read_unlock(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10138 {
10139         return meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rcu_read_unlock];
10140 }
10141
10142 static enum kfunc_ptr_arg_type
10143 get_kfunc_ptr_arg_type(struct bpf_verifier_env *env,
10144                        struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
10145                        const struct btf_type *t, const struct btf_type *ref_t,
10146                        const char *ref_tname, const struct btf_param *args,
10147                        int argno, int nargs)
10148 {
10149         u32 regno = argno + 1;
10150         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
10151         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
10152         bool arg_mem_size = false;
10153
10154         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx])
10155                 return KF_ARG_PTR_TO_CTX;
10156
10157         /* In this function, we verify the kfunc's BTF as per the argument type,
10158          * leaving the rest of the verification with respect to the register
10159          * type to our caller. When a set of conditions hold in the BTF type of
10160          * arguments, we resolve it to a known kfunc_ptr_arg_type.
10161          */
10162         if (btf_get_prog_ctx_type(&env->log, meta->btf, t, resolve_prog_type(env->prog), argno))
10163                 return KF_ARG_PTR_TO_CTX;
10164
10165         if (is_kfunc_arg_alloc_obj(meta->btf, &args[argno]))
10166                 return KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID;
10167
10168         if (is_kfunc_arg_refcounted_kptr(meta->btf, &args[argno]))
10169                 return KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR;
10170
10171         if (is_kfunc_arg_dynptr(meta->btf, &args[argno]))
10172                 return KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR;
10173
10174         if (is_kfunc_arg_iter(meta, argno))
10175                 return KF_ARG_PTR_TO_ITER;
10176
10177         if (is_kfunc_arg_list_head(meta->btf, &args[argno]))
10178                 return KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD;
10179
10180         if (is_kfunc_arg_list_node(meta->btf, &args[argno]))
10181                 return KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE;
10182
10183         if (is_kfunc_arg_rbtree_root(meta->btf, &args[argno]))
10184                 return KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT;
10185
10186         if (is_kfunc_arg_rbtree_node(meta->btf, &args[argno]))
10187                 return KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE;
10188
10189         if ((base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID || reg2btf_ids[base_type(reg->type)])) {
10190                 if (!btf_type_is_struct(ref_t)) {
10191                         verbose(env, "kernel function %s args#%d pointer type %s %s is not supported\n",
10192                                 meta->func_name, argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname);
10193                         return -EINVAL;
10194                 }
10195                 return KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID;
10196         }
10197
10198         if (is_kfunc_arg_callback(env, meta->btf, &args[argno]))
10199                 return KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK;
10200
10201
10202         if (argno + 1 < nargs &&
10203             (is_kfunc_arg_mem_size(meta->btf, &args[argno + 1], &regs[regno + 1]) ||
10204              is_kfunc_arg_const_mem_size(meta->btf, &args[argno + 1], &regs[regno + 1])))
10205                 arg_mem_size = true;
10206
10207         /* This is the catch all argument type of register types supported by
10208          * check_helper_mem_access. However, we only allow when argument type is
10209          * pointer to scalar, or struct composed (recursively) of scalars. When
10210          * arg_mem_size is true, the pointer can be void *.
10211          */
10212         if (!btf_type_is_scalar(ref_t) && !__btf_type_is_scalar_struct(env, meta->btf, ref_t, 0) &&
10213             (arg_mem_size ? !btf_type_is_void(ref_t) : 1)) {
10214                 verbose(env, "arg#%d pointer type %s %s must point to %sscalar, or struct with scalar\n",
10215                         argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname, arg_mem_size ? "void, " : "");
10216                 return -EINVAL;
10217         }
10218         return arg_mem_size ? KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE : KF_ARG_PTR_TO_MEM;
10219 }
10220
10221 static int process_kf_arg_ptr_to_btf_id(struct bpf_verifier_env *env,
10222                                         struct bpf_reg_state *reg,
10223                                         const struct btf_type *ref_t,
10224                                         const char *ref_tname, u32 ref_id,
10225                                         struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
10226                                         int argno)
10227 {
10228         const struct btf_type *reg_ref_t;
10229         bool strict_type_match = false;
10230         const struct btf *reg_btf;
10231         const char *reg_ref_tname;
10232         u32 reg_ref_id;
10233
10234         if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID) {
10235                 reg_btf = reg->btf;
10236                 reg_ref_id = reg->btf_id;
10237         } else {
10238                 reg_btf = btf_vmlinux;
10239                 reg_ref_id = *reg2btf_ids[base_type(reg->type)];
10240         }
10241
10242         /* Enforce strict type matching for calls to kfuncs that are acquiring
10243          * or releasing a reference, or are no-cast aliases. We do _not_
10244          * enforce strict matching for plain KF_TRUSTED_ARGS kfuncs by default,
10245          * as we want to enable BPF programs to pass types that are bitwise
10246          * equivalent without forcing them to explicitly cast with something
10247          * like bpf_cast_to_kern_ctx().
10248          *
10249          * For example, say we had a type like the following:
10250          *
10251          * struct bpf_cpumask {
10252          *      cpumask_t cpumask;
10253          *      refcount_t usage;
10254          * };
10255          *
10256          * Note that as specified in <linux/cpumask.h>, cpumask_t is typedef'ed
10257          * to a struct cpumask, so it would be safe to pass a struct
10258          * bpf_cpumask * to a kfunc expecting a struct cpumask *.
10259          *
10260          * The philosophy here is similar to how we allow scalars of different
10261          * types to be passed to kfuncs as long as the size is the same. The
10262          * only difference here is that we're simply allowing
10263          * btf_struct_ids_match() to walk the struct at the 0th offset, and
10264          * resolve types.
10265          */
10266         if (is_kfunc_acquire(meta) ||
10267             (is_kfunc_release(meta) && reg->ref_obj_id) ||
10268             btf_type_ids_nocast_alias(&env->log, reg_btf, reg_ref_id, meta->btf, ref_id))
10269                 strict_type_match = true;
10270
10271         WARN_ON_ONCE(is_kfunc_trusted_args(meta) && reg->off);
10272
10273         reg_ref_t = btf_type_skip_modifiers(reg_btf, reg_ref_id, &reg_ref_id);
10274         reg_ref_tname = btf_name_by_offset(reg_btf, reg_ref_t->name_off);
10275         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg_btf, reg_ref_id, reg->off, meta->btf, ref_id, strict_type_match)) {
10276                 verbose(env, "kernel function %s args#%d expected pointer to %s %s but R%d has a pointer to %s %s\n",
10277                         meta->func_name, argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname, argno + 1,
10278                         btf_type_str(reg_ref_t), reg_ref_tname);
10279                 return -EINVAL;
10280         }
10281         return 0;
10282 }
10283
10284 static int ref_set_non_owning(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
10285 {
10286         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
10287
10288         if (!state->active_lock.ptr) {
10289                 verbose(env, "verifier internal error: ref_set_non_owning w/o active lock\n");
10290                 return -EFAULT;
10291         }
10292
10293         if (type_flag(reg->type) & NON_OWN_REF) {
10294                 verbose(env, "verifier internal error: NON_OWN_REF already set\n");
10295                 return -EFAULT;
10296         }
10297
10298         reg->type |= NON_OWN_REF;
10299         return 0;
10300 }
10301
10302 static int ref_convert_owning_non_owning(struct bpf_verifier_env *env, u32 ref_obj_id)
10303 {
10304         struct bpf_func_state *state, *unused;
10305         struct bpf_reg_state *reg;
10306         int i;
10307
10308         state = cur_func(env);
10309
10310         if (!ref_obj_id) {
10311                 verbose(env, "verifier internal error: ref_obj_id is zero for "
10312                              "owning -> non-owning conversion\n");
10313                 return -EFAULT;
10314         }
10315
10316         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
10317                 if (state->refs[i].id != ref_obj_id)
10318                         continue;
10319
10320                 /* Clear ref_obj_id here so release_reference doesn't clobber
10321                  * the whole reg
10322                  */
10323                 bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, unused, reg, ({
10324                         if (reg->ref_obj_id == ref_obj_id) {
10325                                 reg->ref_obj_id = 0;
10326                                 ref_set_non_owning(env, reg);
10327                         }
10328                 }));
10329                 return 0;
10330         }
10331
10332         verbose(env, "verifier internal error: ref state missing for ref_obj_id\n");
10333         return -EFAULT;
10334 }
10335
10336 /* Implementation details:
10337  *
10338  * Each register points to some region of memory, which we define as an
10339  * allocation. Each allocation may embed a bpf_spin_lock which protects any
10340  * special BPF objects (bpf_list_head, bpf_rb_root, etc.) part of the same
10341  * allocation. The lock and the data it protects are colocated in the same
10342  * memory region.
10343  *
10344  * Hence, everytime a register holds a pointer value pointing to such
10345  * allocation, the verifier preserves a unique reg->id for it.
10346  *
10347  * The verifier remembers the lock 'ptr' and the lock 'id' whenever
10348  * bpf_spin_lock is called.
10349  *
10350  * To enable this, lock state in the verifier captures two values:
10351  *      active_lock.ptr = Register's type specific pointer
10352  *      active_lock.id  = A unique ID for each register pointer value
10353  *
10354  * Currently, PTR_TO_MAP_VALUE and PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC are the two
10355  * supported register types.
10356  *
10357  * The active_lock.ptr in case of map values is the reg->map_ptr, and in case of
10358  * allocated objects is the reg->btf pointer.
10359  *
10360  * The active_lock.id is non-unique for maps supporting direct_value_addr, as we
10361  * can establish the provenance of the map value statically for each distinct
10362  * lookup into such maps. They always contain a single map value hence unique
10363  * IDs for each pseudo load pessimizes the algorithm and rejects valid programs.
10364  *
10365  * So, in case of global variables, they use array maps with max_entries = 1,
10366  * hence their active_lock.ptr becomes map_ptr and id = 0 (since they all point
10367  * into the same map value as max_entries is 1, as described above).
10368  *
10369  * In case of inner map lookups, the inner map pointer has same map_ptr as the
10370  * outer map pointer (in verifier context), but each lookup into an inner map
10371  * assigns a fresh reg->id to the lookup, so while lookups into distinct inner
10372  * maps from the same outer map share the same map_ptr as active_lock.ptr, they
10373  * will get different reg->id assigned to each lookup, hence different
10374  * active_lock.id.
10375  *
10376  * In case of allocated objects, active_lock.ptr is the reg->btf, and the
10377  * reg->id is a unique ID preserved after the NULL pointer check on the pointer
10378  * returned from bpf_obj_new. Each allocation receives a new reg->id.
10379  */
10380 static int check_reg_allocation_locked(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
10381 {
10382         void *ptr;
10383         u32 id;
10384
10385         switch ((int)reg->type) {
10386         case PTR_TO_MAP_VALUE:
10387                 ptr = reg->map_ptr;
10388                 break;
10389         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC:
10390                 ptr = reg->btf;
10391                 break;
10392         default:
10393                 verbose(env, "verifier internal error: unknown reg type for lock check\n");
10394                 return -EFAULT;
10395         }
10396         id = reg->id;
10397
10398         if (!env->cur_state->active_lock.ptr)
10399                 return -EINVAL;
10400         if (env->cur_state->active_lock.ptr != ptr ||
10401             env->cur_state->active_lock.id != id) {
10402                 verbose(env, "held lock and object are not in the same allocation\n");
10403                 return -EINVAL;
10404         }
10405         return 0;
10406 }
10407
10408 static bool is_bpf_list_api_kfunc(u32 btf_id)
10409 {
10410         return btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
10411                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl] ||
10412                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_front] ||
10413                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_back];
10414 }
10415
10416 static bool is_bpf_rbtree_api_kfunc(u32 btf_id)
10417 {
10418         return btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl] ||
10419                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove] ||
10420                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_first];
10421 }
10422
10423 static bool is_bpf_graph_api_kfunc(u32 btf_id)
10424 {
10425         return is_bpf_list_api_kfunc(btf_id) || is_bpf_rbtree_api_kfunc(btf_id) ||
10426                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl];
10427 }
10428
10429 static bool is_callback_calling_kfunc(u32 btf_id)
10430 {
10431         return btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl];
10432 }
10433
10434 static bool is_rbtree_lock_required_kfunc(u32 btf_id)
10435 {
10436         return is_bpf_rbtree_api_kfunc(btf_id);
10437 }
10438
10439 static bool check_kfunc_is_graph_root_api(struct bpf_verifier_env *env,
10440                                           enum btf_field_type head_field_type,
10441                                           u32 kfunc_btf_id)
10442 {
10443         bool ret;
10444
10445         switch (head_field_type) {
10446         case BPF_LIST_HEAD:
10447                 ret = is_bpf_list_api_kfunc(kfunc_btf_id);
10448                 break;
10449         case BPF_RB_ROOT:
10450                 ret = is_bpf_rbtree_api_kfunc(kfunc_btf_id);
10451                 break;
10452         default:
10453                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected graph root argument type %s\n",
10454                         btf_field_type_name(head_field_type));
10455                 return false;
10456         }
10457
10458         if (!ret)
10459                 verbose(env, "verifier internal error: %s head arg for unknown kfunc\n",
10460                         btf_field_type_name(head_field_type));
10461         return ret;
10462 }
10463
10464 static bool check_kfunc_is_graph_node_api(struct bpf_verifier_env *env,
10465                                           enum btf_field_type node_field_type,
10466                                           u32 kfunc_btf_id)
10467 {
10468         bool ret;
10469
10470         switch (node_field_type) {
10471         case BPF_LIST_NODE:
10472                 ret = (kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
10473                        kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl]);
10474                 break;
10475         case BPF_RB_NODE:
10476                 ret = (kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove] ||
10477                        kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]);
10478                 break;
10479         default:
10480                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected graph node argument type %s\n",
10481                         btf_field_type_name(node_field_type));
10482                 return false;
10483         }
10484
10485         if (!ret)
10486                 verbose(env, "verifier internal error: %s node arg for unknown kfunc\n",
10487                         btf_field_type_name(node_field_type));
10488         return ret;
10489 }
10490
10491 static int
10492 __process_kf_arg_ptr_to_graph_root(struct bpf_verifier_env *env,
10493                                    struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10494                                    struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
10495                                    enum btf_field_type head_field_type,
10496                                    struct btf_field **head_field)
10497 {
10498         const char *head_type_name;
10499         struct btf_field *field;
10500         struct btf_record *rec;
10501         u32 head_off;
10502
10503         if (meta->btf != btf_vmlinux) {
10504                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected btf mismatch in kfunc call\n");
10505                 return -EFAULT;
10506         }
10507
10508         if (!check_kfunc_is_graph_root_api(env, head_field_type, meta->func_id))
10509                 return -EFAULT;
10510
10511         head_type_name = btf_field_type_name(head_field_type);
10512         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
10513                 verbose(env,
10514                         "R%d doesn't have constant offset. %s has to be at the constant offset\n",
10515                         regno, head_type_name);
10516                 return -EINVAL;
10517         }
10518
10519         rec = reg_btf_record(reg);
10520         head_off = reg->off + reg->var_off.value;
10521         field = btf_record_find(rec, head_off, head_field_type);
10522         if (!field) {
10523                 verbose(env, "%s not found at offset=%u\n", head_type_name, head_off);
10524                 return -EINVAL;
10525         }
10526
10527         /* All functions require bpf_list_head to be protected using a bpf_spin_lock */
10528         if (check_reg_allocation_locked(env, reg)) {
10529                 verbose(env, "bpf_spin_lock at off=%d must be held for %s\n",
10530                         rec->spin_lock_off, head_type_name);
10531                 return -EINVAL;
10532         }
10533
10534         if (*head_field) {
10535                 verbose(env, "verifier internal error: repeating %s arg\n", head_type_name);
10536                 return -EFAULT;
10537         }
10538         *head_field = field;
10539         return 0;
10540 }
10541
10542 static int process_kf_arg_ptr_to_list_head(struct bpf_verifier_env *env,
10543                                            struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10544                                            struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10545 {
10546         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_root(env, reg, regno, meta, BPF_LIST_HEAD,
10547                                                           &meta->arg_list_head.field);
10548 }
10549
10550 static int process_kf_arg_ptr_to_rbtree_root(struct bpf_verifier_env *env,
10551                                              struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10552                                              struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10553 {
10554         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_root(env, reg, regno, meta, BPF_RB_ROOT,
10555                                                           &meta->arg_rbtree_root.field);
10556 }
10557
10558 static int
10559 __process_kf_arg_ptr_to_graph_node(struct bpf_verifier_env *env,
10560                                    struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10561                                    struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
10562                                    enum btf_field_type head_field_type,
10563                                    enum btf_field_type node_field_type,
10564                                    struct btf_field **node_field)
10565 {
10566         const char *node_type_name;
10567         const struct btf_type *et, *t;
10568         struct btf_field *field;
10569         u32 node_off;
10570
10571         if (meta->btf != btf_vmlinux) {
10572                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected btf mismatch in kfunc call\n");
10573                 return -EFAULT;
10574         }
10575
10576         if (!check_kfunc_is_graph_node_api(env, node_field_type, meta->func_id))
10577                 return -EFAULT;
10578
10579         node_type_name = btf_field_type_name(node_field_type);
10580         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
10581                 verbose(env,
10582                         "R%d doesn't have constant offset. %s has to be at the constant offset\n",
10583                         regno, node_type_name);
10584                 return -EINVAL;
10585         }
10586
10587         node_off = reg->off + reg->var_off.value;
10588         field = reg_find_field_offset(reg, node_off, node_field_type);
10589         if (!field || field->offset != node_off) {
10590                 verbose(env, "%s not found at offset=%u\n", node_type_name, node_off);
10591                 return -EINVAL;
10592         }
10593
10594         field = *node_field;
10595
10596         et = btf_type_by_id(field->graph_root.btf, field->graph_root.value_btf_id);
10597         t = btf_type_by_id(reg->btf, reg->btf_id);
10598         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, 0, field->graph_root.btf,
10599                                   field->graph_root.value_btf_id, true)) {
10600                 verbose(env, "operation on %s expects arg#1 %s at offset=%d "
10601                         "in struct %s, but arg is at offset=%d in struct %s\n",
10602                         btf_field_type_name(head_field_type),
10603                         btf_field_type_name(node_field_type),
10604                         field->graph_root.node_offset,
10605                         btf_name_by_offset(field->graph_root.btf, et->name_off),
10606                         node_off, btf_name_by_offset(reg->btf, t->name_off));
10607                 return -EINVAL;
10608         }
10609         meta->arg_btf = reg->btf;
10610         meta->arg_btf_id = reg->btf_id;
10611
10612         if (node_off != field->graph_root.node_offset) {
10613                 verbose(env, "arg#1 offset=%d, but expected %s at offset=%d in struct %s\n",
10614                         node_off, btf_field_type_name(node_field_type),
10615                         field->graph_root.node_offset,
10616                         btf_name_by_offset(field->graph_root.btf, et->name_off));
10617                 return -EINVAL;
10618         }
10619
10620         return 0;
10621 }
10622
10623 static int process_kf_arg_ptr_to_list_node(struct bpf_verifier_env *env,
10624                                            struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10625                                            struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10626 {
10627         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_node(env, reg, regno, meta,
10628                                                   BPF_LIST_HEAD, BPF_LIST_NODE,
10629                                                   &meta->arg_list_head.field);
10630 }
10631
10632 static int process_kf_arg_ptr_to_rbtree_node(struct bpf_verifier_env *env,
10633                                              struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10634                                              struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10635 {
10636         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_node(env, reg, regno, meta,
10637                                                   BPF_RB_ROOT, BPF_RB_NODE,
10638                                                   &meta->arg_rbtree_root.field);
10639 }
10640
10641 static int check_kfunc_args(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
10642                             int insn_idx)
10643 {
10644         const char *func_name = meta->func_name, *ref_tname;
10645         const struct btf *btf = meta->btf;
10646         const struct btf_param *args;
10647         struct btf_record *rec;
10648         u32 i, nargs;
10649         int ret;
10650
10651         args = (const struct btf_param *)(meta->func_proto + 1);
10652         nargs = btf_type_vlen(meta->func_proto);
10653         if (nargs > MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS) {
10654                 verbose(env, "Function %s has %d > %d args\n", func_name, nargs,
10655                         MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS);
10656                 return -EINVAL;
10657         }
10658
10659         /* Check that BTF function arguments match actual types that the
10660          * verifier sees.
10661          */
10662         for (i = 0; i < nargs; i++) {
10663                 struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[i + 1];
10664                 const struct btf_type *t, *ref_t, *resolve_ret;
10665                 enum bpf_arg_type arg_type = ARG_DONTCARE;
10666                 u32 regno = i + 1, ref_id, type_size;
10667                 bool is_ret_buf_sz = false;
10668                 int kf_arg_type;
10669
10670                 t = btf_type_skip_modifiers(btf, args[i].type, NULL);
10671
10672                 if (is_kfunc_arg_ignore(btf, &args[i]))
10673                         continue;
10674
10675                 if (btf_type_is_scalar(t)) {
10676                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
10677                                 verbose(env, "R%d is not a scalar\n", regno);
10678                                 return -EINVAL;
10679                         }
10680
10681                         if (is_kfunc_arg_constant(meta->btf, &args[i])) {
10682                                 if (meta->arg_constant.found) {
10683                                         verbose(env, "verifier internal error: only one constant argument permitted\n");
10684                                         return -EFAULT;
10685                                 }
10686                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
10687                                         verbose(env, "R%d must be a known constant\n", regno);
10688                                         return -EINVAL;
10689                                 }
10690                                 ret = mark_chain_precision(env, regno);
10691                                 if (ret < 0)
10692                                         return ret;
10693                                 meta->arg_constant.found = true;
10694                                 meta->arg_constant.value = reg->var_off.value;
10695                         } else if (is_kfunc_arg_scalar_with_name(btf, &args[i], "rdonly_buf_size")) {
10696                                 meta->r0_rdonly = true;
10697                                 is_ret_buf_sz = true;
10698                         } else if (is_kfunc_arg_scalar_with_name(btf, &args[i], "rdwr_buf_size")) {
10699                                 is_ret_buf_sz = true;
10700                         }
10701
10702                         if (is_ret_buf_sz) {
10703                                 if (meta->r0_size) {
10704                                         verbose(env, "2 or more rdonly/rdwr_buf_size parameters for kfunc");
10705                                         return -EINVAL;
10706                                 }
10707
10708                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
10709                                         verbose(env, "R%d is not a const\n", regno);
10710                                         return -EINVAL;
10711                                 }
10712
10713                                 meta->r0_size = reg->var_off.value;
10714                                 ret = mark_chain_precision(env, regno);
10715                                 if (ret)
10716                                         return ret;
10717                         }
10718                         continue;
10719                 }
10720
10721                 if (!btf_type_is_ptr(t)) {
10722                         verbose(env, "Unrecognized arg#%d type %s\n", i, btf_type_str(t));
10723                         return -EINVAL;
10724                 }
10725
10726                 if ((is_kfunc_trusted_args(meta) || is_kfunc_rcu(meta)) &&
10727                     (register_is_null(reg) || type_may_be_null(reg->type))) {
10728                         verbose(env, "Possibly NULL pointer passed to trusted arg%d\n", i);
10729                         return -EACCES;
10730                 }
10731
10732                 if (reg->ref_obj_id) {
10733                         if (is_kfunc_release(meta) && meta->ref_obj_id) {
10734                                 verbose(env, "verifier internal error: more than one arg with ref_obj_id R%d %u %u\n",
10735                                         regno, reg->ref_obj_id,
10736                                         meta->ref_obj_id);
10737                                 return -EFAULT;
10738                         }
10739                         meta->ref_obj_id = reg->ref_obj_id;
10740                         if (is_kfunc_release(meta))
10741                                 meta->release_regno = regno;
10742                 }
10743
10744                 ref_t = btf_type_skip_modifiers(btf, t->type, &ref_id);
10745                 ref_tname = btf_name_by_offset(btf, ref_t->name_off);
10746
10747                 kf_arg_type = get_kfunc_ptr_arg_type(env, meta, t, ref_t, ref_tname, args, i, nargs);
10748                 if (kf_arg_type < 0)
10749                         return kf_arg_type;
10750
10751                 switch (kf_arg_type) {
10752                 case KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID:
10753                 case KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID:
10754                         if (!is_kfunc_trusted_args(meta) && !is_kfunc_rcu(meta))
10755                                 break;
10756
10757                         if (!is_trusted_reg(reg)) {
10758                                 if (!is_kfunc_rcu(meta)) {
10759                                         verbose(env, "R%d must be referenced or trusted\n", regno);
10760                                         return -EINVAL;
10761                                 }
10762                                 if (!is_rcu_reg(reg)) {
10763                                         verbose(env, "R%d must be a rcu pointer\n", regno);
10764                                         return -EINVAL;
10765                                 }
10766                         }
10767
10768                         fallthrough;
10769                 case KF_ARG_PTR_TO_CTX:
10770                         /* Trusted arguments have the same offset checks as release arguments */
10771                         arg_type |= OBJ_RELEASE;
10772                         break;
10773                 case KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR:
10774                 case KF_ARG_PTR_TO_ITER:
10775                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD:
10776                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE:
10777                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT:
10778                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE:
10779                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM:
10780                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE:
10781                 case KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK:
10782                 case KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR:
10783                         /* Trusted by default */
10784                         break;
10785                 default:
10786                         WARN_ON_ONCE(1);
10787                         return -EFAULT;
10788                 }
10789
10790                 if (is_kfunc_release(meta) && reg->ref_obj_id)
10791                         arg_type |= OBJ_RELEASE;
10792                 ret = check_func_arg_reg_off(env, reg, regno, arg_type);
10793                 if (ret < 0)
10794                         return ret;
10795
10796                 switch (kf_arg_type) {
10797                 case KF_ARG_PTR_TO_CTX:
10798                         if (reg->type != PTR_TO_CTX) {
10799                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to ctx, but got %s\n", i, btf_type_str(t));
10800                                 return -EINVAL;
10801                         }
10802
10803                         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx]) {
10804                                 ret = get_kern_ctx_btf_id(&env->log, resolve_prog_type(env->prog));
10805                                 if (ret < 0)
10806                                         return -EINVAL;
10807                                 meta->ret_btf_id  = ret;
10808                         }
10809                         break;
10810                 case KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID:
10811                         if (reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
10812                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to allocated object\n", i);
10813                                 return -EINVAL;
10814                         }
10815                         if (!reg->ref_obj_id) {
10816                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
10817                                 return -EINVAL;
10818                         }
10819                         if (meta->btf == btf_vmlinux &&
10820                             meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_drop_impl]) {
10821                                 meta->arg_btf = reg->btf;
10822                                 meta->arg_btf_id = reg->btf_id;
10823                         }
10824                         break;
10825                 case KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR:
10826                 {
10827                         enum bpf_arg_type dynptr_arg_type = ARG_PTR_TO_DYNPTR;
10828                         int clone_ref_obj_id = 0;
10829
10830                         if (reg->type != PTR_TO_STACK &&
10831                             reg->type != CONST_PTR_TO_DYNPTR) {
10832                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to stack or dynptr_ptr\n", i);
10833                                 return -EINVAL;
10834                         }
10835
10836                         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
10837                                 dynptr_arg_type |= MEM_RDONLY;
10838
10839                         if (is_kfunc_arg_uninit(btf, &args[i]))
10840                                 dynptr_arg_type |= MEM_UNINIT;
10841
10842                         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_from_skb]) {
10843                                 dynptr_arg_type |= DYNPTR_TYPE_SKB;
10844                         } else if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_from_xdp]) {
10845                                 dynptr_arg_type |= DYNPTR_TYPE_XDP;
10846                         } else if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_clone] &&
10847                                    (dynptr_arg_type & MEM_UNINIT)) {
10848                                 enum bpf_dynptr_type parent_type = meta->initialized_dynptr.type;
10849
10850                                 if (parent_type == BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID) {
10851                                         verbose(env, "verifier internal error: no dynptr type for parent of clone\n");
10852                                         return -EFAULT;
10853                                 }
10854
10855                                 dynptr_arg_type |= (unsigned int)get_dynptr_type_flag(parent_type);
10856                                 clone_ref_obj_id = meta->initialized_dynptr.ref_obj_id;
10857                                 if (dynptr_type_refcounted(parent_type) && !clone_ref_obj_id) {
10858                                         verbose(env, "verifier internal error: missing ref obj id for parent of clone\n");
10859                                         return -EFAULT;
10860                                 }
10861                         }
10862
10863                         ret = process_dynptr_func(env, regno, insn_idx, dynptr_arg_type, clone_ref_obj_id);
10864                         if (ret < 0)
10865                                 return ret;
10866
10867                         if (!(dynptr_arg_type & MEM_UNINIT)) {
10868                                 int id = dynptr_id(env, reg);
10869
10870                                 if (id < 0) {
10871                                         verbose(env, "verifier internal error: failed to obtain dynptr id\n");
10872                                         return id;
10873                                 }
10874                                 meta->initialized_dynptr.id = id;
10875                                 meta->initialized_dynptr.type = dynptr_get_type(env, reg);
10876                                 meta->initialized_dynptr.ref_obj_id = dynptr_ref_obj_id(env, reg);
10877                         }
10878
10879                         break;
10880                 }
10881                 case KF_ARG_PTR_TO_ITER:
10882                         ret = process_iter_arg(env, regno, insn_idx, meta);
10883                         if (ret < 0)
10884                                 return ret;
10885                         break;
10886                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD:
10887                         if (reg->type != PTR_TO_MAP_VALUE &&
10888                             reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
10889                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to map value or allocated object\n", i);
10890                                 return -EINVAL;
10891                         }
10892                         if (reg->type == (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC) && !reg->ref_obj_id) {
10893                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
10894                                 return -EINVAL;
10895                         }
10896                         ret = process_kf_arg_ptr_to_list_head(env, reg, regno, meta);
10897                         if (ret < 0)
10898                                 return ret;
10899                         break;
10900                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT:
10901                         if (reg->type != PTR_TO_MAP_VALUE &&
10902                             reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
10903                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to map value or allocated object\n", i);
10904                                 return -EINVAL;
10905                         }
10906                         if (reg->type == (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC) && !reg->ref_obj_id) {
10907                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
10908                                 return -EINVAL;
10909                         }
10910                         ret = process_kf_arg_ptr_to_rbtree_root(env, reg, regno, meta);
10911                         if (ret < 0)
10912                                 return ret;
10913                         break;
10914                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE:
10915                         if (reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
10916                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to allocated object\n", i);
10917                                 return -EINVAL;
10918                         }
10919                         if (!reg->ref_obj_id) {
10920                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
10921                                 return -EINVAL;
10922                         }
10923                         ret = process_kf_arg_ptr_to_list_node(env, reg, regno, meta);
10924                         if (ret < 0)
10925                                 return ret;
10926                         break;
10927                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE:
10928                         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove]) {
10929                                 if (!type_is_non_owning_ref(reg->type) || reg->ref_obj_id) {
10930                                         verbose(env, "rbtree_remove node input must be non-owning ref\n");
10931                                         return -EINVAL;
10932                                 }
10933                                 if (in_rbtree_lock_required_cb(env)) {
10934                                         verbose(env, "rbtree_remove not allowed in rbtree cb\n");
10935                                         return -EINVAL;
10936                                 }
10937                         } else {
10938                                 if (reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
10939                                         verbose(env, "arg#%d expected pointer to allocated object\n", i);
10940                                         return -EINVAL;
10941                                 }
10942                                 if (!reg->ref_obj_id) {
10943                                         verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
10944                                         return -EINVAL;
10945                                 }
10946                         }
10947
10948                         ret = process_kf_arg_ptr_to_rbtree_node(env, reg, regno, meta);
10949                         if (ret < 0)
10950                                 return ret;
10951                         break;
10952                 case KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID:
10953                         /* Only base_type is checked, further checks are done here */
10954                         if ((base_type(reg->type) != PTR_TO_BTF_ID ||
10955                              (bpf_type_has_unsafe_modifiers(reg->type) && !is_rcu_reg(reg))) &&
10956                             !reg2btf_ids[base_type(reg->type)]) {
10957                                 verbose(env, "arg#%d is %s ", i, reg_type_str(env, reg->type));
10958                                 verbose(env, "expected %s or socket\n",
10959                                         reg_type_str(env, base_type(reg->type) |
10960                                                           (type_flag(reg->type) & BPF_REG_TRUSTED_MODIFIERS)));
10961                                 return -EINVAL;
10962                         }
10963                         ret = process_kf_arg_ptr_to_btf_id(env, reg, ref_t, ref_tname, ref_id, meta, i);
10964                         if (ret < 0)
10965                                 return ret;
10966                         break;
10967                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM:
10968                         resolve_ret = btf_resolve_size(btf, ref_t, &type_size);
10969                         if (IS_ERR(resolve_ret)) {
10970                                 verbose(env, "arg#%d reference type('%s %s') size cannot be determined: %ld\n",
10971                                         i, btf_type_str(ref_t), ref_tname, PTR_ERR(resolve_ret));
10972                                 return -EINVAL;
10973                         }
10974                         ret = check_mem_reg(env, reg, regno, type_size);
10975                         if (ret < 0)
10976                                 return ret;
10977                         break;
10978                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE:
10979                 {
10980                         struct bpf_reg_state *buff_reg = &regs[regno];
10981                         const struct btf_param *buff_arg = &args[i];
10982                         struct bpf_reg_state *size_reg = &regs[regno + 1];
10983                         const struct btf_param *size_arg = &args[i + 1];
10984
10985                         if (!register_is_null(buff_reg) || !is_kfunc_arg_optional(meta->btf, buff_arg)) {
10986                                 ret = check_kfunc_mem_size_reg(env, size_reg, regno + 1);
10987                                 if (ret < 0) {
10988                                         verbose(env, "arg#%d arg#%d memory, len pair leads to invalid memory access\n", i, i + 1);
10989                                         return ret;
10990                                 }
10991                         }
10992
10993                         if (is_kfunc_arg_const_mem_size(meta->btf, size_arg, size_reg)) {
10994                                 if (meta->arg_constant.found) {
10995                                         verbose(env, "verifier internal error: only one constant argument permitted\n");
10996                                         return -EFAULT;
10997                                 }
10998                                 if (!tnum_is_const(size_reg->var_off)) {
10999                                         verbose(env, "R%d must be a known constant\n", regno + 1);
11000                                         return -EINVAL;
11001                                 }
11002                                 meta->arg_constant.found = true;
11003                                 meta->arg_constant.value = size_reg->var_off.value;
11004                         }
11005
11006                         /* Skip next '__sz' or '__szk' argument */
11007                         i++;
11008                         break;
11009                 }
11010                 case KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK:
11011                         meta->subprogno = reg->subprogno;
11012                         break;
11013                 case KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR:
11014                         if (!type_is_ptr_alloc_obj(reg->type)) {
11015                                 verbose(env, "arg#%d is neither owning or non-owning ref\n", i);
11016                                 return -EINVAL;
11017                         }
11018                         if (!type_is_non_owning_ref(reg->type))
11019                                 meta->arg_owning_ref = true;
11020
11021                         rec = reg_btf_record(reg);
11022                         if (!rec) {
11023                                 verbose(env, "verifier internal error: Couldn't find btf_record\n");
11024                                 return -EFAULT;
11025                         }
11026
11027                         if (rec->refcount_off < 0) {
11028                                 verbose(env, "arg#%d doesn't point to a type with bpf_refcount field\n", i);
11029                                 return -EINVAL;
11030                         }
11031                         if (rec->refcount_off >= 0) {
11032                                 verbose(env, "bpf_refcount_acquire calls are disabled for now\n");
11033                                 return -EINVAL;
11034                         }
11035                         meta->arg_btf = reg->btf;
11036                         meta->arg_btf_id = reg->btf_id;
11037                         break;
11038                 }
11039         }
11040
11041         if (is_kfunc_release(meta) && !meta->release_regno) {
11042                 verbose(env, "release kernel function %s expects refcounted PTR_TO_BTF_ID\n",
11043                         func_name);
11044                 return -EINVAL;
11045         }
11046
11047         return 0;
11048 }
11049
11050 static int fetch_kfunc_meta(struct bpf_verifier_env *env,
11051                             struct bpf_insn *insn,
11052                             struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
11053                             const char **kfunc_name)
11054 {
11055         const struct btf_type *func, *func_proto;
11056         u32 func_id, *kfunc_flags;
11057         const char *func_name;
11058         struct btf *desc_btf;
11059
11060         if (kfunc_name)
11061                 *kfunc_name = NULL;
11062
11063         if (!insn->imm)
11064                 return -EINVAL;
11065
11066         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(env, insn->off);
11067         if (IS_ERR(desc_btf))
11068                 return PTR_ERR(desc_btf);
11069
11070         func_id = insn->imm;
11071         func = btf_type_by_id(desc_btf, func_id);
11072         func_name = btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
11073         if (kfunc_name)
11074                 *kfunc_name = func_name;
11075         func_proto = btf_type_by_id(desc_btf, func->type);
11076
11077         kfunc_flags = btf_kfunc_id_set_contains(desc_btf, func_id, env->prog);
11078         if (!kfunc_flags) {
11079                 return -EACCES;
11080         }
11081
11082         memset(meta, 0, sizeof(*meta));
11083         meta->btf = desc_btf;
11084         meta->func_id = func_id;
11085         meta->kfunc_flags = *kfunc_flags;
11086         meta->func_proto = func_proto;
11087         meta->func_name = func_name;
11088
11089         return 0;
11090 }
11091
11092 static int check_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
11093                             int *insn_idx_p)
11094 {
11095         const struct btf_type *t, *ptr_type;
11096         u32 i, nargs, ptr_type_id, release_ref_obj_id;
11097         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
11098         const char *func_name, *ptr_type_name;
11099         bool sleepable, rcu_lock, rcu_unlock;
11100         struct bpf_kfunc_call_arg_meta meta;
11101         struct bpf_insn_aux_data *insn_aux;
11102         int err, insn_idx = *insn_idx_p;
11103         const struct btf_param *args;
11104         const struct btf_type *ret_t;
11105         struct btf *desc_btf;
11106
11107         /* skip for now, but return error when we find this in fixup_kfunc_call */
11108         if (!insn->imm)
11109                 return 0;
11110
11111         err = fetch_kfunc_meta(env, insn, &meta, &func_name);
11112         if (err == -EACCES && func_name)
11113                 verbose(env, "calling kernel function %s is not allowed\n", func_name);
11114         if (err)
11115                 return err;
11116         desc_btf = meta.btf;
11117         insn_aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
11118
11119         insn_aux->is_iter_next = is_iter_next_kfunc(&meta);
11120
11121         if (is_kfunc_destructive(&meta) && !capable(CAP_SYS_BOOT)) {
11122                 verbose(env, "destructive kfunc calls require CAP_SYS_BOOT capability\n");
11123                 return -EACCES;
11124         }
11125
11126         sleepable = is_kfunc_sleepable(&meta);
11127         if (sleepable && !env->prog->aux->sleepable) {
11128                 verbose(env, "program must be sleepable to call sleepable kfunc %s\n", func_name);
11129                 return -EACCES;
11130         }
11131
11132         rcu_lock = is_kfunc_bpf_rcu_read_lock(&meta);
11133         rcu_unlock = is_kfunc_bpf_rcu_read_unlock(&meta);
11134
11135         if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
11136                 struct bpf_func_state *state;
11137                 struct bpf_reg_state *reg;
11138
11139                 if (rcu_lock) {
11140                         verbose(env, "nested rcu read lock (kernel function %s)\n", func_name);
11141                         return -EINVAL;
11142                 } else if (rcu_unlock) {
11143                         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
11144                                 if (reg->type & MEM_RCU) {
11145                                         reg->type &= ~(MEM_RCU | PTR_MAYBE_NULL);
11146                                         reg->type |= PTR_UNTRUSTED;
11147                                 }
11148                         }));
11149                         env->cur_state->active_rcu_lock = false;
11150                 } else if (sleepable) {
11151                         verbose(env, "kernel func %s is sleepable within rcu_read_lock region\n", func_name);
11152                         return -EACCES;
11153                 }
11154         } else if (rcu_lock) {
11155                 env->cur_state->active_rcu_lock = true;
11156         } else if (rcu_unlock) {
11157                 verbose(env, "unmatched rcu read unlock (kernel function %s)\n", func_name);
11158                 return -EINVAL;
11159         }
11160
11161         /* Check the arguments */
11162         err = check_kfunc_args(env, &meta, insn_idx);
11163         if (err < 0)
11164                 return err;
11165         /* In case of release function, we get register number of refcounted
11166          * PTR_TO_BTF_ID in bpf_kfunc_arg_meta, do the release now.
11167          */
11168         if (meta.release_regno) {
11169                 err = release_reference(env, regs[meta.release_regno].ref_obj_id);
11170                 if (err) {
11171                         verbose(env, "kfunc %s#%d reference has not been acquired before\n",
11172                                 func_name, meta.func_id);
11173                         return err;
11174                 }
11175         }
11176
11177         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
11178             meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl] ||
11179             meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
11180                 release_ref_obj_id = regs[BPF_REG_2].ref_obj_id;
11181                 insn_aux->insert_off = regs[BPF_REG_2].off;
11182                 insn_aux->kptr_struct_meta = btf_find_struct_meta(meta.arg_btf, meta.arg_btf_id);
11183                 err = ref_convert_owning_non_owning(env, release_ref_obj_id);
11184                 if (err) {
11185                         verbose(env, "kfunc %s#%d conversion of owning ref to non-owning failed\n",
11186                                 func_name, meta.func_id);
11187                         return err;
11188                 }
11189
11190                 err = release_reference(env, release_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_rbtree_add_impl]) {
11199                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
11200                                         set_rbtree_add_callback_state);
11201                 if (err) {
11202                         verbose(env, "kfunc %s#%d failed callback verification\n",
11203                                 func_name, meta.func_id);
11204                         return err;
11205                 }
11206         }
11207
11208         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++)
11209                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
11210
11211         /* Check return type */
11212         t = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, meta.func_proto->type, NULL);
11213
11214         if (is_kfunc_acquire(&meta) && !btf_type_is_struct_ptr(meta.btf, t)) {
11215                 /* Only exception is bpf_obj_new_impl */
11216                 if (meta.btf != btf_vmlinux ||
11217                     (meta.func_id != special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl] &&
11218                      meta.func_id != special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl])) {
11219                         verbose(env, "acquire kernel function does not return PTR_TO_BTF_ID\n");
11220                         return -EINVAL;
11221                 }
11222         }
11223
11224         if (btf_type_is_scalar(t)) {
11225                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
11226                 mark_btf_func_reg_size(env, BPF_REG_0, t->size);
11227         } else if (btf_type_is_ptr(t)) {
11228                 ptr_type = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, t->type, &ptr_type_id);
11229
11230                 if (meta.btf == btf_vmlinux && btf_id_set_contains(&special_kfunc_set, meta.func_id)) {
11231                         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl]) {
11232                                 struct btf *ret_btf;
11233                                 u32 ret_btf_id;
11234
11235                                 if (unlikely(!bpf_global_ma_set))
11236                                         return -ENOMEM;
11237
11238                                 if (((u64)(u32)meta.arg_constant.value) != meta.arg_constant.value) {
11239                                         verbose(env, "local type ID argument must be in range [0, U32_MAX]\n");
11240                                         return -EINVAL;
11241                                 }
11242
11243                                 ret_btf = env->prog->aux->btf;
11244                                 ret_btf_id = meta.arg_constant.value;
11245
11246                                 /* This may be NULL due to user not supplying a BTF */
11247                                 if (!ret_btf) {
11248                                         verbose(env, "bpf_obj_new requires prog BTF\n");
11249                                         return -EINVAL;
11250                                 }
11251
11252                                 ret_t = btf_type_by_id(ret_btf, ret_btf_id);
11253                                 if (!ret_t || !__btf_type_is_struct(ret_t)) {
11254                                         verbose(env, "bpf_obj_new type ID argument must be of a struct\n");
11255                                         return -EINVAL;
11256                                 }
11257
11258                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11259                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC;
11260                                 regs[BPF_REG_0].btf = ret_btf;
11261                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = ret_btf_id;
11262
11263                                 insn_aux->obj_new_size = ret_t->size;
11264                                 insn_aux->kptr_struct_meta =
11265                                         btf_find_struct_meta(ret_btf, ret_btf_id);
11266                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl]) {
11267                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11268                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC;
11269                                 regs[BPF_REG_0].btf = meta.arg_btf;
11270                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.arg_btf_id;
11271
11272                                 insn_aux->kptr_struct_meta =
11273                                         btf_find_struct_meta(meta.arg_btf,
11274                                                              meta.arg_btf_id);
11275                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_front] ||
11276                                    meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_back]) {
11277                                 struct btf_field *field = meta.arg_list_head.field;
11278
11279                                 mark_reg_graph_node(regs, BPF_REG_0, &field->graph_root);
11280                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove] ||
11281                                    meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_first]) {
11282                                 struct btf_field *field = meta.arg_rbtree_root.field;
11283
11284                                 mark_reg_graph_node(regs, BPF_REG_0, &field->graph_root);
11285                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx]) {
11286                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11287                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED;
11288                                 regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
11289                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.ret_btf_id;
11290                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rdonly_cast]) {
11291                                 ret_t = btf_type_by_id(desc_btf, meta.arg_constant.value);
11292                                 if (!ret_t || !btf_type_is_struct(ret_t)) {
11293                                         verbose(env,
11294                                                 "kfunc bpf_rdonly_cast type ID argument must be of a struct\n");
11295                                         return -EINVAL;
11296                                 }
11297
11298                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11299                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED;
11300                                 regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
11301                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.arg_constant.value;
11302                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_slice] ||
11303                                    meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_slice_rdwr]) {
11304                                 enum bpf_type_flag type_flag = get_dynptr_type_flag(meta.initialized_dynptr.type);
11305
11306                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11307
11308                                 if (!meta.arg_constant.found) {
11309                                         verbose(env, "verifier internal error: bpf_dynptr_slice(_rdwr) no constant size\n");
11310                                         return -EFAULT;
11311                                 }
11312
11313                                 regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.arg_constant.value;
11314
11315                                 /* PTR_MAYBE_NULL will be added when is_kfunc_ret_null is checked */
11316                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | type_flag;
11317
11318                                 if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_slice]) {
11319                                         regs[BPF_REG_0].type |= MEM_RDONLY;
11320                                 } else {
11321                                         /* this will set env->seen_direct_write to true */
11322                                         if (!may_access_direct_pkt_data(env, NULL, BPF_WRITE)) {
11323                                                 verbose(env, "the prog does not allow writes to packet data\n");
11324                                                 return -EINVAL;
11325                                         }
11326                                 }
11327
11328                                 if (!meta.initialized_dynptr.id) {
11329                                         verbose(env, "verifier internal error: no dynptr id\n");
11330                                         return -EFAULT;
11331                                 }
11332                                 regs[BPF_REG_0].dynptr_id = meta.initialized_dynptr.id;
11333
11334                                 /* we don't need to set BPF_REG_0's ref obj id
11335                                  * because packet slices are not refcounted (see
11336                                  * dynptr_type_refcounted)
11337                                  */
11338                         } else {
11339                                 verbose(env, "kernel function %s unhandled dynamic return type\n",
11340                                         meta.func_name);
11341                                 return -EFAULT;
11342                         }
11343                 } else if (!__btf_type_is_struct(ptr_type)) {
11344                         if (!meta.r0_size) {
11345                                 __u32 sz;
11346
11347                                 if (!IS_ERR(btf_resolve_size(desc_btf, ptr_type, &sz))) {
11348                                         meta.r0_size = sz;
11349                                         meta.r0_rdonly = true;
11350                                 }
11351                         }
11352                         if (!meta.r0_size) {
11353                                 ptr_type_name = btf_name_by_offset(desc_btf,
11354                                                                    ptr_type->name_off);
11355                                 verbose(env,
11356                                         "kernel function %s returns pointer type %s %s is not supported\n",
11357                                         func_name,
11358                                         btf_type_str(ptr_type),
11359                                         ptr_type_name);
11360                                 return -EINVAL;
11361                         }
11362
11363                         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11364                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM;
11365                         regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.r0_size;
11366
11367                         if (meta.r0_rdonly)
11368                                 regs[BPF_REG_0].type |= MEM_RDONLY;
11369
11370                         /* Ensures we don't access the memory after a release_reference() */
11371                         if (meta.ref_obj_id)
11372                                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
11373                 } else {
11374                         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11375                         regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
11376                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID;
11377                         regs[BPF_REG_0].btf_id = ptr_type_id;
11378                 }
11379
11380                 if (is_kfunc_ret_null(&meta)) {
11381                         regs[BPF_REG_0].type |= PTR_MAYBE_NULL;
11382                         /* For mark_ptr_or_null_reg, see 93c230e3f5bd6 */
11383                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
11384                 }
11385                 mark_btf_func_reg_size(env, BPF_REG_0, sizeof(void *));
11386                 if (is_kfunc_acquire(&meta)) {
11387                         int id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
11388
11389                         if (id < 0)
11390                                 return id;
11391                         if (is_kfunc_ret_null(&meta))
11392                                 regs[BPF_REG_0].id = id;
11393                         regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = id;
11394                 } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_first]) {
11395                         ref_set_non_owning(env, &regs[BPF_REG_0]);
11396                 }
11397
11398                 if (reg_may_point_to_spin_lock(&regs[BPF_REG_0]) && !regs[BPF_REG_0].id)
11399                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
11400         } else if (btf_type_is_void(t)) {
11401                 if (meta.btf == btf_vmlinux && btf_id_set_contains(&special_kfunc_set, meta.func_id)) {
11402                         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_drop_impl]) {
11403                                 insn_aux->kptr_struct_meta =
11404                                         btf_find_struct_meta(meta.arg_btf,
11405                                                              meta.arg_btf_id);
11406                         }
11407                 }
11408         }
11409
11410         nargs = btf_type_vlen(meta.func_proto);
11411         args = (const struct btf_param *)(meta.func_proto + 1);
11412         for (i = 0; i < nargs; i++) {
11413                 u32 regno = i + 1;
11414
11415                 t = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, args[i].type, NULL);
11416                 if (btf_type_is_ptr(t))
11417                         mark_btf_func_reg_size(env, regno, sizeof(void *));
11418                 else
11419                         /* scalar. ensured by btf_check_kfunc_arg_match() */
11420                         mark_btf_func_reg_size(env, regno, t->size);
11421         }
11422
11423         if (is_iter_next_kfunc(&meta)) {
11424                 err = process_iter_next_call(env, insn_idx, &meta);
11425                 if (err)
11426                         return err;
11427         }
11428
11429         return 0;
11430 }
11431
11432 static bool signed_add_overflows(s64 a, s64 b)
11433 {
11434         /* Do the add in u64, where overflow is well-defined */
11435         s64 res = (s64)((u64)a + (u64)b);
11436
11437         if (b < 0)
11438                 return res > a;
11439         return res < a;
11440 }
11441
11442 static bool signed_add32_overflows(s32 a, s32 b)
11443 {
11444         /* Do the add in u32, where overflow is well-defined */
11445         s32 res = (s32)((u32)a + (u32)b);
11446
11447         if (b < 0)
11448                 return res > a;
11449         return res < a;
11450 }
11451
11452 static bool signed_sub_overflows(s64 a, s64 b)
11453 {
11454         /* Do the sub in u64, where overflow is well-defined */
11455         s64 res = (s64)((u64)a - (u64)b);
11456
11457         if (b < 0)
11458                 return res < a;
11459         return res > a;
11460 }
11461
11462 static bool signed_sub32_overflows(s32 a, s32 b)
11463 {
11464         /* Do the sub in u32, where overflow is well-defined */
11465         s32 res = (s32)((u32)a - (u32)b);
11466
11467         if (b < 0)
11468                 return res < a;
11469         return res > a;
11470 }
11471
11472 static bool check_reg_sane_offset(struct bpf_verifier_env *env,
11473                                   const struct bpf_reg_state *reg,
11474                                   enum bpf_reg_type type)
11475 {
11476         bool known = tnum_is_const(reg->var_off);
11477         s64 val = reg->var_off.value;
11478         s64 smin = reg->smin_value;
11479
11480         if (known && (val >= BPF_MAX_VAR_OFF || val <= -BPF_MAX_VAR_OFF)) {
11481                 verbose(env, "math between %s pointer and %lld is not allowed\n",
11482                         reg_type_str(env, type), val);
11483                 return false;
11484         }
11485
11486         if (reg->off >= BPF_MAX_VAR_OFF || reg->off <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
11487                 verbose(env, "%s pointer offset %d is not allowed\n",
11488                         reg_type_str(env, type), reg->off);
11489                 return false;
11490         }
11491
11492         if (smin == S64_MIN) {
11493                 verbose(env, "math between %s pointer and register with unbounded min value is not allowed\n",
11494                         reg_type_str(env, type));
11495                 return false;
11496         }
11497
11498         if (smin >= BPF_MAX_VAR_OFF || smin <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
11499                 verbose(env, "value %lld makes %s pointer be out of bounds\n",
11500                         smin, reg_type_str(env, type));
11501                 return false;
11502         }
11503
11504         return true;
11505 }
11506
11507 enum {
11508         REASON_BOUNDS   = -1,
11509         REASON_TYPE     = -2,
11510         REASON_PATHS    = -3,
11511         REASON_LIMIT    = -4,
11512         REASON_STACK    = -5,
11513 };
11514
11515 static int retrieve_ptr_limit(const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
11516                               u32 *alu_limit, bool mask_to_left)
11517 {
11518         u32 max = 0, ptr_limit = 0;
11519
11520         switch (ptr_reg->type) {
11521         case PTR_TO_STACK:
11522                 /* Offset 0 is out-of-bounds, but acceptable start for the
11523                  * left direction, see BPF_REG_FP. Also, unknown scalar
11524                  * offset where we would need to deal with min/max bounds is
11525                  * currently prohibited for unprivileged.
11526                  */
11527                 max = MAX_BPF_STACK + mask_to_left;
11528                 ptr_limit = -(ptr_reg->var_off.value + ptr_reg->off);
11529                 break;
11530         case PTR_TO_MAP_VALUE:
11531                 max = ptr_reg->map_ptr->value_size;
11532                 ptr_limit = (mask_to_left ?
11533                              ptr_reg->smin_value :
11534                              ptr_reg->umax_value) + ptr_reg->off;
11535                 break;
11536         default:
11537                 return REASON_TYPE;
11538         }
11539
11540         if (ptr_limit >= max)
11541                 return REASON_LIMIT;
11542         *alu_limit = ptr_limit;
11543         return 0;
11544 }
11545
11546 static bool can_skip_alu_sanitation(const struct bpf_verifier_env *env,
11547                                     const struct bpf_insn *insn)
11548 {
11549         return env->bypass_spec_v1 || BPF_SRC(insn->code) == BPF_K;
11550 }
11551
11552 static int update_alu_sanitation_state(struct bpf_insn_aux_data *aux,
11553                                        u32 alu_state, u32 alu_limit)
11554 {
11555         /* If we arrived here from different branches with different
11556          * state or limits to sanitize, then this won't work.
11557          */
11558         if (aux->alu_state &&
11559             (aux->alu_state != alu_state ||
11560              aux->alu_limit != alu_limit))
11561                 return REASON_PATHS;
11562
11563         /* Corresponding fixup done in do_misc_fixups(). */
11564         aux->alu_state = alu_state;
11565         aux->alu_limit = alu_limit;
11566         return 0;
11567 }
11568
11569 static int sanitize_val_alu(struct bpf_verifier_env *env,
11570                             struct bpf_insn *insn)
11571 {
11572         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
11573
11574         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
11575                 return 0;
11576
11577         return update_alu_sanitation_state(aux, BPF_ALU_NON_POINTER, 0);
11578 }
11579
11580 static bool sanitize_needed(u8 opcode)
11581 {
11582         return opcode == BPF_ADD || opcode == BPF_SUB;
11583 }
11584
11585 struct bpf_sanitize_info {
11586         struct bpf_insn_aux_data aux;
11587         bool mask_to_left;
11588 };
11589
11590 static struct bpf_verifier_state *
11591 sanitize_speculative_path(struct bpf_verifier_env *env,
11592                           const struct bpf_insn *insn,
11593                           u32 next_idx, u32 curr_idx)
11594 {
11595         struct bpf_verifier_state *branch;
11596         struct bpf_reg_state *regs;
11597
11598         branch = push_stack(env, next_idx, curr_idx, true);
11599         if (branch && insn) {
11600                 regs = branch->frame[branch->curframe]->regs;
11601                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
11602                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
11603                 } else if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
11604                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
11605                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->src_reg);
11606                 }
11607         }
11608         return branch;
11609 }
11610
11611 static int sanitize_ptr_alu(struct bpf_verifier_env *env,
11612                             struct bpf_insn *insn,
11613                             const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
11614                             const struct bpf_reg_state *off_reg,
11615                             struct bpf_reg_state *dst_reg,
11616                             struct bpf_sanitize_info *info,
11617                             const bool commit_window)
11618 {
11619         struct bpf_insn_aux_data *aux = commit_window ? cur_aux(env) : &info->aux;
11620         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
11621         bool off_is_imm = tnum_is_const(off_reg->var_off);
11622         bool off_is_neg = off_reg->smin_value < 0;
11623         bool ptr_is_dst_reg = ptr_reg == dst_reg;
11624         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
11625         u32 alu_state, alu_limit;
11626         struct bpf_reg_state tmp;
11627         bool ret;
11628         int err;
11629
11630         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
11631                 return 0;
11632
11633         /* We already marked aux for masking from non-speculative
11634          * paths, thus we got here in the first place. We only care
11635          * to explore bad access from here.
11636          */
11637         if (vstate->speculative)
11638                 goto do_sim;
11639
11640         if (!commit_window) {
11641                 if (!tnum_is_const(off_reg->var_off) &&
11642                     (off_reg->smin_value < 0) != (off_reg->smax_value < 0))
11643                         return REASON_BOUNDS;
11644
11645                 info->mask_to_left = (opcode == BPF_ADD &&  off_is_neg) ||
11646                                      (opcode == BPF_SUB && !off_is_neg);
11647         }
11648
11649         err = retrieve_ptr_limit(ptr_reg, &alu_limit, info->mask_to_left);
11650         if (err < 0)
11651                 return err;
11652
11653         if (commit_window) {
11654                 /* In commit phase we narrow the masking window based on
11655                  * the observed pointer move after the simulated operation.
11656                  */
11657                 alu_state = info->aux.alu_state;
11658                 alu_limit = abs(info->aux.alu_limit - alu_limit);
11659         } else {
11660                 alu_state  = off_is_neg ? BPF_ALU_NEG_VALUE : 0;
11661                 alu_state |= off_is_imm ? BPF_ALU_IMMEDIATE : 0;
11662                 alu_state |= ptr_is_dst_reg ?
11663                              BPF_ALU_SANITIZE_SRC : BPF_ALU_SANITIZE_DST;
11664
11665                 /* Limit pruning on unknown scalars to enable deep search for
11666                  * potential masking differences from other program paths.
11667                  */
11668                 if (!off_is_imm)
11669                         env->explore_alu_limits = true;
11670         }
11671
11672         err = update_alu_sanitation_state(aux, alu_state, alu_limit);
11673         if (err < 0)
11674                 return err;
11675 do_sim:
11676         /* If we're in commit phase, we're done here given we already
11677          * pushed the truncated dst_reg into the speculative verification
11678          * stack.
11679          *
11680          * Also, when register is a known constant, we rewrite register-based
11681          * operation to immediate-based, and thus do not need masking (and as
11682          * a consequence, do not need to simulate the zero-truncation either).
11683          */
11684         if (commit_window || off_is_imm)
11685                 return 0;
11686
11687         /* Simulate and find potential out-of-bounds access under
11688          * speculative execution from truncation as a result of
11689          * masking when off was not within expected range. If off
11690          * sits in dst, then we temporarily need to move ptr there
11691          * to simulate dst (== 0) +/-= ptr. Needed, for example,
11692          * for cases where we use K-based arithmetic in one direction
11693          * and truncated reg-based in the other in order to explore
11694          * bad access.
11695          */
11696         if (!ptr_is_dst_reg) {
11697                 tmp = *dst_reg;
11698                 copy_register_state(dst_reg, ptr_reg);
11699         }
11700         ret = sanitize_speculative_path(env, NULL, env->insn_idx + 1,
11701                                         env->insn_idx);
11702         if (!ptr_is_dst_reg && ret)
11703                 *dst_reg = tmp;
11704         return !ret ? REASON_STACK : 0;
11705 }
11706
11707 static void sanitize_mark_insn_seen(struct bpf_verifier_env *env)
11708 {
11709         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
11710
11711         /* If we simulate paths under speculation, we don't update the
11712          * insn as 'seen' such that when we verify unreachable paths in
11713          * the non-speculative domain, sanitize_dead_code() can still
11714          * rewrite/sanitize them.
11715          */
11716         if (!vstate->speculative)
11717                 env->insn_aux_data[env->insn_idx].seen = env->pass_cnt;
11718 }
11719
11720 static int sanitize_err(struct bpf_verifier_env *env,
11721                         const struct bpf_insn *insn, int reason,
11722                         const struct bpf_reg_state *off_reg,
11723                         const struct bpf_reg_state *dst_reg)
11724 {
11725         static const char *err = "pointer arithmetic with it prohibited for !root";
11726         const char *op = BPF_OP(insn->code) == BPF_ADD ? "add" : "sub";
11727         u32 dst = insn->dst_reg, src = insn->src_reg;
11728
11729         switch (reason) {
11730         case REASON_BOUNDS:
11731                 verbose(env, "R%d has unknown scalar with mixed signed bounds, %s\n",
11732                         off_reg == dst_reg ? dst : src, err);
11733                 break;
11734         case REASON_TYPE:
11735                 verbose(env, "R%d has pointer with unsupported alu operation, %s\n",
11736                         off_reg == dst_reg ? src : dst, err);
11737                 break;
11738         case REASON_PATHS:
11739                 verbose(env, "R%d tried to %s from different maps, paths or scalars, %s\n",
11740                         dst, op, err);
11741                 break;
11742         case REASON_LIMIT:
11743                 verbose(env, "R%d tried to %s beyond pointer bounds, %s\n",
11744                         dst, op, err);
11745                 break;
11746         case REASON_STACK:
11747                 verbose(env, "R%d could not be pushed for speculative verification, %s\n",
11748                         dst, err);
11749                 break;
11750         default:
11751                 verbose(env, "verifier internal error: unknown reason (%d)\n",
11752                         reason);
11753                 break;
11754         }
11755
11756         return -EACCES;
11757 }
11758
11759 /* check that stack access falls within stack limits and that 'reg' doesn't
11760  * have a variable offset.
11761  *
11762  * Variable offset is prohibited for unprivileged mode for simplicity since it
11763  * requires corresponding support in Spectre masking for stack ALU.  See also
11764  * retrieve_ptr_limit().
11765  *
11766  *
11767  * 'off' includes 'reg->off'.
11768  */
11769 static int check_stack_access_for_ptr_arithmetic(
11770                                 struct bpf_verifier_env *env,
11771                                 int regno,
11772                                 const struct bpf_reg_state *reg,
11773                                 int off)
11774 {
11775         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
11776                 char tn_buf[48];
11777
11778                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
11779                 verbose(env, "R%d variable stack access prohibited for !root, var_off=%s off=%d\n",
11780                         regno, tn_buf, off);
11781                 return -EACCES;
11782         }
11783
11784         if (off >= 0 || off < -MAX_BPF_STACK) {
11785                 verbose(env, "R%d stack pointer arithmetic goes out of range, "
11786                         "prohibited for !root; off=%d\n", regno, off);
11787                 return -EACCES;
11788         }
11789
11790         return 0;
11791 }
11792
11793 static int sanitize_check_bounds(struct bpf_verifier_env *env,
11794                                  const struct bpf_insn *insn,
11795                                  const struct bpf_reg_state *dst_reg)
11796 {
11797         u32 dst = insn->dst_reg;
11798
11799         /* For unprivileged we require that resulting offset must be in bounds
11800          * in order to be able to sanitize access later on.
11801          */
11802         if (env->bypass_spec_v1)
11803                 return 0;
11804
11805         switch (dst_reg->type) {
11806         case PTR_TO_STACK:
11807                 if (check_stack_access_for_ptr_arithmetic(env, dst, dst_reg,
11808                                         dst_reg->off + dst_reg->var_off.value))
11809                         return -EACCES;
11810                 break;
11811         case PTR_TO_MAP_VALUE:
11812                 if (check_map_access(env, dst, dst_reg->off, 1, false, ACCESS_HELPER)) {
11813                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic of map value goes out of range, "
11814                                 "prohibited for !root\n", dst);
11815                         return -EACCES;
11816                 }
11817                 break;
11818         default:
11819                 break;
11820         }
11821
11822         return 0;
11823 }
11824
11825 /* Handles arithmetic on a pointer and a scalar: computes new min/max and var_off.
11826  * Caller should also handle BPF_MOV case separately.
11827  * If we return -EACCES, caller may want to try again treating pointer as a
11828  * scalar.  So we only emit a diagnostic if !env->allow_ptr_leaks.
11829  */
11830 static int adjust_ptr_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
11831                                    struct bpf_insn *insn,
11832                                    const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
11833                                    const struct bpf_reg_state *off_reg)
11834 {
11835         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
11836         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
11837         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg;
11838         bool known = tnum_is_const(off_reg->var_off);
11839         s64 smin_val = off_reg->smin_value, smax_val = off_reg->smax_value,
11840             smin_ptr = ptr_reg->smin_value, smax_ptr = ptr_reg->smax_value;
11841         u64 umin_val = off_reg->umin_value, umax_val = off_reg->umax_value,
11842             umin_ptr = ptr_reg->umin_value, umax_ptr = ptr_reg->umax_value;
11843         struct bpf_sanitize_info info = {};
11844         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
11845         u32 dst = insn->dst_reg;
11846         int ret;
11847
11848         dst_reg = &regs[dst];
11849
11850         if ((known && (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
11851             smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
11852                 /* Taint dst register if offset had invalid bounds derived from
11853                  * e.g. dead branches.
11854                  */
11855                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
11856                 return 0;
11857         }
11858
11859         if (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64) {
11860                 /* 32-bit ALU ops on pointers produce (meaningless) scalars */
11861                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
11862                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
11863                         return 0;
11864                 }
11865
11866                 verbose(env,
11867                         "R%d 32-bit pointer arithmetic prohibited\n",
11868                         dst);
11869                 return -EACCES;
11870         }
11871
11872         if (ptr_reg->type & PTR_MAYBE_NULL) {
11873                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited, null-check it first\n",
11874                         dst, reg_type_str(env, ptr_reg->type));
11875                 return -EACCES;
11876         }
11877
11878         switch (base_type(ptr_reg->type)) {
11879         case CONST_PTR_TO_MAP:
11880                 /* smin_val represents the known value */
11881                 if (known && smin_val == 0 && opcode == BPF_ADD)
11882                         break;
11883                 fallthrough;
11884         case PTR_TO_PACKET_END:
11885         case PTR_TO_SOCKET:
11886         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
11887         case PTR_TO_TCP_SOCK:
11888         case PTR_TO_XDP_SOCK:
11889                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited\n",
11890                         dst, reg_type_str(env, ptr_reg->type));
11891                 return -EACCES;
11892         default:
11893                 break;
11894         }
11895
11896         /* In case of 'scalar += pointer', dst_reg inherits pointer type and id.
11897          * The id may be overwritten later if we create a new variable offset.
11898          */
11899         dst_reg->type = ptr_reg->type;
11900         dst_reg->id = ptr_reg->id;
11901
11902         if (!check_reg_sane_offset(env, off_reg, ptr_reg->type) ||
11903             !check_reg_sane_offset(env, ptr_reg, ptr_reg->type))
11904                 return -EINVAL;
11905
11906         /* pointer types do not carry 32-bit bounds at the moment. */
11907         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
11908
11909         if (sanitize_needed(opcode)) {
11910                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, ptr_reg, off_reg, dst_reg,
11911                                        &info, false);
11912                 if (ret < 0)
11913                         return sanitize_err(env, insn, ret, off_reg, dst_reg);
11914         }
11915
11916         switch (opcode) {
11917         case BPF_ADD:
11918                 /* We can take a fixed offset as long as it doesn't overflow
11919                  * the s32 'off' field
11920                  */
11921                 if (known && (ptr_reg->off + smin_val ==
11922                               (s64)(s32)(ptr_reg->off + smin_val))) {
11923                         /* pointer += K.  Accumulate it into fixed offset */
11924                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
11925                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
11926                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
11927                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
11928                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
11929                         dst_reg->off = ptr_reg->off + smin_val;
11930                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
11931                         break;
11932                 }
11933                 /* A new variable offset is created.  Note that off_reg->off
11934                  * == 0, since it's a scalar.
11935                  * dst_reg gets the pointer type and since some positive
11936                  * integer value was added to the pointer, give it a new 'id'
11937                  * if it's a PTR_TO_PACKET.
11938                  * this creates a new 'base' pointer, off_reg (variable) gets
11939                  * added into the variable offset, and we copy the fixed offset
11940                  * from ptr_reg.
11941                  */
11942                 if (signed_add_overflows(smin_ptr, smin_val) ||
11943                     signed_add_overflows(smax_ptr, smax_val)) {
11944                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
11945                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
11946                 } else {
11947                         dst_reg->smin_value = smin_ptr + smin_val;
11948                         dst_reg->smax_value = smax_ptr + smax_val;
11949                 }
11950                 if (umin_ptr + umin_val < umin_ptr ||
11951                     umax_ptr + umax_val < umax_ptr) {
11952                         dst_reg->umin_value = 0;
11953                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
11954                 } else {
11955                         dst_reg->umin_value = umin_ptr + umin_val;
11956                         dst_reg->umax_value = umax_ptr + umax_val;
11957                 }
11958                 dst_reg->var_off = tnum_add(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
11959                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
11960                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
11961                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
11962                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
11963                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
11964                         memset(&dst_reg->raw, 0, sizeof(dst_reg->raw));
11965                 }
11966                 break;
11967         case BPF_SUB:
11968                 if (dst_reg == off_reg) {
11969                         /* scalar -= pointer.  Creates an unknown scalar */
11970                         verbose(env, "R%d tried to subtract pointer from scalar\n",
11971                                 dst);
11972                         return -EACCES;
11973                 }
11974                 /* We don't allow subtraction from FP, because (according to
11975                  * test_verifier.c test "invalid fp arithmetic", JITs might not
11976                  * be able to deal with it.
11977                  */
11978                 if (ptr_reg->type == PTR_TO_STACK) {
11979                         verbose(env, "R%d subtraction from stack pointer prohibited\n",
11980                                 dst);
11981                         return -EACCES;
11982                 }
11983                 if (known && (ptr_reg->off - smin_val ==
11984                               (s64)(s32)(ptr_reg->off - smin_val))) {
11985                         /* pointer -= K.  Subtract it from fixed offset */
11986                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
11987                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
11988                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
11989                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
11990                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
11991                         dst_reg->id = ptr_reg->id;
11992                         dst_reg->off = ptr_reg->off - smin_val;
11993                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
11994                         break;
11995                 }
11996                 /* A new variable offset is created.  If the subtrahend is known
11997                  * nonnegative, then any reg->range we had before is still good.
11998                  */
11999                 if (signed_sub_overflows(smin_ptr, smax_val) ||
12000                     signed_sub_overflows(smax_ptr, smin_val)) {
12001                         /* Overflow possible, we know nothing */
12002                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12003                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12004                 } else {
12005                         dst_reg->smin_value = smin_ptr - smax_val;
12006                         dst_reg->smax_value = smax_ptr - smin_val;
12007                 }
12008                 if (umin_ptr < umax_val) {
12009                         /* Overflow possible, we know nothing */
12010                         dst_reg->umin_value = 0;
12011                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12012                 } else {
12013                         /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
12014                         dst_reg->umin_value = umin_ptr - umax_val;
12015                         dst_reg->umax_value = umax_ptr - umin_val;
12016                 }
12017                 dst_reg->var_off = tnum_sub(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
12018                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
12019                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
12020                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
12021                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
12022                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
12023                         if (smin_val < 0)
12024                                 memset(&dst_reg->raw, 0, sizeof(dst_reg->raw));
12025                 }
12026                 break;
12027         case BPF_AND:
12028         case BPF_OR:
12029         case BPF_XOR:
12030                 /* bitwise ops on pointers are troublesome, prohibit. */
12031                 verbose(env, "R%d bitwise operator %s on pointer prohibited\n",
12032                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
12033                 return -EACCES;
12034         default:
12035                 /* other operators (e.g. MUL,LSH) produce non-pointer results */
12036                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic with %s operator prohibited\n",
12037                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
12038                 return -EACCES;
12039         }
12040
12041         if (!check_reg_sane_offset(env, dst_reg, ptr_reg->type))
12042                 return -EINVAL;
12043         reg_bounds_sync(dst_reg);
12044         if (sanitize_check_bounds(env, insn, dst_reg) < 0)
12045                 return -EACCES;
12046         if (sanitize_needed(opcode)) {
12047                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, dst_reg, off_reg, dst_reg,
12048                                        &info, true);
12049                 if (ret < 0)
12050                         return sanitize_err(env, insn, ret, off_reg, dst_reg);
12051         }
12052
12053         return 0;
12054 }
12055
12056 static void scalar32_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12057                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12058 {
12059         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12060         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
12061         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12062         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12063
12064         if (signed_add32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smin_val) ||
12065             signed_add32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smax_val)) {
12066                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12067                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12068         } else {
12069                 dst_reg->s32_min_value += smin_val;
12070                 dst_reg->s32_max_value += smax_val;
12071         }
12072         if (dst_reg->u32_min_value + umin_val < umin_val ||
12073             dst_reg->u32_max_value + umax_val < umax_val) {
12074                 dst_reg->u32_min_value = 0;
12075                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
12076         } else {
12077                 dst_reg->u32_min_value += umin_val;
12078                 dst_reg->u32_max_value += umax_val;
12079         }
12080 }
12081
12082 static void scalar_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12083                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12084 {
12085         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12086         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
12087         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12088         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12089
12090         if (signed_add_overflows(dst_reg->smin_value, smin_val) ||
12091             signed_add_overflows(dst_reg->smax_value, smax_val)) {
12092                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12093                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12094         } else {
12095                 dst_reg->smin_value += smin_val;
12096                 dst_reg->smax_value += smax_val;
12097         }
12098         if (dst_reg->umin_value + umin_val < umin_val ||
12099             dst_reg->umax_value + umax_val < umax_val) {
12100                 dst_reg->umin_value = 0;
12101                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12102         } else {
12103                 dst_reg->umin_value += umin_val;
12104                 dst_reg->umax_value += umax_val;
12105         }
12106 }
12107
12108 static void scalar32_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12109                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12110 {
12111         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12112         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
12113         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12114         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12115
12116         if (signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smax_val) ||
12117             signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smin_val)) {
12118                 /* Overflow possible, we know nothing */
12119                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12120                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12121         } else {
12122                 dst_reg->s32_min_value -= smax_val;
12123                 dst_reg->s32_max_value -= smin_val;
12124         }
12125         if (dst_reg->u32_min_value < umax_val) {
12126                 /* Overflow possible, we know nothing */
12127                 dst_reg->u32_min_value = 0;
12128                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
12129         } else {
12130                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
12131                 dst_reg->u32_min_value -= umax_val;
12132                 dst_reg->u32_max_value -= umin_val;
12133         }
12134 }
12135
12136 static void scalar_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12137                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12138 {
12139         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12140         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
12141         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12142         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12143
12144         if (signed_sub_overflows(dst_reg->smin_value, smax_val) ||
12145             signed_sub_overflows(dst_reg->smax_value, smin_val)) {
12146                 /* Overflow possible, we know nothing */
12147                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12148                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12149         } else {
12150                 dst_reg->smin_value -= smax_val;
12151                 dst_reg->smax_value -= smin_val;
12152         }
12153         if (dst_reg->umin_value < umax_val) {
12154                 /* Overflow possible, we know nothing */
12155                 dst_reg->umin_value = 0;
12156                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12157         } else {
12158                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
12159                 dst_reg->umin_value -= umax_val;
12160                 dst_reg->umax_value -= umin_val;
12161         }
12162 }
12163
12164 static void scalar32_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12165                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12166 {
12167         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12168         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12169         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12170
12171         if (smin_val < 0 || dst_reg->s32_min_value < 0) {
12172                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
12173                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
12174                 return;
12175         }
12176         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
12177          * copy the result to signed (unless it exceeds S32_MAX).
12178          */
12179         if (umax_val > U16_MAX || dst_reg->u32_max_value > U16_MAX) {
12180                 /* Potential overflow, we know nothing */
12181                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
12182                 return;
12183         }
12184         dst_reg->u32_min_value *= umin_val;
12185         dst_reg->u32_max_value *= umax_val;
12186         if (dst_reg->u32_max_value > S32_MAX) {
12187                 /* Overflow possible, we know nothing */
12188                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12189                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12190         } else {
12191                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
12192                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
12193         }
12194 }
12195
12196 static void scalar_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12197                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12198 {
12199         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12200         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12201         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12202
12203         if (smin_val < 0 || dst_reg->smin_value < 0) {
12204                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
12205                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
12206                 return;
12207         }
12208         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
12209          * copy the result to signed (unless it exceeds S64_MAX).
12210          */
12211         if (umax_val > U32_MAX || dst_reg->umax_value > U32_MAX) {
12212                 /* Potential overflow, we know nothing */
12213                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
12214                 return;
12215         }
12216         dst_reg->umin_value *= umin_val;
12217         dst_reg->umax_value *= umax_val;
12218         if (dst_reg->umax_value > S64_MAX) {
12219                 /* Overflow possible, we know nothing */
12220                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12221                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12222         } else {
12223                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
12224                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
12225         }
12226 }
12227
12228 static void scalar32_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12229                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12230 {
12231         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
12232         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
12233         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
12234         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12235         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12236
12237         if (src_known && dst_known) {
12238                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
12239                 return;
12240         }
12241
12242         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
12243          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
12244          */
12245         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
12246         dst_reg->u32_max_value = min(dst_reg->u32_max_value, umax_val);
12247         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
12248                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
12249                  * ain't nobody got time for that.
12250                  */
12251                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12252                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12253         } else {
12254                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
12255                  * cast result into s64.
12256                  */
12257                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
12258                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
12259         }
12260 }
12261
12262 static void scalar_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12263                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12264 {
12265         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
12266         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
12267         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12268         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12269
12270         if (src_known && dst_known) {
12271                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
12272                 return;
12273         }
12274
12275         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
12276          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
12277          */
12278         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
12279         dst_reg->umax_value = min(dst_reg->umax_value, umax_val);
12280         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
12281                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
12282                  * ain't nobody got time for that.
12283                  */
12284                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12285                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12286         } else {
12287                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
12288                  * cast result into s64.
12289                  */
12290                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
12291                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
12292         }
12293         /* We may learn something more from the var_off */
12294         __update_reg_bounds(dst_reg);
12295 }
12296
12297 static void scalar32_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12298                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
12299 {
12300         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
12301         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
12302         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
12303         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12304         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12305
12306         if (src_known && dst_known) {
12307                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
12308                 return;
12309         }
12310
12311         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
12312          * maximum of the operands' minima
12313          */
12314         dst_reg->u32_min_value = max(dst_reg->u32_min_value, umin_val);
12315         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
12316         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
12317                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
12318                  * ain't nobody got time for that.
12319                  */
12320                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12321                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12322         } else {
12323                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
12324                  * cast result into s64.
12325                  */
12326                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
12327                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
12328         }
12329 }
12330
12331 static void scalar_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12332                               struct bpf_reg_state *src_reg)
12333 {
12334         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
12335         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
12336         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12337         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12338
12339         if (src_known && dst_known) {
12340                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
12341                 return;
12342         }
12343
12344         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
12345          * maximum of the operands' minima
12346          */
12347         dst_reg->umin_value = max(dst_reg->umin_value, umin_val);
12348         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
12349         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
12350                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
12351                  * ain't nobody got time for that.
12352                  */
12353                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12354                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12355         } else {
12356                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
12357                  * cast result into s64.
12358                  */
12359                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
12360                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
12361         }
12362         /* We may learn something more from the var_off */
12363         __update_reg_bounds(dst_reg);
12364 }
12365
12366 static void scalar32_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12367                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12368 {
12369         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
12370         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
12371         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
12372         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12373
12374         if (src_known && dst_known) {
12375                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
12376                 return;
12377         }
12378
12379         /* We get both minimum and maximum from the var32_off. */
12380         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
12381         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
12382
12383         if (dst_reg->s32_min_value >= 0 && smin_val >= 0) {
12384                 /* XORing two positive sign numbers gives a positive,
12385                  * so safe to cast u32 result into s32.
12386                  */
12387                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
12388                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
12389         } else {
12390                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12391                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12392         }
12393 }
12394
12395 static void scalar_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12396                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12397 {
12398         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
12399         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
12400         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12401
12402         if (src_known && dst_known) {
12403                 /* dst_reg->var_off.value has been updated earlier */
12404                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
12405                 return;
12406         }
12407
12408         /* We get both minimum and maximum from the var_off. */
12409         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
12410         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
12411
12412         if (dst_reg->smin_value >= 0 && smin_val >= 0) {
12413                 /* XORing two positive sign numbers gives a positive,
12414                  * so safe to cast u64 result into s64.
12415                  */
12416                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
12417                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
12418         } else {
12419                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12420                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12421         }
12422
12423         __update_reg_bounds(dst_reg);
12424 }
12425
12426 static void __scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12427                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
12428 {
12429         /* We lose all sign bit information (except what we can pick
12430          * up from var_off)
12431          */
12432         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12433         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12434         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
12435         if (umax_val > 31 || dst_reg->u32_max_value > 1ULL << (31 - umax_val)) {
12436                 dst_reg->u32_min_value = 0;
12437                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
12438         } else {
12439                 dst_reg->u32_min_value <<= umin_val;
12440                 dst_reg->u32_max_value <<= umax_val;
12441         }
12442 }
12443
12444 static void scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12445                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12446 {
12447         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12448         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12449         /* u32 alu operation will zext upper bits */
12450         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
12451
12452         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
12453         dst_reg->var_off = tnum_subreg(tnum_lshift(subreg, umin_val));
12454         /* Not required but being careful mark reg64 bounds as unknown so
12455          * that we are forced to pick them up from tnum and zext later and
12456          * if some path skips this step we are still safe.
12457          */
12458         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
12459         __update_reg32_bounds(dst_reg);
12460 }
12461
12462 static void __scalar64_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12463                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
12464 {
12465         /* Special case <<32 because it is a common compiler pattern to sign
12466          * extend subreg by doing <<32 s>>32. In this case if 32bit bounds are
12467          * positive we know this shift will also be positive so we can track
12468          * bounds correctly. Otherwise we lose all sign bit information except
12469          * what we can pick up from var_off. Perhaps we can generalize this
12470          * later to shifts of any length.
12471          */
12472         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_max_value >= 0)
12473                 dst_reg->smax_value = (s64)dst_reg->s32_max_value << 32;
12474         else
12475                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12476
12477         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_min_value >= 0)
12478                 dst_reg->smin_value = (s64)dst_reg->s32_min_value << 32;
12479         else
12480                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12481
12482         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
12483         if (dst_reg->umax_value > 1ULL << (63 - umax_val)) {
12484                 dst_reg->umin_value = 0;
12485                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12486         } else {
12487                 dst_reg->umin_value <<= umin_val;
12488                 dst_reg->umax_value <<= umax_val;
12489         }
12490 }
12491
12492 static void scalar_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12493                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12494 {
12495         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12496         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12497
12498         /* scalar64 calc uses 32bit unshifted bounds so must be called first */
12499         __scalar64_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
12500         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
12501
12502         dst_reg->var_off = tnum_lshift(dst_reg->var_off, umin_val);
12503         /* We may learn something more from the var_off */
12504         __update_reg_bounds(dst_reg);
12505 }
12506
12507 static void scalar32_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12508                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12509 {
12510         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
12511         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12512         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12513
12514         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
12515          * be negative, then either:
12516          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
12517          *    unknown, so we lose our signed bounds
12518          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
12519          *    signed bounds
12520          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
12521          *    about the result
12522          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
12523          * unsigned bounds capture the signed bounds.
12524          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
12525          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
12526          * var_off of the result.
12527          */
12528         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12529         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12530
12531         dst_reg->var_off = tnum_rshift(subreg, umin_val);
12532         dst_reg->u32_min_value >>= umax_val;
12533         dst_reg->u32_max_value >>= umin_val;
12534
12535         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
12536         __update_reg32_bounds(dst_reg);
12537 }
12538
12539 static void scalar_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12540                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12541 {
12542         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12543         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12544
12545         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
12546          * be negative, then either:
12547          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
12548          *    unknown, so we lose our signed bounds
12549          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
12550          *    signed bounds
12551          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
12552          *    about the result
12553          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
12554          * unsigned bounds capture the signed bounds.
12555          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
12556          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
12557          * var_off of the result.
12558          */
12559         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12560         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12561         dst_reg->var_off = tnum_rshift(dst_reg->var_off, umin_val);
12562         dst_reg->umin_value >>= umax_val;
12563         dst_reg->umax_value >>= umin_val;
12564
12565         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
12566          * on bits being shifted in. Take easy way out and mark unbounded
12567          * so we can recalculate later from tnum.
12568          */
12569         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
12570         __update_reg_bounds(dst_reg);
12571 }
12572
12573 static void scalar32_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12574                                   struct bpf_reg_state *src_reg)
12575 {
12576         u64 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12577
12578         /* Upon reaching here, src_known is true and
12579          * umax_val is equal to umin_val.
12580          */
12581         dst_reg->s32_min_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_min_value) >> umin_val);
12582         dst_reg->s32_max_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_max_value) >> umin_val);
12583
12584         dst_reg->var_off = tnum_arshift(tnum_subreg(dst_reg->var_off), umin_val, 32);
12585
12586         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
12587          * dst_reg var_off to refine the result.
12588          */
12589         dst_reg->u32_min_value = 0;
12590         dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
12591
12592         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
12593         __update_reg32_bounds(dst_reg);
12594 }
12595
12596 static void scalar_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12597                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
12598 {
12599         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12600
12601         /* Upon reaching here, src_known is true and umax_val is equal
12602          * to umin_val.
12603          */
12604         dst_reg->smin_value >>= umin_val;
12605         dst_reg->smax_value >>= umin_val;
12606
12607         dst_reg->var_off = tnum_arshift(dst_reg->var_off, umin_val, 64);
12608
12609         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
12610          * dst_reg var_off to refine the result.
12611          */
12612         dst_reg->umin_value = 0;
12613         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12614
12615         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
12616          * on bits being shifted in from upper 32-bits. Take easy way out
12617          * and mark unbounded so we can recalculate later from tnum.
12618          */
12619         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
12620         __update_reg_bounds(dst_reg);
12621 }
12622
12623 /* WARNING: This function does calculations on 64-bit values, but the actual
12624  * execution may occur on 32-bit values. Therefore, things like bitshifts
12625  * need extra checks in the 32-bit case.
12626  */
12627 static int adjust_scalar_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
12628                                       struct bpf_insn *insn,
12629                                       struct bpf_reg_state *dst_reg,
12630                                       struct bpf_reg_state src_reg)
12631 {
12632         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
12633         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
12634         bool src_known;
12635         s64 smin_val, smax_val;
12636         u64 umin_val, umax_val;
12637         s32 s32_min_val, s32_max_val;
12638         u32 u32_min_val, u32_max_val;
12639         u64 insn_bitness = (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) ? 64 : 32;
12640         bool alu32 = (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64);
12641         int ret;
12642
12643         smin_val = src_reg.smin_value;
12644         smax_val = src_reg.smax_value;
12645         umin_val = src_reg.umin_value;
12646         umax_val = src_reg.umax_value;
12647
12648         s32_min_val = src_reg.s32_min_value;
12649         s32_max_val = src_reg.s32_max_value;
12650         u32_min_val = src_reg.u32_min_value;
12651         u32_max_val = src_reg.u32_max_value;
12652
12653         if (alu32) {
12654                 src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg.var_off);
12655                 if ((src_known &&
12656                      (s32_min_val != s32_max_val || u32_min_val != u32_max_val)) ||
12657                     s32_min_val > s32_max_val || u32_min_val > u32_max_val) {
12658                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
12659                          * derived from e.g. dead branches.
12660                          */
12661                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
12662                         return 0;
12663                 }
12664         } else {
12665                 src_known = tnum_is_const(src_reg.var_off);
12666                 if ((src_known &&
12667                      (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
12668                     smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
12669                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
12670                          * derived from e.g. dead branches.
12671                          */
12672                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
12673                         return 0;
12674                 }
12675         }
12676
12677         if (!src_known &&
12678             opcode != BPF_ADD && opcode != BPF_SUB && opcode != BPF_AND) {
12679                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
12680                 return 0;
12681         }
12682
12683         if (sanitize_needed(opcode)) {
12684                 ret = sanitize_val_alu(env, insn);
12685                 if (ret < 0)
12686                         return sanitize_err(env, insn, ret, NULL, NULL);
12687         }
12688
12689         /* Calculate sign/unsigned bounds and tnum for alu32 and alu64 bit ops.
12690          * There are two classes of instructions: The first class we track both
12691          * alu32 and alu64 sign/unsigned bounds independently this provides the
12692          * greatest amount of precision when alu operations are mixed with jmp32
12693          * operations. These operations are BPF_ADD, BPF_SUB, BPF_MUL, BPF_ADD,
12694          * and BPF_OR. This is possible because these ops have fairly easy to
12695          * understand and calculate behavior in both 32-bit and 64-bit alu ops.
12696          * See alu32 verifier tests for examples. The second class of
12697          * operations, BPF_LSH, BPF_RSH, and BPF_ARSH, however are not so easy
12698          * with regards to tracking sign/unsigned bounds because the bits may
12699          * cross subreg boundaries in the alu64 case. When this happens we mark
12700          * the reg unbounded in the subreg bound space and use the resulting
12701          * tnum to calculate an approximation of the sign/unsigned bounds.
12702          */
12703         switch (opcode) {
12704         case BPF_ADD:
12705                 scalar32_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
12706                 scalar_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
12707                 dst_reg->var_off = tnum_add(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12708                 break;
12709         case BPF_SUB:
12710                 scalar32_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
12711                 scalar_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
12712                 dst_reg->var_off = tnum_sub(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12713                 break;
12714         case BPF_MUL:
12715                 dst_reg->var_off = tnum_mul(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12716                 scalar32_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
12717                 scalar_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
12718                 break;
12719         case BPF_AND:
12720                 dst_reg->var_off = tnum_and(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12721                 scalar32_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
12722                 scalar_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
12723                 break;
12724         case BPF_OR:
12725                 dst_reg->var_off = tnum_or(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12726                 scalar32_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
12727                 scalar_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
12728                 break;
12729         case BPF_XOR:
12730                 dst_reg->var_off = tnum_xor(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12731                 scalar32_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
12732                 scalar_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
12733                 break;
12734         case BPF_LSH:
12735                 if (umax_val >= insn_bitness) {
12736                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
12737                          * This includes shifts by a negative number.
12738                          */
12739                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12740                         break;
12741                 }
12742                 if (alu32)
12743                         scalar32_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
12744                 else
12745                         scalar_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
12746                 break;
12747         case BPF_RSH:
12748                 if (umax_val >= insn_bitness) {
12749                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
12750                          * This includes shifts by a negative number.
12751                          */
12752                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12753                         break;
12754                 }
12755                 if (alu32)
12756                         scalar32_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
12757                 else
12758                         scalar_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
12759                 break;
12760         case BPF_ARSH:
12761                 if (umax_val >= insn_bitness) {
12762                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
12763                          * This includes shifts by a negative number.
12764                          */
12765                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12766                         break;
12767                 }
12768                 if (alu32)
12769                         scalar32_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
12770                 else
12771                         scalar_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
12772                 break;
12773         default:
12774                 mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12775                 break;
12776         }
12777
12778         /* ALU32 ops are zero extended into 64bit register */
12779         if (alu32)
12780                 zext_32_to_64(dst_reg);
12781         reg_bounds_sync(dst_reg);
12782         return 0;
12783 }
12784
12785 /* Handles ALU ops other than BPF_END, BPF_NEG and BPF_MOV: computes new min/max
12786  * and var_off.
12787  */
12788 static int adjust_reg_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
12789                                    struct bpf_insn *insn)
12790 {
12791         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
12792         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
12793         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg, *src_reg;
12794         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, off_reg = {0};
12795         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
12796         int err;
12797
12798         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
12799         src_reg = NULL;
12800         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE)
12801                 ptr_reg = dst_reg;
12802         else
12803                 /* Make sure ID is cleared otherwise dst_reg min/max could be
12804                  * incorrectly propagated into other registers by find_equal_scalars()
12805                  */
12806                 dst_reg->id = 0;
12807         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
12808                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
12809                 if (src_reg->type != SCALAR_VALUE) {
12810                         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE) {
12811                                 /* Combining two pointers by any ALU op yields
12812                                  * an arbitrary scalar. Disallow all math except
12813                                  * pointer subtraction
12814                                  */
12815                                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
12816                                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12817                                         return 0;
12818                                 }
12819                                 verbose(env, "R%d pointer %s pointer prohibited\n",
12820                                         insn->dst_reg,
12821                                         bpf_alu_string[opcode >> 4]);
12822                                 return -EACCES;
12823                         } else {
12824                                 /* scalar += pointer
12825                                  * This is legal, but we have to reverse our
12826                                  * src/dest handling in computing the range
12827                                  */
12828                                 err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
12829                                 if (err)
12830                                         return err;
12831                                 return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
12832                                                                src_reg, dst_reg);
12833                         }
12834                 } else if (ptr_reg) {
12835                         /* pointer += scalar */
12836                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
12837                         if (err)
12838                                 return err;
12839                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
12840                                                        dst_reg, src_reg);
12841                 } else if (dst_reg->precise) {
12842                         /* if dst_reg is precise, src_reg should be precise as well */
12843                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
12844                         if (err)
12845                                 return err;
12846                 }
12847         } else {
12848                 /* Pretend the src is a reg with a known value, since we only
12849                  * need to be able to read from this state.
12850                  */
12851                 off_reg.type = SCALAR_VALUE;
12852                 __mark_reg_known(&off_reg, insn->imm);
12853                 src_reg = &off_reg;
12854                 if (ptr_reg) /* pointer += K */
12855                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
12856                                                        ptr_reg, src_reg);
12857         }
12858
12859         /* Got here implies adding two SCALAR_VALUEs */
12860         if (WARN_ON_ONCE(ptr_reg)) {
12861                 print_verifier_state(env, state, true);
12862                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected ptr_reg\n");
12863                 return -EINVAL;
12864         }
12865         if (WARN_ON(!src_reg)) {
12866                 print_verifier_state(env, state, true);
12867                 verbose(env, "verifier internal error: no src_reg\n");
12868                 return -EINVAL;
12869         }
12870         return adjust_scalar_min_max_vals(env, insn, dst_reg, *src_reg);
12871 }
12872
12873 /* check validity of 32-bit and 64-bit arithmetic operations */
12874 static int check_alu_op(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
12875 {
12876         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
12877         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
12878         int err;
12879
12880         if (opcode == BPF_END || opcode == BPF_NEG) {
12881                 if (opcode == BPF_NEG) {
12882                         if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
12883                             insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
12884                             insn->off != 0 || insn->imm != 0) {
12885                                 verbose(env, "BPF_NEG uses reserved fields\n");
12886                                 return -EINVAL;
12887                         }
12888                 } else {
12889                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
12890                             (insn->imm != 16 && insn->imm != 32 && insn->imm != 64) ||
12891                             BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
12892                                 verbose(env, "BPF_END uses reserved fields\n");
12893                                 return -EINVAL;
12894                         }
12895                 }
12896
12897                 /* check src operand */
12898                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
12899                 if (err)
12900                         return err;
12901
12902                 if (is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
12903                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic prohibited\n",
12904                                 insn->dst_reg);
12905                         return -EACCES;
12906                 }
12907
12908                 /* check dest operand */
12909                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
12910                 if (err)
12911                         return err;
12912
12913         } else if (opcode == BPF_MOV) {
12914
12915                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
12916                         if (insn->imm != 0 || insn->off != 0) {
12917                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
12918                                 return -EINVAL;
12919                         }
12920
12921                         /* check src operand */
12922                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
12923                         if (err)
12924                                 return err;
12925                 } else {
12926                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
12927                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
12928                                 return -EINVAL;
12929                         }
12930                 }
12931
12932                 /* check dest operand, mark as required later */
12933                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
12934                 if (err)
12935                         return err;
12936
12937                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
12938                         struct bpf_reg_state *src_reg = regs + insn->src_reg;
12939                         struct bpf_reg_state *dst_reg = regs + insn->dst_reg;
12940                         bool need_id = src_reg->type == SCALAR_VALUE && !src_reg->id &&
12941                                        !tnum_is_const(src_reg->var_off);
12942
12943                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
12944                                 /* case: R1 = R2
12945                                  * copy register state to dest reg
12946                                  */
12947                                 if (need_id)
12948                                         /* Assign src and dst registers the same ID
12949                                          * that will be used by find_equal_scalars()
12950                                          * to propagate min/max range.
12951                                          */
12952                                         src_reg->id = ++env->id_gen;
12953                                 copy_register_state(dst_reg, src_reg);
12954                                 dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
12955                                 dst_reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
12956                         } else {
12957                                 /* R1 = (u32) R2 */
12958                                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
12959                                         verbose(env,
12960                                                 "R%d partial copy of pointer\n",
12961                                                 insn->src_reg);
12962                                         return -EACCES;
12963                                 } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
12964                                         bool is_src_reg_u32 = src_reg->umax_value <= U32_MAX;
12965
12966                                         if (is_src_reg_u32 && need_id)
12967                                                 src_reg->id = ++env->id_gen;
12968                                         copy_register_state(dst_reg, src_reg);
12969                                         /* Make sure ID is cleared if src_reg is not in u32 range otherwise
12970                                          * dst_reg min/max could be incorrectly
12971                                          * propagated into src_reg by find_equal_scalars()
12972                                          */
12973                                         if (!is_src_reg_u32)
12974                                                 dst_reg->id = 0;
12975                                         dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
12976                                         dst_reg->subreg_def = env->insn_idx + 1;
12977                                 } else {
12978                                         mark_reg_unknown(env, regs,
12979                                                          insn->dst_reg);
12980                                 }
12981                                 zext_32_to_64(dst_reg);
12982                                 reg_bounds_sync(dst_reg);
12983                         }
12984                 } else {
12985                         /* case: R = imm
12986                          * remember the value we stored into this reg
12987                          */
12988                         /* clear any state __mark_reg_known doesn't set */
12989                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12990                         regs[insn->dst_reg].type = SCALAR_VALUE;
12991                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
12992                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
12993                                                  insn->imm);
12994                         } else {
12995                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
12996                                                  (u32)insn->imm);
12997                         }
12998                 }
12999
13000         } else if (opcode > BPF_END) {
13001                 verbose(env, "invalid BPF_ALU opcode %x\n", opcode);
13002                 return -EINVAL;
13003
13004         } else {        /* all other ALU ops: and, sub, xor, add, ... */
13005
13006                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
13007                         if (insn->imm != 0 || insn->off != 0) {
13008                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
13009                                 return -EINVAL;
13010                         }
13011                         /* check src1 operand */
13012                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
13013                         if (err)
13014                                 return err;
13015                 } else {
13016                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
13017                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
13018                                 return -EINVAL;
13019                         }
13020                 }
13021
13022                 /* check src2 operand */
13023                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
13024                 if (err)
13025                         return err;
13026
13027                 if ((opcode == BPF_MOD || opcode == BPF_DIV) &&
13028                     BPF_SRC(insn->code) == BPF_K && insn->imm == 0) {
13029                         verbose(env, "div by zero\n");
13030                         return -EINVAL;
13031                 }
13032
13033                 if ((opcode == BPF_LSH || opcode == BPF_RSH ||
13034                      opcode == BPF_ARSH) && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
13035                         int size = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 ? 64 : 32;
13036
13037                         if (insn->imm < 0 || insn->imm >= size) {
13038                                 verbose(env, "invalid shift %d\n", insn->imm);
13039                                 return -EINVAL;
13040                         }
13041                 }
13042
13043                 /* check dest operand */
13044                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
13045                 if (err)
13046                         return err;
13047
13048                 return adjust_reg_min_max_vals(env, insn);
13049         }
13050
13051         return 0;
13052 }
13053
13054 static void find_good_pkt_pointers(struct bpf_verifier_state *vstate,
13055                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
13056                                    enum bpf_reg_type type,
13057                                    bool range_right_open)
13058 {
13059         struct bpf_func_state *state;
13060         struct bpf_reg_state *reg;
13061         int new_range;
13062
13063         if (dst_reg->off < 0 ||
13064             (dst_reg->off == 0 && range_right_open))
13065                 /* This doesn't give us any range */
13066                 return;
13067
13068         if (dst_reg->umax_value > MAX_PACKET_OFF ||
13069             dst_reg->umax_value + dst_reg->off > MAX_PACKET_OFF)
13070                 /* Risk of overflow.  For instance, ptr + (1<<63) may be less
13071                  * than pkt_end, but that's because it's also less than pkt.
13072                  */
13073                 return;
13074
13075         new_range = dst_reg->off;
13076         if (range_right_open)
13077                 new_range++;
13078
13079         /* Examples for register markings:
13080          *
13081          * pkt_data in dst register:
13082          *
13083          *   r2 = r3;
13084          *   r2 += 8;
13085          *   if (r2 > pkt_end) goto <handle exception>
13086          *   <access okay>
13087          *
13088          *   r2 = r3;
13089          *   r2 += 8;
13090          *   if (r2 < pkt_end) goto <access okay>
13091          *   <handle exception>
13092          *
13093          *   Where:
13094          *     r2 == dst_reg, pkt_end == src_reg
13095          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
13096          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
13097          *
13098          * pkt_data in src register:
13099          *
13100          *   r2 = r3;
13101          *   r2 += 8;
13102          *   if (pkt_end >= r2) goto <access okay>
13103          *   <handle exception>
13104          *
13105          *   r2 = r3;
13106          *   r2 += 8;
13107          *   if (pkt_end <= r2) goto <handle exception>
13108          *   <access okay>
13109          *
13110          *   Where:
13111          *     pkt_end == dst_reg, r2 == src_reg
13112          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
13113          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
13114          *
13115          * Find register r3 and mark its range as r3=pkt(id=n,off=0,r=8)
13116          * or r3=pkt(id=n,off=0,r=8-1), so that range of bytes [r3, r3 + 8)
13117          * and [r3, r3 + 8-1) respectively is safe to access depending on
13118          * the check.
13119          */
13120
13121         /* If our ids match, then we must have the same max_value.  And we
13122          * don't care about the other reg's fixed offset, since if it's too big
13123          * the range won't allow anything.
13124          * dst_reg->off is known < MAX_PACKET_OFF, therefore it fits in a u16.
13125          */
13126         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
13127                 if (reg->type == type && reg->id == dst_reg->id)
13128                         /* keep the maximum range already checked */
13129                         reg->range = max(reg->range, new_range);
13130         }));
13131 }
13132
13133 static int is_branch32_taken(struct bpf_reg_state *reg, u32 val, u8 opcode)
13134 {
13135         struct tnum subreg = tnum_subreg(reg->var_off);
13136         s32 sval = (s32)val;
13137
13138         switch (opcode) {
13139         case BPF_JEQ:
13140                 if (tnum_is_const(subreg))
13141                         return !!tnum_equals_const(subreg, val);
13142                 else if (val < reg->u32_min_value || val > reg->u32_max_value)
13143                         return 0;
13144                 break;
13145         case BPF_JNE:
13146                 if (tnum_is_const(subreg))
13147                         return !tnum_equals_const(subreg, val);
13148                 else if (val < reg->u32_min_value || val > reg->u32_max_value)
13149                         return 1;
13150                 break;
13151         case BPF_JSET:
13152                 if ((~subreg.mask & subreg.value) & val)
13153                         return 1;
13154                 if (!((subreg.mask | subreg.value) & val))
13155                         return 0;
13156                 break;
13157         case BPF_JGT:
13158                 if (reg->u32_min_value > val)
13159                         return 1;
13160                 else if (reg->u32_max_value <= val)
13161                         return 0;
13162                 break;
13163         case BPF_JSGT:
13164                 if (reg->s32_min_value > sval)
13165                         return 1;
13166                 else if (reg->s32_max_value <= sval)
13167                         return 0;
13168                 break;
13169         case BPF_JLT:
13170                 if (reg->u32_max_value < val)
13171                         return 1;
13172                 else if (reg->u32_min_value >= val)
13173                         return 0;
13174                 break;
13175         case BPF_JSLT:
13176                 if (reg->s32_max_value < sval)
13177                         return 1;
13178                 else if (reg->s32_min_value >= sval)
13179                         return 0;
13180                 break;
13181         case BPF_JGE:
13182                 if (reg->u32_min_value >= val)
13183                         return 1;
13184                 else if (reg->u32_max_value < val)
13185                         return 0;
13186                 break;
13187         case BPF_JSGE:
13188                 if (reg->s32_min_value >= sval)
13189                         return 1;
13190                 else if (reg->s32_max_value < sval)
13191                         return 0;
13192                 break;
13193         case BPF_JLE:
13194                 if (reg->u32_max_value <= val)
13195                         return 1;
13196                 else if (reg->u32_min_value > val)
13197                         return 0;
13198                 break;
13199         case BPF_JSLE:
13200                 if (reg->s32_max_value <= sval)
13201                         return 1;
13202                 else if (reg->s32_min_value > sval)
13203                         return 0;
13204                 break;
13205         }
13206
13207         return -1;
13208 }
13209
13210
13211 static int is_branch64_taken(struct bpf_reg_state *reg, u64 val, u8 opcode)
13212 {
13213         s64 sval = (s64)val;
13214
13215         switch (opcode) {
13216         case BPF_JEQ:
13217                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
13218                         return !!tnum_equals_const(reg->var_off, val);
13219                 else if (val < reg->umin_value || val > reg->umax_value)
13220                         return 0;
13221                 break;
13222         case BPF_JNE:
13223                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
13224                         return !tnum_equals_const(reg->var_off, val);
13225                 else if (val < reg->umin_value || val > reg->umax_value)
13226                         return 1;
13227                 break;
13228         case BPF_JSET:
13229                 if ((~reg->var_off.mask & reg->var_off.value) & val)
13230                         return 1;
13231                 if (!((reg->var_off.mask | reg->var_off.value) & val))
13232                         return 0;
13233                 break;
13234         case BPF_JGT:
13235                 if (reg->umin_value > val)
13236                         return 1;
13237                 else if (reg->umax_value <= val)
13238                         return 0;
13239                 break;
13240         case BPF_JSGT:
13241                 if (reg->smin_value > sval)
13242                         return 1;
13243                 else if (reg->smax_value <= sval)
13244                         return 0;
13245                 break;
13246         case BPF_JLT:
13247                 if (reg->umax_value < val)
13248                         return 1;
13249                 else if (reg->umin_value >= val)
13250                         return 0;
13251                 break;
13252         case BPF_JSLT:
13253                 if (reg->smax_value < sval)
13254                         return 1;
13255                 else if (reg->smin_value >= sval)
13256                         return 0;
13257                 break;
13258         case BPF_JGE:
13259                 if (reg->umin_value >= val)
13260                         return 1;
13261                 else if (reg->umax_value < val)
13262                         return 0;
13263                 break;
13264         case BPF_JSGE:
13265                 if (reg->smin_value >= sval)
13266                         return 1;
13267                 else if (reg->smax_value < sval)
13268                         return 0;
13269                 break;
13270         case BPF_JLE:
13271                 if (reg->umax_value <= val)
13272                         return 1;
13273                 else if (reg->umin_value > val)
13274                         return 0;
13275                 break;
13276         case BPF_JSLE:
13277                 if (reg->smax_value <= sval)
13278                         return 1;
13279                 else if (reg->smin_value > sval)
13280                         return 0;
13281                 break;
13282         }
13283
13284         return -1;
13285 }
13286
13287 /* compute branch direction of the expression "if (reg opcode val) goto target;"
13288  * and return:
13289  *  1 - branch will be taken and "goto target" will be executed
13290  *  0 - branch will not be taken and fall-through to next insn
13291  * -1 - unknown. Example: "if (reg < 5)" is unknown when register value
13292  *      range [0,10]
13293  */
13294 static int is_branch_taken(struct bpf_reg_state *reg, u64 val, u8 opcode,
13295                            bool is_jmp32)
13296 {
13297         if (__is_pointer_value(false, reg)) {
13298                 if (!reg_not_null(reg))
13299                         return -1;
13300
13301                 /* If pointer is valid tests against zero will fail so we can
13302                  * use this to direct branch taken.
13303                  */
13304                 if (val != 0)
13305                         return -1;
13306
13307                 switch (opcode) {
13308                 case BPF_JEQ:
13309                         return 0;
13310                 case BPF_JNE:
13311                         return 1;
13312                 default:
13313                         return -1;
13314                 }
13315         }
13316
13317         if (is_jmp32)
13318                 return is_branch32_taken(reg, val, opcode);
13319         return is_branch64_taken(reg, val, opcode);
13320 }
13321
13322 static int flip_opcode(u32 opcode)
13323 {
13324         /* How can we transform "a <op> b" into "b <op> a"? */
13325         static const u8 opcode_flip[16] = {
13326                 /* these stay the same */
13327                 [BPF_JEQ  >> 4] = BPF_JEQ,
13328                 [BPF_JNE  >> 4] = BPF_JNE,
13329                 [BPF_JSET >> 4] = BPF_JSET,
13330                 /* these swap "lesser" and "greater" (L and G in the opcodes) */
13331                 [BPF_JGE  >> 4] = BPF_JLE,
13332                 [BPF_JGT  >> 4] = BPF_JLT,
13333                 [BPF_JLE  >> 4] = BPF_JGE,
13334                 [BPF_JLT  >> 4] = BPF_JGT,
13335                 [BPF_JSGE >> 4] = BPF_JSLE,
13336                 [BPF_JSGT >> 4] = BPF_JSLT,
13337                 [BPF_JSLE >> 4] = BPF_JSGE,
13338                 [BPF_JSLT >> 4] = BPF_JSGT
13339         };
13340         return opcode_flip[opcode >> 4];
13341 }
13342
13343 static int is_pkt_ptr_branch_taken(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13344                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
13345                                    u8 opcode)
13346 {
13347         struct bpf_reg_state *pkt;
13348
13349         if (src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) {
13350                 pkt = dst_reg;
13351         } else if (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) {
13352                 pkt = src_reg;
13353                 opcode = flip_opcode(opcode);
13354         } else {
13355                 return -1;
13356         }
13357
13358         if (pkt->range >= 0)
13359                 return -1;
13360
13361         switch (opcode) {
13362         case BPF_JLE:
13363                 /* pkt <= pkt_end */
13364                 fallthrough;
13365         case BPF_JGT:
13366                 /* pkt > pkt_end */
13367                 if (pkt->range == BEYOND_PKT_END)
13368                         /* pkt has at last one extra byte beyond pkt_end */
13369                         return opcode == BPF_JGT;
13370                 break;
13371         case BPF_JLT:
13372                 /* pkt < pkt_end */
13373                 fallthrough;
13374         case BPF_JGE:
13375                 /* pkt >= pkt_end */
13376                 if (pkt->range == BEYOND_PKT_END || pkt->range == AT_PKT_END)
13377                         return opcode == BPF_JGE;
13378                 break;
13379         }
13380         return -1;
13381 }
13382
13383 /* Adjusts the register min/max values in the case that the dst_reg is the
13384  * variable register that we are working on, and src_reg is a constant or we're
13385  * simply doing a BPF_K check.
13386  * In JEQ/JNE cases we also adjust the var_off values.
13387  */
13388 static void reg_set_min_max(struct bpf_reg_state *true_reg,
13389                             struct bpf_reg_state *false_reg,
13390                             u64 val, u32 val32,
13391                             u8 opcode, bool is_jmp32)
13392 {
13393         struct tnum false_32off = tnum_subreg(false_reg->var_off);
13394         struct tnum false_64off = false_reg->var_off;
13395         struct tnum true_32off = tnum_subreg(true_reg->var_off);
13396         struct tnum true_64off = true_reg->var_off;
13397         s64 sval = (s64)val;
13398         s32 sval32 = (s32)val32;
13399
13400         /* If the dst_reg is a pointer, we can't learn anything about its
13401          * variable offset from the compare (unless src_reg were a pointer into
13402          * the same object, but we don't bother with that.
13403          * Since false_reg and true_reg have the same type by construction, we
13404          * only need to check one of them for pointerness.
13405          */
13406         if (__is_pointer_value(false, false_reg))
13407                 return;
13408
13409         switch (opcode) {
13410         /* JEQ/JNE comparison doesn't change the register equivalence.
13411          *
13412          * r1 = r2;
13413          * if (r1 == 42) goto label;
13414          * ...
13415          * label: // here both r1 and r2 are known to be 42.
13416          *
13417          * Hence when marking register as known preserve it's ID.
13418          */
13419         case BPF_JEQ:
13420                 if (is_jmp32) {
13421                         __mark_reg32_known(true_reg, val32);
13422                         true_32off = tnum_subreg(true_reg->var_off);
13423                 } else {
13424                         ___mark_reg_known(true_reg, val);
13425                         true_64off = true_reg->var_off;
13426                 }
13427                 break;
13428         case BPF_JNE:
13429                 if (is_jmp32) {
13430                         __mark_reg32_known(false_reg, val32);
13431                         false_32off = tnum_subreg(false_reg->var_off);
13432                 } else {
13433                         ___mark_reg_known(false_reg, val);
13434                         false_64off = false_reg->var_off;
13435                 }
13436                 break;
13437         case BPF_JSET:
13438                 if (is_jmp32) {
13439                         false_32off = tnum_and(false_32off, tnum_const(~val32));
13440                         if (is_power_of_2(val32))
13441                                 true_32off = tnum_or(true_32off,
13442                                                      tnum_const(val32));
13443                 } else {
13444                         false_64off = tnum_and(false_64off, tnum_const(~val));
13445                         if (is_power_of_2(val))
13446                                 true_64off = tnum_or(true_64off,
13447                                                      tnum_const(val));
13448                 }
13449                 break;
13450         case BPF_JGE:
13451         case BPF_JGT:
13452         {
13453                 if (is_jmp32) {
13454                         u32 false_umax = opcode == BPF_JGT ? val32  : val32 - 1;
13455                         u32 true_umin = opcode == BPF_JGT ? val32 + 1 : val32;
13456
13457                         false_reg->u32_max_value = min(false_reg->u32_max_value,
13458                                                        false_umax);
13459                         true_reg->u32_min_value = max(true_reg->u32_min_value,
13460                                                       true_umin);
13461                 } else {
13462                         u64 false_umax = opcode == BPF_JGT ? val    : val - 1;
13463                         u64 true_umin = opcode == BPF_JGT ? val + 1 : val;
13464
13465                         false_reg->umax_value = min(false_reg->umax_value, false_umax);
13466                         true_reg->umin_value = max(true_reg->umin_value, true_umin);
13467                 }
13468                 break;
13469         }
13470         case BPF_JSGE:
13471         case BPF_JSGT:
13472         {
13473                 if (is_jmp32) {
13474                         s32 false_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval32    : sval32 - 1;
13475                         s32 true_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval32 + 1 : sval32;
13476
13477                         false_reg->s32_max_value = min(false_reg->s32_max_value, false_smax);
13478                         true_reg->s32_min_value = max(true_reg->s32_min_value, true_smin);
13479                 } else {
13480                         s64 false_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval    : sval - 1;
13481                         s64 true_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval + 1 : sval;
13482
13483                         false_reg->smax_value = min(false_reg->smax_value, false_smax);
13484                         true_reg->smin_value = max(true_reg->smin_value, true_smin);
13485                 }
13486                 break;
13487         }
13488         case BPF_JLE:
13489         case BPF_JLT:
13490         {
13491                 if (is_jmp32) {
13492                         u32 false_umin = opcode == BPF_JLT ? val32  : val32 + 1;
13493                         u32 true_umax = opcode == BPF_JLT ? val32 - 1 : val32;
13494
13495                         false_reg->u32_min_value = max(false_reg->u32_min_value,
13496                                                        false_umin);
13497                         true_reg->u32_max_value = min(true_reg->u32_max_value,
13498                                                       true_umax);
13499                 } else {
13500                         u64 false_umin = opcode == BPF_JLT ? val    : val + 1;
13501                         u64 true_umax = opcode == BPF_JLT ? val - 1 : val;
13502
13503                         false_reg->umin_value = max(false_reg->umin_value, false_umin);
13504                         true_reg->umax_value = min(true_reg->umax_value, true_umax);
13505                 }
13506                 break;
13507         }
13508         case BPF_JSLE:
13509         case BPF_JSLT:
13510         {
13511                 if (is_jmp32) {
13512                         s32 false_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval32    : sval32 + 1;
13513                         s32 true_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval32 - 1 : sval32;
13514
13515                         false_reg->s32_min_value = max(false_reg->s32_min_value, false_smin);
13516                         true_reg->s32_max_value = min(true_reg->s32_max_value, true_smax);
13517                 } else {
13518                         s64 false_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval    : sval + 1;
13519                         s64 true_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval - 1 : sval;
13520
13521                         false_reg->smin_value = max(false_reg->smin_value, false_smin);
13522                         true_reg->smax_value = min(true_reg->smax_value, true_smax);
13523                 }
13524                 break;
13525         }
13526         default:
13527                 return;
13528         }
13529
13530         if (is_jmp32) {
13531                 false_reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(false_64off),
13532                                              tnum_subreg(false_32off));
13533                 true_reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(true_64off),
13534                                             tnum_subreg(true_32off));
13535                 __reg_combine_32_into_64(false_reg);
13536                 __reg_combine_32_into_64(true_reg);
13537         } else {
13538                 false_reg->var_off = false_64off;
13539                 true_reg->var_off = true_64off;
13540                 __reg_combine_64_into_32(false_reg);
13541                 __reg_combine_64_into_32(true_reg);
13542         }
13543 }
13544
13545 /* Same as above, but for the case that dst_reg holds a constant and src_reg is
13546  * the variable reg.
13547  */
13548 static void reg_set_min_max_inv(struct bpf_reg_state *true_reg,
13549                                 struct bpf_reg_state *false_reg,
13550                                 u64 val, u32 val32,
13551                                 u8 opcode, bool is_jmp32)
13552 {
13553         opcode = flip_opcode(opcode);
13554         /* This uses zero as "not present in table"; luckily the zero opcode,
13555          * BPF_JA, can't get here.
13556          */
13557         if (opcode)
13558                 reg_set_min_max(true_reg, false_reg, val, val32, opcode, is_jmp32);
13559 }
13560
13561 /* Regs are known to be equal, so intersect their min/max/var_off */
13562 static void __reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *src_reg,
13563                                   struct bpf_reg_state *dst_reg)
13564 {
13565         src_reg->umin_value = dst_reg->umin_value = max(src_reg->umin_value,
13566                                                         dst_reg->umin_value);
13567         src_reg->umax_value = dst_reg->umax_value = min(src_reg->umax_value,
13568                                                         dst_reg->umax_value);
13569         src_reg->smin_value = dst_reg->smin_value = max(src_reg->smin_value,
13570                                                         dst_reg->smin_value);
13571         src_reg->smax_value = dst_reg->smax_value = min(src_reg->smax_value,
13572                                                         dst_reg->smax_value);
13573         src_reg->var_off = dst_reg->var_off = tnum_intersect(src_reg->var_off,
13574                                                              dst_reg->var_off);
13575         reg_bounds_sync(src_reg);
13576         reg_bounds_sync(dst_reg);
13577 }
13578
13579 static void reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *true_src,
13580                                 struct bpf_reg_state *true_dst,
13581                                 struct bpf_reg_state *false_src,
13582                                 struct bpf_reg_state *false_dst,
13583                                 u8 opcode)
13584 {
13585         switch (opcode) {
13586         case BPF_JEQ:
13587                 __reg_combine_min_max(true_src, true_dst);
13588                 break;
13589         case BPF_JNE:
13590                 __reg_combine_min_max(false_src, false_dst);
13591                 break;
13592         }
13593 }
13594
13595 static void mark_ptr_or_null_reg(struct bpf_func_state *state,
13596                                  struct bpf_reg_state *reg, u32 id,
13597                                  bool is_null)
13598 {
13599         if (type_may_be_null(reg->type) && reg->id == id &&
13600             (is_rcu_reg(reg) || !WARN_ON_ONCE(!reg->id))) {
13601                 /* Old offset (both fixed and variable parts) should have been
13602                  * known-zero, because we don't allow pointer arithmetic on
13603                  * pointers that might be NULL. If we see this happening, don't
13604                  * convert the register.
13605                  *
13606                  * But in some cases, some helpers that return local kptrs
13607                  * advance offset for the returned pointer. In those cases, it
13608                  * is fine to expect to see reg->off.
13609                  */
13610                 if (WARN_ON_ONCE(reg->smin_value || reg->smax_value || !tnum_equals_const(reg->var_off, 0)))
13611                         return;
13612                 if (!(type_is_ptr_alloc_obj(reg->type) || type_is_non_owning_ref(reg->type)) &&
13613                     WARN_ON_ONCE(reg->off))
13614                         return;
13615
13616                 if (is_null) {
13617                         reg->type = SCALAR_VALUE;
13618                         /* We don't need id and ref_obj_id from this point
13619                          * onwards anymore, thus we should better reset it,
13620                          * so that state pruning has chances to take effect.
13621                          */
13622                         reg->id = 0;
13623                         reg->ref_obj_id = 0;
13624
13625                         return;
13626                 }
13627
13628                 mark_ptr_not_null_reg(reg);
13629
13630                 if (!reg_may_point_to_spin_lock(reg)) {
13631                         /* For not-NULL ptr, reg->ref_obj_id will be reset
13632                          * in release_reference().
13633                          *
13634                          * reg->id is still used by spin_lock ptr. Other
13635                          * than spin_lock ptr type, reg->id can be reset.
13636                          */
13637                         reg->id = 0;
13638                 }
13639         }
13640 }
13641
13642 /* The logic is similar to find_good_pkt_pointers(), both could eventually
13643  * be folded together at some point.
13644  */
13645 static void mark_ptr_or_null_regs(struct bpf_verifier_state *vstate, u32 regno,
13646                                   bool is_null)
13647 {
13648         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
13649         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *reg;
13650         u32 ref_obj_id = regs[regno].ref_obj_id;
13651         u32 id = regs[regno].id;
13652
13653         if (ref_obj_id && ref_obj_id == id && is_null)
13654                 /* regs[regno] is in the " == NULL" branch.
13655                  * No one could have freed the reference state before
13656                  * doing the NULL check.
13657                  */
13658                 WARN_ON_ONCE(release_reference_state(state, id));
13659
13660         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
13661                 mark_ptr_or_null_reg(state, reg, id, is_null);
13662         }));
13663 }
13664
13665 static bool try_match_pkt_pointers(const struct bpf_insn *insn,
13666                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
13667                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
13668                                    struct bpf_verifier_state *this_branch,
13669                                    struct bpf_verifier_state *other_branch)
13670 {
13671         if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_X)
13672                 return false;
13673
13674         /* Pointers are always 64-bit. */
13675         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32)
13676                 return false;
13677
13678         switch (BPF_OP(insn->code)) {
13679         case BPF_JGT:
13680                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
13681                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
13682                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
13683                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
13684                         /* pkt_data' > pkt_end, pkt_meta' > pkt_data */
13685                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
13686                                                dst_reg->type, false);
13687                         mark_pkt_end(other_branch, insn->dst_reg, true);
13688                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
13689                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
13690                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
13691                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
13692                         /* pkt_end > pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
13693                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
13694                                                src_reg->type, true);
13695                         mark_pkt_end(this_branch, insn->src_reg, false);
13696                 } else {
13697                         return false;
13698                 }
13699                 break;
13700         case BPF_JLT:
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(other_branch, dst_reg,
13707                                                dst_reg->type, true);
13708                         mark_pkt_end(this_branch, insn->dst_reg, false);
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(this_branch, src_reg,
13715                                                src_reg->type, false);
13716                         mark_pkt_end(other_branch, insn->src_reg, true);
13717                 } else {
13718                         return false;
13719                 }
13720                 break;
13721         case BPF_JGE:
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(this_branch, dst_reg,
13728                                                dst_reg->type, true);
13729                         mark_pkt_end(other_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(other_branch, src_reg,
13736                                                src_reg->type, false);
13737                         mark_pkt_end(this_branch, insn->src_reg, true);
13738                 } else {
13739                         return false;
13740                 }
13741                 break;
13742         case BPF_JLE:
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(other_branch, dst_reg,
13749                                                dst_reg->type, false);
13750                         mark_pkt_end(this_branch, insn->dst_reg, true);
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(this_branch, src_reg,
13757                                                src_reg->type, true);
13758                         mark_pkt_end(other_branch, insn->src_reg, false);
13759                 } else {
13760                         return false;
13761                 }
13762                 break;
13763         default:
13764                 return false;
13765         }
13766
13767         return true;
13768 }
13769
13770 static void find_equal_scalars(struct bpf_verifier_state *vstate,
13771                                struct bpf_reg_state *known_reg)
13772 {
13773         struct bpf_func_state *state;
13774         struct bpf_reg_state *reg;
13775
13776         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
13777                 if (reg->type == SCALAR_VALUE && reg->id == known_reg->id)
13778                         copy_register_state(reg, known_reg);
13779         }));
13780 }
13781
13782 static int check_cond_jmp_op(struct bpf_verifier_env *env,
13783                              struct bpf_insn *insn, int *insn_idx)
13784 {
13785         struct bpf_verifier_state *this_branch = env->cur_state;
13786         struct bpf_verifier_state *other_branch;
13787         struct bpf_reg_state *regs = this_branch->frame[this_branch->curframe]->regs;
13788         struct bpf_reg_state *dst_reg, *other_branch_regs, *src_reg = NULL;
13789         struct bpf_reg_state *eq_branch_regs;
13790         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
13791         bool is_jmp32;
13792         int pred = -1;
13793         int err;
13794
13795         /* Only conditional jumps are expected to reach here. */
13796         if (opcode == BPF_JA || opcode > BPF_JSLE) {
13797                 verbose(env, "invalid BPF_JMP/JMP32 opcode %x\n", opcode);
13798                 return -EINVAL;
13799         }
13800
13801         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
13802                 if (insn->imm != 0) {
13803                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
13804                         return -EINVAL;
13805                 }
13806
13807                 /* check src1 operand */
13808                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
13809                 if (err)
13810                         return err;
13811
13812                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
13813                         verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
13814                                 insn->src_reg);
13815                         return -EACCES;
13816                 }
13817                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
13818         } else {
13819                 if (insn->src_reg != BPF_REG_0) {
13820                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
13821                         return -EINVAL;
13822                 }
13823         }
13824
13825         /* check src2 operand */
13826         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
13827         if (err)
13828                 return err;
13829
13830         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
13831         is_jmp32 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32;
13832
13833         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
13834                 pred = is_branch_taken(dst_reg, insn->imm, opcode, is_jmp32);
13835         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE &&
13836                    is_jmp32 && tnum_is_const(tnum_subreg(src_reg->var_off))) {
13837                 pred = is_branch_taken(dst_reg,
13838                                        tnum_subreg(src_reg->var_off).value,
13839                                        opcode,
13840                                        is_jmp32);
13841         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE &&
13842                    !is_jmp32 && tnum_is_const(src_reg->var_off)) {
13843                 pred = is_branch_taken(dst_reg,
13844                                        src_reg->var_off.value,
13845                                        opcode,
13846                                        is_jmp32);
13847         } else if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE &&
13848                    is_jmp32 && tnum_is_const(tnum_subreg(dst_reg->var_off))) {
13849                 pred = is_branch_taken(src_reg,
13850                                        tnum_subreg(dst_reg->var_off).value,
13851                                        flip_opcode(opcode),
13852                                        is_jmp32);
13853         } else if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE &&
13854                    !is_jmp32 && tnum_is_const(dst_reg->var_off)) {
13855                 pred = is_branch_taken(src_reg,
13856                                        dst_reg->var_off.value,
13857                                        flip_opcode(opcode),
13858                                        is_jmp32);
13859         } else if (reg_is_pkt_pointer_any(dst_reg) &&
13860                    reg_is_pkt_pointer_any(src_reg) &&
13861                    !is_jmp32) {
13862                 pred = is_pkt_ptr_branch_taken(dst_reg, src_reg, opcode);
13863         }
13864
13865         if (pred >= 0) {
13866                 /* If we get here with a dst_reg pointer type it is because
13867                  * above is_branch_taken() special cased the 0 comparison.
13868                  */
13869                 if (!__is_pointer_value(false, dst_reg))
13870                         err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
13871                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X && !err &&
13872                     !__is_pointer_value(false, src_reg))
13873                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
13874                 if (err)
13875                         return err;
13876         }
13877
13878         if (pred == 1) {
13879                 /* Only follow the goto, ignore fall-through. If needed, push
13880                  * the fall-through branch for simulation under speculative
13881                  * execution.
13882                  */
13883                 if (!env->bypass_spec_v1 &&
13884                     !sanitize_speculative_path(env, insn, *insn_idx + 1,
13885                                                *insn_idx))
13886                         return -EFAULT;
13887                 *insn_idx += insn->off;
13888                 return 0;
13889         } else if (pred == 0) {
13890                 /* Only follow the fall-through branch, since that's where the
13891                  * program will go. If needed, push the goto branch for
13892                  * simulation under speculative execution.
13893                  */
13894                 if (!env->bypass_spec_v1 &&
13895                     !sanitize_speculative_path(env, insn,
13896                                                *insn_idx + insn->off + 1,
13897                                                *insn_idx))
13898                         return -EFAULT;
13899                 return 0;
13900         }
13901
13902         other_branch = push_stack(env, *insn_idx + insn->off + 1, *insn_idx,
13903                                   false);
13904         if (!other_branch)
13905                 return -EFAULT;
13906         other_branch_regs = other_branch->frame[other_branch->curframe]->regs;
13907
13908         /* detect if we are comparing against a constant value so we can adjust
13909          * our min/max values for our dst register.
13910          * this is only legit if both are scalars (or pointers to the same
13911          * object, I suppose, see the PTR_MAYBE_NULL related if block below),
13912          * because otherwise the different base pointers mean the offsets aren't
13913          * comparable.
13914          */
13915         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
13916                 struct bpf_reg_state *src_reg = &regs[insn->src_reg];
13917
13918                 if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE &&
13919                     src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
13920                         if (tnum_is_const(src_reg->var_off) ||
13921                             (is_jmp32 &&
13922                              tnum_is_const(tnum_subreg(src_reg->var_off))))
13923                                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
13924                                                 dst_reg,
13925                                                 src_reg->var_off.value,
13926                                                 tnum_subreg(src_reg->var_off).value,
13927                                                 opcode, is_jmp32);
13928                         else if (tnum_is_const(dst_reg->var_off) ||
13929                                  (is_jmp32 &&
13930                                   tnum_is_const(tnum_subreg(dst_reg->var_off))))
13931                                 reg_set_min_max_inv(&other_branch_regs[insn->src_reg],
13932                                                     src_reg,
13933                                                     dst_reg->var_off.value,
13934                                                     tnum_subreg(dst_reg->var_off).value,
13935                                                     opcode, is_jmp32);
13936                         else if (!is_jmp32 &&
13937                                  (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE))
13938                                 /* Comparing for equality, we can combine knowledge */
13939                                 reg_combine_min_max(&other_branch_regs[insn->src_reg],
13940                                                     &other_branch_regs[insn->dst_reg],
13941                                                     src_reg, dst_reg, opcode);
13942                         if (src_reg->id &&
13943                             !WARN_ON_ONCE(src_reg->id != other_branch_regs[insn->src_reg].id)) {
13944                                 find_equal_scalars(this_branch, src_reg);
13945                                 find_equal_scalars(other_branch, &other_branch_regs[insn->src_reg]);
13946                         }
13947
13948                 }
13949         } else if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE) {
13950                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
13951                                         dst_reg, insn->imm, (u32)insn->imm,
13952                                         opcode, is_jmp32);
13953         }
13954
13955         if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE && dst_reg->id &&
13956             !WARN_ON_ONCE(dst_reg->id != other_branch_regs[insn->dst_reg].id)) {
13957                 find_equal_scalars(this_branch, dst_reg);
13958                 find_equal_scalars(other_branch, &other_branch_regs[insn->dst_reg]);
13959         }
13960
13961         /* if one pointer register is compared to another pointer
13962          * register check if PTR_MAYBE_NULL could be lifted.
13963          * E.g. register A - maybe null
13964          *      register B - not null
13965          * for JNE A, B, ... - A is not null in the false branch;
13966          * for JEQ A, B, ... - A is not null in the true branch.
13967          *
13968          * Since PTR_TO_BTF_ID points to a kernel struct that does
13969          * not need to be null checked by the BPF program, i.e.,
13970          * could be null even without PTR_MAYBE_NULL marking, so
13971          * only propagate nullness when neither reg is that type.
13972          */
13973         if (!is_jmp32 && BPF_SRC(insn->code) == BPF_X &&
13974             __is_pointer_value(false, src_reg) && __is_pointer_value(false, dst_reg) &&
13975             type_may_be_null(src_reg->type) != type_may_be_null(dst_reg->type) &&
13976             base_type(src_reg->type) != PTR_TO_BTF_ID &&
13977             base_type(dst_reg->type) != PTR_TO_BTF_ID) {
13978                 eq_branch_regs = NULL;
13979                 switch (opcode) {
13980                 case BPF_JEQ:
13981                         eq_branch_regs = other_branch_regs;
13982                         break;
13983                 case BPF_JNE:
13984                         eq_branch_regs = regs;
13985                         break;
13986                 default:
13987                         /* do nothing */
13988                         break;
13989                 }
13990                 if (eq_branch_regs) {
13991                         if (type_may_be_null(src_reg->type))
13992                                 mark_ptr_not_null_reg(&eq_branch_regs[insn->src_reg]);
13993                         else
13994                                 mark_ptr_not_null_reg(&eq_branch_regs[insn->dst_reg]);
13995                 }
13996         }
13997
13998         /* detect if R == 0 where R is returned from bpf_map_lookup_elem().
13999          * NOTE: these optimizations below are related with pointer comparison
14000          *       which will never be JMP32.
14001          */
14002         if (!is_jmp32 && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K &&
14003             insn->imm == 0 && (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE) &&
14004             type_may_be_null(dst_reg->type)) {
14005                 /* Mark all identical registers in each branch as either
14006                  * safe or unknown depending R == 0 or R != 0 conditional.
14007                  */
14008                 mark_ptr_or_null_regs(this_branch, insn->dst_reg,
14009                                       opcode == BPF_JNE);
14010                 mark_ptr_or_null_regs(other_branch, insn->dst_reg,
14011                                       opcode == BPF_JEQ);
14012         } else if (!try_match_pkt_pointers(insn, dst_reg, &regs[insn->src_reg],
14013                                            this_branch, other_branch) &&
14014                    is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
14015                 verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
14016                         insn->dst_reg);
14017                 return -EACCES;
14018         }
14019         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
14020                 print_insn_state(env, this_branch->frame[this_branch->curframe]);
14021         return 0;
14022 }
14023
14024 /* verify BPF_LD_IMM64 instruction */
14025 static int check_ld_imm(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
14026 {
14027         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
14028         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
14029         struct bpf_reg_state *dst_reg;
14030         struct bpf_map *map;
14031         int err;
14032
14033         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
14034                 verbose(env, "invalid BPF_LD_IMM insn\n");
14035                 return -EINVAL;
14036         }
14037         if (insn->off != 0) {
14038                 verbose(env, "BPF_LD_IMM64 uses reserved fields\n");
14039                 return -EINVAL;
14040         }
14041
14042         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
14043         if (err)
14044                 return err;
14045
14046         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
14047         if (insn->src_reg == 0) {
14048                 u64 imm = ((u64)(insn + 1)->imm << 32) | (u32)insn->imm;
14049
14050                 dst_reg->type = SCALAR_VALUE;
14051                 __mark_reg_known(&regs[insn->dst_reg], imm);
14052                 return 0;
14053         }
14054
14055         /* All special src_reg cases are listed below. From this point onwards
14056          * we either succeed and assign a corresponding dst_reg->type after
14057          * zeroing the offset, or fail and reject the program.
14058          */
14059         mark_reg_known_zero(env, regs, insn->dst_reg);
14060
14061         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
14062                 dst_reg->type = aux->btf_var.reg_type;
14063                 switch (base_type(dst_reg->type)) {
14064                 case PTR_TO_MEM:
14065                         dst_reg->mem_size = aux->btf_var.mem_size;
14066                         break;
14067                 case PTR_TO_BTF_ID:
14068                         dst_reg->btf = aux->btf_var.btf;
14069                         dst_reg->btf_id = aux->btf_var.btf_id;
14070                         break;
14071                 default:
14072                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
14073                         return -EFAULT;
14074                 }
14075                 return 0;
14076         }
14077
14078         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC) {
14079                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
14080                 u32 subprogno = find_subprog(env,
14081                                              env->insn_idx + insn->imm + 1);
14082
14083                 if (!aux->func_info) {
14084                         verbose(env, "missing btf func_info\n");
14085                         return -EINVAL;
14086                 }
14087                 if (aux->func_info_aux[subprogno].linkage != BTF_FUNC_STATIC) {
14088                         verbose(env, "callback function not static\n");
14089                         return -EINVAL;
14090                 }
14091
14092                 dst_reg->type = PTR_TO_FUNC;
14093                 dst_reg->subprogno = subprogno;
14094                 return 0;
14095         }
14096
14097         map = env->used_maps[aux->map_index];
14098         dst_reg->map_ptr = map;
14099
14100         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_VALUE ||
14101             insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE) {
14102                 dst_reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
14103                 dst_reg->off = aux->map_off;
14104                 WARN_ON_ONCE(map->max_entries != 1);
14105                 /* We want reg->id to be same (0) as map_value is not distinct */
14106         } else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD ||
14107                    insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX) {
14108                 dst_reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
14109         } else {
14110                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
14111                 return -EINVAL;
14112         }
14113
14114         return 0;
14115 }
14116
14117 static bool may_access_skb(enum bpf_prog_type type)
14118 {
14119         switch (type) {
14120         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
14121         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
14122         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
14123                 return true;
14124         default:
14125                 return false;
14126         }
14127 }
14128
14129 /* verify safety of LD_ABS|LD_IND instructions:
14130  * - they can only appear in the programs where ctx == skb
14131  * - since they are wrappers of function calls, they scratch R1-R5 registers,
14132  *   preserve R6-R9, and store return value into R0
14133  *
14134  * Implicit input:
14135  *   ctx == skb == R6 == CTX
14136  *
14137  * Explicit input:
14138  *   SRC == any register
14139  *   IMM == 32-bit immediate
14140  *
14141  * Output:
14142  *   R0 - 8/16/32-bit skb data converted to cpu endianness
14143  */
14144 static int check_ld_abs(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
14145 {
14146         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
14147         static const int ctx_reg = BPF_REG_6;
14148         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
14149         int i, err;
14150
14151         if (!may_access_skb(resolve_prog_type(env->prog))) {
14152                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] instructions not allowed for this program type\n");
14153                 return -EINVAL;
14154         }
14155
14156         if (!env->ops->gen_ld_abs) {
14157                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
14158                 return -EINVAL;
14159         }
14160
14161         if (insn->dst_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
14162             BPF_SIZE(insn->code) == BPF_DW ||
14163             (mode == BPF_ABS && insn->src_reg != BPF_REG_0)) {
14164                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] uses reserved fields\n");
14165                 return -EINVAL;
14166         }
14167
14168         /* check whether implicit source operand (register R6) is readable */
14169         err = check_reg_arg(env, ctx_reg, SRC_OP);
14170         if (err)
14171                 return err;
14172
14173         /* Disallow usage of BPF_LD_[ABS|IND] with reference tracking, as
14174          * gen_ld_abs() may terminate the program at runtime, leading to
14175          * reference leak.
14176          */
14177         err = check_reference_leak(env);
14178         if (err) {
14179                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be mixed with socket references\n");
14180                 return err;
14181         }
14182
14183         if (env->cur_state->active_lock.ptr) {
14184                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be used inside bpf_spin_lock-ed region\n");
14185                 return -EINVAL;
14186         }
14187
14188         if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
14189                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be used inside bpf_rcu_read_lock-ed region\n");
14190                 return -EINVAL;
14191         }
14192
14193         if (regs[ctx_reg].type != PTR_TO_CTX) {
14194                 verbose(env,
14195                         "at the time of BPF_LD_ABS|IND R6 != pointer to skb\n");
14196                 return -EINVAL;
14197         }
14198
14199         if (mode == BPF_IND) {
14200                 /* check explicit source operand */
14201                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
14202                 if (err)
14203                         return err;
14204         }
14205
14206         err = check_ptr_off_reg(env, &regs[ctx_reg], ctx_reg);
14207         if (err < 0)
14208                 return err;
14209
14210         /* reset caller saved regs to unreadable */
14211         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
14212                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
14213                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
14214         }
14215
14216         /* mark destination R0 register as readable, since it contains
14217          * the value fetched from the packet.
14218          * Already marked as written above.
14219          */
14220         mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
14221         /* ld_abs load up to 32-bit skb data. */
14222         regs[BPF_REG_0].subreg_def = env->insn_idx + 1;
14223         return 0;
14224 }
14225
14226 static int check_return_code(struct bpf_verifier_env *env)
14227 {
14228         struct tnum enforce_attach_type_range = tnum_unknown;
14229         const struct bpf_prog *prog = env->prog;
14230         struct bpf_reg_state *reg;
14231         struct tnum range = tnum_range(0, 1);
14232         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
14233         int err;
14234         struct bpf_func_state *frame = env->cur_state->frame[0];
14235         const bool is_subprog = frame->subprogno;
14236
14237         /* LSM and struct_ops func-ptr's return type could be "void" */
14238         if (!is_subprog) {
14239                 switch (prog_type) {
14240                 case BPF_PROG_TYPE_LSM:
14241                         if (prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP)
14242                                 /* See below, can be 0 or 0-1 depending on hook. */
14243                                 break;
14244                         fallthrough;
14245                 case BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS:
14246                         if (!prog->aux->attach_func_proto->type)
14247                                 return 0;
14248                         break;
14249                 default:
14250                         break;
14251                 }
14252         }
14253
14254         /* eBPF calling convention is such that R0 is used
14255          * to return the value from eBPF program.
14256          * Make sure that it's readable at this time
14257          * of bpf_exit, which means that program wrote
14258          * something into it earlier
14259          */
14260         err = check_reg_arg(env, BPF_REG_0, SRC_OP);
14261         if (err)
14262                 return err;
14263
14264         if (is_pointer_value(env, BPF_REG_0)) {
14265                 verbose(env, "R0 leaks addr as return value\n");
14266                 return -EACCES;
14267         }
14268
14269         reg = cur_regs(env) + BPF_REG_0;
14270
14271         if (frame->in_async_callback_fn) {
14272                 /* enforce return zero from async callbacks like timer */
14273                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
14274                         verbose(env, "In async callback the register R0 is not a known value (%s)\n",
14275                                 reg_type_str(env, reg->type));
14276                         return -EINVAL;
14277                 }
14278
14279                 if (!tnum_in(tnum_const(0), reg->var_off)) {
14280                         verbose_invalid_scalar(env, reg, &range, "async callback", "R0");
14281                         return -EINVAL;
14282                 }
14283                 return 0;
14284         }
14285
14286         if (is_subprog) {
14287                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
14288                         verbose(env, "At subprogram exit the register R0 is not a scalar value (%s)\n",
14289                                 reg_type_str(env, reg->type));
14290                         return -EINVAL;
14291                 }
14292                 return 0;
14293         }
14294
14295         switch (prog_type) {
14296         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK_ADDR:
14297                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP4_RECVMSG ||
14298                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP6_RECVMSG ||
14299                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETPEERNAME ||
14300                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETPEERNAME ||
14301                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETSOCKNAME ||
14302                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETSOCKNAME)
14303                         range = tnum_range(1, 1);
14304                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_BIND ||
14305                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_BIND)
14306                         range = tnum_range(0, 3);
14307                 break;
14308         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
14309                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET_EGRESS) {
14310                         range = tnum_range(0, 3);
14311                         enforce_attach_type_range = tnum_range(2, 3);
14312                 }
14313                 break;
14314         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK:
14315         case BPF_PROG_TYPE_SOCK_OPS:
14316         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_DEVICE:
14317         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SYSCTL:
14318         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
14319                 break;
14320         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
14321                 if (!env->prog->aux->attach_btf_id)
14322                         return 0;
14323                 range = tnum_const(0);
14324                 break;
14325         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
14326                 switch (env->prog->expected_attach_type) {
14327                 case BPF_TRACE_FENTRY:
14328                 case BPF_TRACE_FEXIT:
14329                         range = tnum_const(0);
14330                         break;
14331                 case BPF_TRACE_RAW_TP:
14332                 case BPF_MODIFY_RETURN:
14333                         return 0;
14334                 case BPF_TRACE_ITER:
14335                         break;
14336                 default:
14337                         return -ENOTSUPP;
14338                 }
14339                 break;
14340         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
14341                 range = tnum_range(SK_DROP, SK_PASS);
14342                 break;
14343
14344         case BPF_PROG_TYPE_LSM:
14345                 if (env->prog->expected_attach_type != BPF_LSM_CGROUP) {
14346                         /* Regular BPF_PROG_TYPE_LSM programs can return
14347                          * any value.
14348                          */
14349                         return 0;
14350                 }
14351                 if (!env->prog->aux->attach_func_proto->type) {
14352                         /* Make sure programs that attach to void
14353                          * hooks don't try to modify return value.
14354                          */
14355                         range = tnum_range(1, 1);
14356                 }
14357                 break;
14358
14359         case BPF_PROG_TYPE_NETFILTER:
14360                 range = tnum_range(NF_DROP, NF_ACCEPT);
14361                 break;
14362         case BPF_PROG_TYPE_EXT:
14363                 /* freplace program can return anything as its return value
14364                  * depends on the to-be-replaced kernel func or bpf program.
14365                  */
14366         default:
14367                 return 0;
14368         }
14369
14370         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
14371                 verbose(env, "At program exit the register R0 is not a known value (%s)\n",
14372                         reg_type_str(env, reg->type));
14373                 return -EINVAL;
14374         }
14375
14376         if (!tnum_in(range, reg->var_off)) {
14377                 verbose_invalid_scalar(env, reg, &range, "program exit", "R0");
14378                 if (prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP &&
14379                     prog_type == BPF_PROG_TYPE_LSM &&
14380                     !prog->aux->attach_func_proto->type)
14381                         verbose(env, "Note, BPF_LSM_CGROUP that attach to void LSM hooks can't modify return value!\n");
14382                 return -EINVAL;
14383         }
14384
14385         if (!tnum_is_unknown(enforce_attach_type_range) &&
14386             tnum_in(enforce_attach_type_range, reg->var_off))
14387                 env->prog->enforce_expected_attach_type = 1;
14388         return 0;
14389 }
14390
14391 /* non-recursive DFS pseudo code
14392  * 1  procedure DFS-iterative(G,v):
14393  * 2      label v as discovered
14394  * 3      let S be a stack
14395  * 4      S.push(v)
14396  * 5      while S is not empty
14397  * 6            t <- S.peek()
14398  * 7            if t is what we're looking for:
14399  * 8                return t
14400  * 9            for all edges e in G.adjacentEdges(t) do
14401  * 10               if edge e is already labelled
14402  * 11                   continue with the next edge
14403  * 12               w <- G.adjacentVertex(t,e)
14404  * 13               if vertex w is not discovered and not explored
14405  * 14                   label e as tree-edge
14406  * 15                   label w as discovered
14407  * 16                   S.push(w)
14408  * 17                   continue at 5
14409  * 18               else if vertex w is discovered
14410  * 19                   label e as back-edge
14411  * 20               else
14412  * 21                   // vertex w is explored
14413  * 22                   label e as forward- or cross-edge
14414  * 23           label t as explored
14415  * 24           S.pop()
14416  *
14417  * convention:
14418  * 0x10 - discovered
14419  * 0x11 - discovered and fall-through edge labelled
14420  * 0x12 - discovered and fall-through and branch edges labelled
14421  * 0x20 - explored
14422  */
14423
14424 enum {
14425         DISCOVERED = 0x10,
14426         EXPLORED = 0x20,
14427         FALLTHROUGH = 1,
14428         BRANCH = 2,
14429 };
14430
14431 static u32 state_htab_size(struct bpf_verifier_env *env)
14432 {
14433         return env->prog->len;
14434 }
14435
14436 static struct bpf_verifier_state_list **explored_state(
14437                                         struct bpf_verifier_env *env,
14438                                         int idx)
14439 {
14440         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
14441         struct bpf_func_state *state = cur->frame[cur->curframe];
14442
14443         return &env->explored_states[(idx ^ state->callsite) % state_htab_size(env)];
14444 }
14445
14446 static void mark_prune_point(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
14447 {
14448         env->insn_aux_data[idx].prune_point = true;
14449 }
14450
14451 static bool is_prune_point(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
14452 {
14453         return env->insn_aux_data[insn_idx].prune_point;
14454 }
14455
14456 static void mark_force_checkpoint(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
14457 {
14458         env->insn_aux_data[idx].force_checkpoint = true;
14459 }
14460
14461 static bool is_force_checkpoint(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
14462 {
14463         return env->insn_aux_data[insn_idx].force_checkpoint;
14464 }
14465
14466
14467 enum {
14468         DONE_EXPLORING = 0,
14469         KEEP_EXPLORING = 1,
14470 };
14471
14472 /* t, w, e - match pseudo-code above:
14473  * t - index of current instruction
14474  * w - next instruction
14475  * e - edge
14476  */
14477 static int push_insn(int t, int w, int e, struct bpf_verifier_env *env,
14478                      bool loop_ok)
14479 {
14480         int *insn_stack = env->cfg.insn_stack;
14481         int *insn_state = env->cfg.insn_state;
14482
14483         if (e == FALLTHROUGH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | FALLTHROUGH))
14484                 return DONE_EXPLORING;
14485
14486         if (e == BRANCH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | BRANCH))
14487                 return DONE_EXPLORING;
14488
14489         if (w < 0 || w >= env->prog->len) {
14490                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
14491                 verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", t, w);
14492                 return -EINVAL;
14493         }
14494
14495         if (e == BRANCH) {
14496                 /* mark branch target for state pruning */
14497                 mark_prune_point(env, w);
14498                 mark_jmp_point(env, w);
14499         }
14500
14501         if (insn_state[w] == 0) {
14502                 /* tree-edge */
14503                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
14504                 insn_state[w] = DISCOVERED;
14505                 if (env->cfg.cur_stack >= env->prog->len)
14506                         return -E2BIG;
14507                 insn_stack[env->cfg.cur_stack++] = w;
14508                 return KEEP_EXPLORING;
14509         } else if ((insn_state[w] & 0xF0) == DISCOVERED) {
14510                 if (loop_ok && env->bpf_capable)
14511                         return DONE_EXPLORING;
14512                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
14513                 verbose_linfo(env, w, "%d: ", w);
14514                 verbose(env, "back-edge from insn %d to %d\n", t, w);
14515                 return -EINVAL;
14516         } else if (insn_state[w] == EXPLORED) {
14517                 /* forward- or cross-edge */
14518                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
14519         } else {
14520                 verbose(env, "insn state internal bug\n");
14521                 return -EFAULT;
14522         }
14523         return DONE_EXPLORING;
14524 }
14525
14526 static int visit_func_call_insn(int t, struct bpf_insn *insns,
14527                                 struct bpf_verifier_env *env,
14528                                 bool visit_callee)
14529 {
14530         int ret;
14531
14532         ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, false);
14533         if (ret)
14534                 return ret;
14535
14536         mark_prune_point(env, t + 1);
14537         /* when we exit from subprog, we need to record non-linear history */
14538         mark_jmp_point(env, t + 1);
14539
14540         if (visit_callee) {
14541                 mark_prune_point(env, t);
14542                 ret = push_insn(t, t + insns[t].imm + 1, BRANCH, env,
14543                                 /* It's ok to allow recursion from CFG point of
14544                                  * view. __check_func_call() will do the actual
14545                                  * check.
14546                                  */
14547                                 bpf_pseudo_func(insns + t));
14548         }
14549         return ret;
14550 }
14551
14552 /* Visits the instruction at index t and returns one of the following:
14553  *  < 0 - an error occurred
14554  *  DONE_EXPLORING - the instruction was fully explored
14555  *  KEEP_EXPLORING - there is still work to be done before it is fully explored
14556  */
14557 static int visit_insn(int t, struct bpf_verifier_env *env)
14558 {
14559         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi, *insn = &insns[t];
14560         int ret;
14561
14562         if (bpf_pseudo_func(insn))
14563                 return visit_func_call_insn(t, insns, env, true);
14564
14565         /* All non-branch instructions have a single fall-through edge. */
14566         if (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_JMP &&
14567             BPF_CLASS(insn->code) != BPF_JMP32)
14568                 return push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, false);
14569
14570         switch (BPF_OP(insn->code)) {
14571         case BPF_EXIT:
14572                 return DONE_EXPLORING;
14573
14574         case BPF_CALL:
14575                 if (insn->src_reg == 0 && insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback)
14576                         /* Mark this call insn as a prune point to trigger
14577                          * is_state_visited() check before call itself is
14578                          * processed by __check_func_call(). Otherwise new
14579                          * async state will be pushed for further exploration.
14580                          */
14581                         mark_prune_point(env, t);
14582                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) {
14583                         struct bpf_kfunc_call_arg_meta meta;
14584
14585                         ret = fetch_kfunc_meta(env, insn, &meta, NULL);
14586                         if (ret == 0 && is_iter_next_kfunc(&meta)) {
14587                                 mark_prune_point(env, t);
14588                                 /* Checking and saving state checkpoints at iter_next() call
14589                                  * is crucial for fast convergence of open-coded iterator loop
14590                                  * logic, so we need to force it. If we don't do that,
14591                                  * is_state_visited() might skip saving a checkpoint, causing
14592                                  * unnecessarily long sequence of not checkpointed
14593                                  * instructions and jumps, leading to exhaustion of jump
14594                                  * history buffer, and potentially other undesired outcomes.
14595                                  * It is expected that with correct open-coded iterators
14596                                  * convergence will happen quickly, so we don't run a risk of
14597                                  * exhausting memory.
14598                                  */
14599                                 mark_force_checkpoint(env, t);
14600                         }
14601                 }
14602                 return visit_func_call_insn(t, insns, env, insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL);
14603
14604         case BPF_JA:
14605                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K)
14606                         return -EINVAL;
14607
14608                 /* unconditional jump with single edge */
14609                 ret = push_insn(t, t + insn->off + 1, FALLTHROUGH, env,
14610                                 true);
14611                 if (ret)
14612                         return ret;
14613
14614                 mark_prune_point(env, t + insn->off + 1);
14615                 mark_jmp_point(env, t + insn->off + 1);
14616
14617                 return ret;
14618
14619         default:
14620                 /* conditional jump with two edges */
14621                 mark_prune_point(env, t);
14622
14623                 ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, true);
14624                 if (ret)
14625                         return ret;
14626
14627                 return push_insn(t, t + insn->off + 1, BRANCH, env, true);
14628         }
14629 }
14630
14631 /* non-recursive depth-first-search to detect loops in BPF program
14632  * loop == back-edge in directed graph
14633  */
14634 static int check_cfg(struct bpf_verifier_env *env)
14635 {
14636         int insn_cnt = env->prog->len;
14637         int *insn_stack, *insn_state;
14638         int ret = 0;
14639         int i;
14640
14641         insn_state = env->cfg.insn_state = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
14642         if (!insn_state)
14643                 return -ENOMEM;
14644
14645         insn_stack = env->cfg.insn_stack = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
14646         if (!insn_stack) {
14647                 kvfree(insn_state);
14648                 return -ENOMEM;
14649         }
14650
14651         insn_state[0] = DISCOVERED; /* mark 1st insn as discovered */
14652         insn_stack[0] = 0; /* 0 is the first instruction */
14653         env->cfg.cur_stack = 1;
14654
14655         while (env->cfg.cur_stack > 0) {
14656                 int t = insn_stack[env->cfg.cur_stack - 1];
14657
14658                 ret = visit_insn(t, env);
14659                 switch (ret) {
14660                 case DONE_EXPLORING:
14661                         insn_state[t] = EXPLORED;
14662                         env->cfg.cur_stack--;
14663                         break;
14664                 case KEEP_EXPLORING:
14665                         break;
14666                 default:
14667                         if (ret > 0) {
14668                                 verbose(env, "visit_insn internal bug\n");
14669                                 ret = -EFAULT;
14670                         }
14671                         goto err_free;
14672                 }
14673         }
14674
14675         if (env->cfg.cur_stack < 0) {
14676                 verbose(env, "pop stack internal bug\n");
14677                 ret = -EFAULT;
14678                 goto err_free;
14679         }
14680
14681         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
14682                 if (insn_state[i] != EXPLORED) {
14683                         verbose(env, "unreachable insn %d\n", i);
14684                         ret = -EINVAL;
14685                         goto err_free;
14686                 }
14687         }
14688         ret = 0; /* cfg looks good */
14689
14690 err_free:
14691         kvfree(insn_state);
14692         kvfree(insn_stack);
14693         env->cfg.insn_state = env->cfg.insn_stack = NULL;
14694         return ret;
14695 }
14696
14697 static int check_abnormal_return(struct bpf_verifier_env *env)
14698 {
14699         int i;
14700
14701         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
14702                 if (env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
14703                         verbose(env, "LD_ABS is not allowed in subprogs without BTF\n");
14704                         return -EINVAL;
14705                 }
14706                 if (env->subprog_info[i].has_tail_call) {
14707                         verbose(env, "tail_call is not allowed in subprogs without BTF\n");
14708                         return -EINVAL;
14709                 }
14710         }
14711         return 0;
14712 }
14713
14714 /* The minimum supported BTF func info size */
14715 #define MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE   8
14716 #define MAX_FUNCINFO_REC_SIZE   252
14717
14718 static int check_btf_func(struct bpf_verifier_env *env,
14719                           const union bpf_attr *attr,
14720                           bpfptr_t uattr)
14721 {
14722         const struct btf_type *type, *func_proto, *ret_type;
14723         u32 i, nfuncs, urec_size, min_size;
14724         u32 krec_size = sizeof(struct bpf_func_info);
14725         struct bpf_func_info *krecord;
14726         struct bpf_func_info_aux *info_aux = NULL;
14727         struct bpf_prog *prog;
14728         const struct btf *btf;
14729         bpfptr_t urecord;
14730         u32 prev_offset = 0;
14731         bool scalar_return;
14732         int ret = -ENOMEM;
14733
14734         nfuncs = attr->func_info_cnt;
14735         if (!nfuncs) {
14736                 if (check_abnormal_return(env))
14737                         return -EINVAL;
14738                 return 0;
14739         }
14740
14741         if (nfuncs != env->subprog_cnt) {
14742                 verbose(env, "number of funcs in func_info doesn't match number of subprogs\n");
14743                 return -EINVAL;
14744         }
14745
14746         urec_size = attr->func_info_rec_size;
14747         if (urec_size < MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE ||
14748             urec_size > MAX_FUNCINFO_REC_SIZE ||
14749             urec_size % sizeof(u32)) {
14750                 verbose(env, "invalid func info rec size %u\n", urec_size);
14751                 return -EINVAL;
14752         }
14753
14754         prog = env->prog;
14755         btf = prog->aux->btf;
14756
14757         urecord = make_bpfptr(attr->func_info, uattr.is_kernel);
14758         min_size = min_t(u32, krec_size, urec_size);
14759
14760         krecord = kvcalloc(nfuncs, krec_size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
14761         if (!krecord)
14762                 return -ENOMEM;
14763         info_aux = kcalloc(nfuncs, sizeof(*info_aux), GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
14764         if (!info_aux)
14765                 goto err_free;
14766
14767         for (i = 0; i < nfuncs; i++) {
14768                 ret = bpf_check_uarg_tail_zero(urecord, krec_size, urec_size);
14769                 if (ret) {
14770                         if (ret == -E2BIG) {
14771                                 verbose(env, "nonzero tailing record in func info");
14772                                 /* set the size kernel expects so loader can zero
14773                                  * out the rest of the record.
14774                                  */
14775                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
14776                                                           offsetof(union bpf_attr, func_info_rec_size),
14777                                                           &min_size, sizeof(min_size)))
14778                                         ret = -EFAULT;
14779                         }
14780                         goto err_free;
14781                 }
14782
14783                 if (copy_from_bpfptr(&krecord[i], urecord, min_size)) {
14784                         ret = -EFAULT;
14785                         goto err_free;
14786                 }
14787
14788                 /* check insn_off */
14789                 ret = -EINVAL;
14790                 if (i == 0) {
14791                         if (krecord[i].insn_off) {
14792                                 verbose(env,
14793                                         "nonzero insn_off %u for the first func info record",
14794                                         krecord[i].insn_off);
14795                                 goto err_free;
14796                         }
14797                 } else if (krecord[i].insn_off <= prev_offset) {
14798                         verbose(env,
14799                                 "same or smaller insn offset (%u) than previous func info record (%u)",
14800                                 krecord[i].insn_off, prev_offset);
14801                         goto err_free;
14802                 }
14803
14804                 if (env->subprog_info[i].start != krecord[i].insn_off) {
14805                         verbose(env, "func_info BTF section doesn't match subprog layout in BPF program\n");
14806                         goto err_free;
14807                 }
14808
14809                 /* check type_id */
14810                 type = btf_type_by_id(btf, krecord[i].type_id);
14811                 if (!type || !btf_type_is_func(type)) {
14812                         verbose(env, "invalid type id %d in func info",
14813                                 krecord[i].type_id);
14814                         goto err_free;
14815                 }
14816                 info_aux[i].linkage = BTF_INFO_VLEN(type->info);
14817
14818                 func_proto = btf_type_by_id(btf, type->type);
14819                 if (unlikely(!func_proto || !btf_type_is_func_proto(func_proto)))
14820                         /* btf_func_check() already verified it during BTF load */
14821                         goto err_free;
14822                 ret_type = btf_type_skip_modifiers(btf, func_proto->type, NULL);
14823                 scalar_return =
14824                         btf_type_is_small_int(ret_type) || btf_is_any_enum(ret_type);
14825                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
14826                         verbose(env, "LD_ABS is only allowed in functions that return 'int'.\n");
14827                         goto err_free;
14828                 }
14829                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_tail_call) {
14830                         verbose(env, "tail_call is only allowed in functions that return 'int'.\n");
14831                         goto err_free;
14832                 }
14833
14834                 prev_offset = krecord[i].insn_off;
14835                 bpfptr_add(&urecord, urec_size);
14836         }
14837
14838         prog->aux->func_info = krecord;
14839         prog->aux->func_info_cnt = nfuncs;
14840         prog->aux->func_info_aux = info_aux;
14841         return 0;
14842
14843 err_free:
14844         kvfree(krecord);
14845         kfree(info_aux);
14846         return ret;
14847 }
14848
14849 static void adjust_btf_func(struct bpf_verifier_env *env)
14850 {
14851         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
14852         int i;
14853
14854         if (!aux->func_info)
14855                 return;
14856
14857         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
14858                 aux->func_info[i].insn_off = env->subprog_info[i].start;
14859 }
14860
14861 #define MIN_BPF_LINEINFO_SIZE   offsetofend(struct bpf_line_info, line_col)
14862 #define MAX_LINEINFO_REC_SIZE   MAX_FUNCINFO_REC_SIZE
14863
14864 static int check_btf_line(struct bpf_verifier_env *env,
14865                           const union bpf_attr *attr,
14866                           bpfptr_t uattr)
14867 {
14868         u32 i, s, nr_linfo, ncopy, expected_size, rec_size, prev_offset = 0;
14869         struct bpf_subprog_info *sub;
14870         struct bpf_line_info *linfo;
14871         struct bpf_prog *prog;
14872         const struct btf *btf;
14873         bpfptr_t ulinfo;
14874         int err;
14875
14876         nr_linfo = attr->line_info_cnt;
14877         if (!nr_linfo)
14878                 return 0;
14879         if (nr_linfo > INT_MAX / sizeof(struct bpf_line_info))
14880                 return -EINVAL;
14881
14882         rec_size = attr->line_info_rec_size;
14883         if (rec_size < MIN_BPF_LINEINFO_SIZE ||
14884             rec_size > MAX_LINEINFO_REC_SIZE ||
14885             rec_size & (sizeof(u32) - 1))
14886                 return -EINVAL;
14887
14888         /* Need to zero it in case the userspace may
14889          * pass in a smaller bpf_line_info object.
14890          */
14891         linfo = kvcalloc(nr_linfo, sizeof(struct bpf_line_info),
14892                          GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
14893         if (!linfo)
14894                 return -ENOMEM;
14895
14896         prog = env->prog;
14897         btf = prog->aux->btf;
14898
14899         s = 0;
14900         sub = env->subprog_info;
14901         ulinfo = make_bpfptr(attr->line_info, uattr.is_kernel);
14902         expected_size = sizeof(struct bpf_line_info);
14903         ncopy = min_t(u32, expected_size, rec_size);
14904         for (i = 0; i < nr_linfo; i++) {
14905                 err = bpf_check_uarg_tail_zero(ulinfo, expected_size, rec_size);
14906                 if (err) {
14907                         if (err == -E2BIG) {
14908                                 verbose(env, "nonzero tailing record in line_info");
14909                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
14910                                                           offsetof(union bpf_attr, line_info_rec_size),
14911                                                           &expected_size, sizeof(expected_size)))
14912                                         err = -EFAULT;
14913                         }
14914                         goto err_free;
14915                 }
14916
14917                 if (copy_from_bpfptr(&linfo[i], ulinfo, ncopy)) {
14918                         err = -EFAULT;
14919                         goto err_free;
14920                 }
14921
14922                 /*
14923                  * Check insn_off to ensure
14924                  * 1) strictly increasing AND
14925                  * 2) bounded by prog->len
14926                  *
14927                  * The linfo[0].insn_off == 0 check logically falls into
14928                  * the later "missing bpf_line_info for func..." case
14929                  * because the first linfo[0].insn_off must be the
14930                  * first sub also and the first sub must have
14931                  * subprog_info[0].start == 0.
14932                  */
14933                 if ((i && linfo[i].insn_off <= prev_offset) ||
14934                     linfo[i].insn_off >= prog->len) {
14935                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].insn_off:%u (prev_offset:%u prog->len:%u)\n",
14936                                 i, linfo[i].insn_off, prev_offset,
14937                                 prog->len);
14938                         err = -EINVAL;
14939                         goto err_free;
14940                 }
14941
14942                 if (!prog->insnsi[linfo[i].insn_off].code) {
14943                         verbose(env,
14944                                 "Invalid insn code at line_info[%u].insn_off\n",
14945                                 i);
14946                         err = -EINVAL;
14947                         goto err_free;
14948                 }
14949
14950                 if (!btf_name_by_offset(btf, linfo[i].line_off) ||
14951                     !btf_name_by_offset(btf, linfo[i].file_name_off)) {
14952                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].line_off or .file_name_off\n", i);
14953                         err = -EINVAL;
14954                         goto err_free;
14955                 }
14956
14957                 if (s != env->subprog_cnt) {
14958                         if (linfo[i].insn_off == sub[s].start) {
14959                                 sub[s].linfo_idx = i;
14960                                 s++;
14961                         } else if (sub[s].start < linfo[i].insn_off) {
14962                                 verbose(env, "missing bpf_line_info for func#%u\n", s);
14963                                 err = -EINVAL;
14964                                 goto err_free;
14965                         }
14966                 }
14967
14968                 prev_offset = linfo[i].insn_off;
14969                 bpfptr_add(&ulinfo, rec_size);
14970         }
14971
14972         if (s != env->subprog_cnt) {
14973                 verbose(env, "missing bpf_line_info for %u funcs starting from func#%u\n",
14974                         env->subprog_cnt - s, s);
14975                 err = -EINVAL;
14976                 goto err_free;
14977         }
14978
14979         prog->aux->linfo = linfo;
14980         prog->aux->nr_linfo = nr_linfo;
14981
14982         return 0;
14983
14984 err_free:
14985         kvfree(linfo);
14986         return err;
14987 }
14988
14989 #define MIN_CORE_RELO_SIZE      sizeof(struct bpf_core_relo)
14990 #define MAX_CORE_RELO_SIZE      MAX_FUNCINFO_REC_SIZE
14991
14992 static int check_core_relo(struct bpf_verifier_env *env,
14993                            const union bpf_attr *attr,
14994                            bpfptr_t uattr)
14995 {
14996         u32 i, nr_core_relo, ncopy, expected_size, rec_size;
14997         struct bpf_core_relo core_relo = {};
14998         struct bpf_prog *prog = env->prog;
14999         const struct btf *btf = prog->aux->btf;
15000         struct bpf_core_ctx ctx = {
15001                 .log = &env->log,
15002                 .btf = btf,
15003         };
15004         bpfptr_t u_core_relo;
15005         int err;
15006
15007         nr_core_relo = attr->core_relo_cnt;
15008         if (!nr_core_relo)
15009                 return 0;
15010         if (nr_core_relo > INT_MAX / sizeof(struct bpf_core_relo))
15011                 return -EINVAL;
15012
15013         rec_size = attr->core_relo_rec_size;
15014         if (rec_size < MIN_CORE_RELO_SIZE ||
15015             rec_size > MAX_CORE_RELO_SIZE ||
15016             rec_size % sizeof(u32))
15017                 return -EINVAL;
15018
15019         u_core_relo = make_bpfptr(attr->core_relos, uattr.is_kernel);
15020         expected_size = sizeof(struct bpf_core_relo);
15021         ncopy = min_t(u32, expected_size, rec_size);
15022
15023         /* Unlike func_info and line_info, copy and apply each CO-RE
15024          * relocation record one at a time.
15025          */
15026         for (i = 0; i < nr_core_relo; i++) {
15027                 /* future proofing when sizeof(bpf_core_relo) changes */
15028                 err = bpf_check_uarg_tail_zero(u_core_relo, expected_size, rec_size);
15029                 if (err) {
15030                         if (err == -E2BIG) {
15031                                 verbose(env, "nonzero tailing record in core_relo");
15032                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
15033                                                           offsetof(union bpf_attr, core_relo_rec_size),
15034                                                           &expected_size, sizeof(expected_size)))
15035                                         err = -EFAULT;
15036                         }
15037                         break;
15038                 }
15039
15040                 if (copy_from_bpfptr(&core_relo, u_core_relo, ncopy)) {
15041                         err = -EFAULT;
15042                         break;
15043                 }
15044
15045                 if (core_relo.insn_off % 8 || core_relo.insn_off / 8 >= prog->len) {
15046                         verbose(env, "Invalid core_relo[%u].insn_off:%u prog->len:%u\n",
15047                                 i, core_relo.insn_off, prog->len);
15048                         err = -EINVAL;
15049                         break;
15050                 }
15051
15052                 err = bpf_core_apply(&ctx, &core_relo, i,
15053                                      &prog->insnsi[core_relo.insn_off / 8]);
15054                 if (err)
15055                         break;
15056                 bpfptr_add(&u_core_relo, rec_size);
15057         }
15058         return err;
15059 }
15060
15061 static int check_btf_info(struct bpf_verifier_env *env,
15062                           const union bpf_attr *attr,
15063                           bpfptr_t uattr)
15064 {
15065         struct btf *btf;
15066         int err;
15067
15068         if (!attr->func_info_cnt && !attr->line_info_cnt) {
15069                 if (check_abnormal_return(env))
15070                         return -EINVAL;
15071                 return 0;
15072         }
15073
15074         btf = btf_get_by_fd(attr->prog_btf_fd);
15075         if (IS_ERR(btf))
15076                 return PTR_ERR(btf);
15077         if (btf_is_kernel(btf)) {
15078                 btf_put(btf);
15079                 return -EACCES;
15080         }
15081         env->prog->aux->btf = btf;
15082
15083         err = check_btf_func(env, attr, uattr);
15084         if (err)
15085                 return err;
15086
15087         err = check_btf_line(env, attr, uattr);
15088         if (err)
15089                 return err;
15090
15091         err = check_core_relo(env, attr, uattr);
15092         if (err)
15093                 return err;
15094
15095         return 0;
15096 }
15097
15098 /* check %cur's range satisfies %old's */
15099 static bool range_within(struct bpf_reg_state *old,
15100                          struct bpf_reg_state *cur)
15101 {
15102         return old->umin_value <= cur->umin_value &&
15103                old->umax_value >= cur->umax_value &&
15104                old->smin_value <= cur->smin_value &&
15105                old->smax_value >= cur->smax_value &&
15106                old->u32_min_value <= cur->u32_min_value &&
15107                old->u32_max_value >= cur->u32_max_value &&
15108                old->s32_min_value <= cur->s32_min_value &&
15109                old->s32_max_value >= cur->s32_max_value;
15110 }
15111
15112 /* If in the old state two registers had the same id, then they need to have
15113  * the same id in the new state as well.  But that id could be different from
15114  * the old state, so we need to track the mapping from old to new ids.
15115  * Once we have seen that, say, a reg with old id 5 had new id 9, any subsequent
15116  * regs with old id 5 must also have new id 9 for the new state to be safe.  But
15117  * regs with a different old id could still have new id 9, we don't care about
15118  * that.
15119  * So we look through our idmap to see if this old id has been seen before.  If
15120  * so, we require the new id to match; otherwise, we add the id pair to the map.
15121  */
15122 static bool check_ids(u32 old_id, u32 cur_id, struct bpf_idmap *idmap)
15123 {
15124         struct bpf_id_pair *map = idmap->map;
15125         unsigned int i;
15126
15127         /* either both IDs should be set or both should be zero */
15128         if (!!old_id != !!cur_id)
15129                 return false;
15130
15131         if (old_id == 0) /* cur_id == 0 as well */
15132                 return true;
15133
15134         for (i = 0; i < BPF_ID_MAP_SIZE; i++) {
15135                 if (!map[i].old) {
15136                         /* Reached an empty slot; haven't seen this id before */
15137                         map[i].old = old_id;
15138                         map[i].cur = cur_id;
15139                         return true;
15140                 }
15141                 if (map[i].old == old_id)
15142                         return map[i].cur == cur_id;
15143                 if (map[i].cur == cur_id)
15144                         return false;
15145         }
15146         /* We ran out of idmap slots, which should be impossible */
15147         WARN_ON_ONCE(1);
15148         return false;
15149 }
15150
15151 /* Similar to check_ids(), but allocate a unique temporary ID
15152  * for 'old_id' or 'cur_id' of zero.
15153  * This makes pairs like '0 vs unique ID', 'unique ID vs 0' valid.
15154  */
15155 static bool check_scalar_ids(u32 old_id, u32 cur_id, struct bpf_idmap *idmap)
15156 {
15157         old_id = old_id ? old_id : ++idmap->tmp_id_gen;
15158         cur_id = cur_id ? cur_id : ++idmap->tmp_id_gen;
15159
15160         return check_ids(old_id, cur_id, idmap);
15161 }
15162
15163 static void clean_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
15164                              struct bpf_func_state *st)
15165 {
15166         enum bpf_reg_liveness live;
15167         int i, j;
15168
15169         for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
15170                 live = st->regs[i].live;
15171                 /* liveness must not touch this register anymore */
15172                 st->regs[i].live |= REG_LIVE_DONE;
15173                 if (!(live & REG_LIVE_READ))
15174                         /* since the register is unused, clear its state
15175                          * to make further comparison simpler
15176                          */
15177                         __mark_reg_not_init(env, &st->regs[i]);
15178         }
15179
15180         for (i = 0; i < st->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
15181                 live = st->stack[i].spilled_ptr.live;
15182                 /* liveness must not touch this stack slot anymore */
15183                 st->stack[i].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_DONE;
15184                 if (!(live & REG_LIVE_READ)) {
15185                         __mark_reg_not_init(env, &st->stack[i].spilled_ptr);
15186                         for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
15187                                 st->stack[i].slot_type[j] = STACK_INVALID;
15188                 }
15189         }
15190 }
15191
15192 static void clean_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
15193                                  struct bpf_verifier_state *st)
15194 {
15195         int i;
15196
15197         if (st->frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE)
15198                 /* all regs in this state in all frames were already marked */
15199                 return;
15200
15201         for (i = 0; i <= st->curframe; i++)
15202                 clean_func_state(env, st->frame[i]);
15203 }
15204
15205 /* the parentage chains form a tree.
15206  * the verifier states are added to state lists at given insn and
15207  * pushed into state stack for future exploration.
15208  * when the verifier reaches bpf_exit insn some of the verifer states
15209  * stored in the state lists have their final liveness state already,
15210  * but a lot of states will get revised from liveness point of view when
15211  * the verifier explores other branches.
15212  * Example:
15213  * 1: r0 = 1
15214  * 2: if r1 == 100 goto pc+1
15215  * 3: r0 = 2
15216  * 4: exit
15217  * when the verifier reaches exit insn the register r0 in the state list of
15218  * insn 2 will be seen as !REG_LIVE_READ. Then the verifier pops the other_branch
15219  * of insn 2 and goes exploring further. At the insn 4 it will walk the
15220  * parentage chain from insn 4 into insn 2 and will mark r0 as REG_LIVE_READ.
15221  *
15222  * Since the verifier pushes the branch states as it sees them while exploring
15223  * the program the condition of walking the branch instruction for the second
15224  * time means that all states below this branch were already explored and
15225  * their final liveness marks are already propagated.
15226  * Hence when the verifier completes the search of state list in is_state_visited()
15227  * we can call this clean_live_states() function to mark all liveness states
15228  * as REG_LIVE_DONE to indicate that 'parent' pointers of 'struct bpf_reg_state'
15229  * will not be used.
15230  * This function also clears the registers and stack for states that !READ
15231  * to simplify state merging.
15232  *
15233  * Important note here that walking the same branch instruction in the callee
15234  * doesn't meant that the states are DONE. The verifier has to compare
15235  * the callsites
15236  */
15237 static void clean_live_states(struct bpf_verifier_env *env, int insn,
15238                               struct bpf_verifier_state *cur)
15239 {
15240         struct bpf_verifier_state_list *sl;
15241         int i;
15242
15243         sl = *explored_state(env, insn);
15244         while (sl) {
15245                 if (sl->state.branches)
15246                         goto next;
15247                 if (sl->state.insn_idx != insn ||
15248                     sl->state.curframe != cur->curframe)
15249                         goto next;
15250                 for (i = 0; i <= cur->curframe; i++)
15251                         if (sl->state.frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
15252                                 goto next;
15253                 clean_verifier_state(env, &sl->state);
15254 next:
15255                 sl = sl->next;
15256         }
15257 }
15258
15259 static bool regs_exact(const struct bpf_reg_state *rold,
15260                        const struct bpf_reg_state *rcur,
15261                        struct bpf_idmap *idmap)
15262 {
15263         return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)) == 0 &&
15264                check_ids(rold->id, rcur->id, idmap) &&
15265                check_ids(rold->ref_obj_id, rcur->ref_obj_id, idmap);
15266 }
15267
15268 /* Returns true if (rold safe implies rcur safe) */
15269 static bool regsafe(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *rold,
15270                     struct bpf_reg_state *rcur, struct bpf_idmap *idmap)
15271 {
15272         if (!(rold->live & REG_LIVE_READ))
15273                 /* explored state didn't use this */
15274                 return true;
15275         if (rold->type == NOT_INIT)
15276                 /* explored state can't have used this */
15277                 return true;
15278         if (rcur->type == NOT_INIT)
15279                 return false;
15280
15281         /* Enforce that register types have to match exactly, including their
15282          * modifiers (like PTR_MAYBE_NULL, MEM_RDONLY, etc), as a general
15283          * rule.
15284          *
15285          * One can make a point that using a pointer register as unbounded
15286          * SCALAR would be technically acceptable, but this could lead to
15287          * pointer leaks because scalars are allowed to leak while pointers
15288          * are not. We could make this safe in special cases if root is
15289          * calling us, but it's probably not worth the hassle.
15290          *
15291          * Also, register types that are *not* MAYBE_NULL could technically be
15292          * safe to use as their MAYBE_NULL variants (e.g., PTR_TO_MAP_VALUE
15293          * is safe to be used as PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL, provided both point
15294          * to the same map).
15295          * However, if the old MAYBE_NULL register then got NULL checked,
15296          * doing so could have affected others with the same id, and we can't
15297          * check for that because we lost the id when we converted to
15298          * a non-MAYBE_NULL variant.
15299          * So, as a general rule we don't allow mixing MAYBE_NULL and
15300          * non-MAYBE_NULL registers as well.
15301          */
15302         if (rold->type != rcur->type)
15303                 return false;
15304
15305         switch (base_type(rold->type)) {
15306         case SCALAR_VALUE:
15307                 if (env->explore_alu_limits) {
15308                         /* explore_alu_limits disables tnum_in() and range_within()
15309                          * logic and requires everything to be strict
15310                          */
15311                         return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)) == 0 &&
15312                                check_scalar_ids(rold->id, rcur->id, idmap);
15313                 }
15314                 if (!rold->precise)
15315                         return true;
15316                 /* Why check_ids() for scalar registers?
15317                  *
15318                  * Consider the following BPF code:
15319                  *   1: r6 = ... unbound scalar, ID=a ...
15320                  *   2: r7 = ... unbound scalar, ID=b ...
15321                  *   3: if (r6 > r7) goto +1
15322                  *   4: r6 = r7
15323                  *   5: if (r6 > X) goto ...
15324                  *   6: ... memory operation using r7 ...
15325                  *
15326                  * First verification path is [1-6]:
15327                  * - at (4) same bpf_reg_state::id (b) would be assigned to r6 and r7;
15328                  * - at (5) r6 would be marked <= X, find_equal_scalars() would also mark
15329                  *   r7 <= X, because r6 and r7 share same id.
15330                  * Next verification path is [1-4, 6].
15331                  *
15332                  * Instruction (6) would be reached in two states:
15333                  *   I.  r6{.id=b}, r7{.id=b} via path 1-6;
15334                  *   II. r6{.id=a}, r7{.id=b} via path 1-4, 6.
15335                  *
15336                  * Use check_ids() to distinguish these states.
15337                  * ---
15338                  * Also verify that new value satisfies old value range knowledge.
15339                  */
15340                 return range_within(rold, rcur) &&
15341                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off) &&
15342                        check_scalar_ids(rold->id, rcur->id, idmap);
15343         case PTR_TO_MAP_KEY:
15344         case PTR_TO_MAP_VALUE:
15345         case PTR_TO_MEM:
15346         case PTR_TO_BUF:
15347         case PTR_TO_TP_BUFFER:
15348                 /* If the new min/max/var_off satisfy the old ones and
15349                  * everything else matches, we are OK.
15350                  */
15351                 return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, var_off)) == 0 &&
15352                        range_within(rold, rcur) &&
15353                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off) &&
15354                        check_ids(rold->id, rcur->id, idmap) &&
15355                        check_ids(rold->ref_obj_id, rcur->ref_obj_id, idmap);
15356         case PTR_TO_PACKET_META:
15357         case PTR_TO_PACKET:
15358                 /* We must have at least as much range as the old ptr
15359                  * did, so that any accesses which were safe before are
15360                  * still safe.  This is true even if old range < old off,
15361                  * since someone could have accessed through (ptr - k), or
15362                  * even done ptr -= k in a register, to get a safe access.
15363                  */
15364                 if (rold->range > rcur->range)
15365                         return false;
15366                 /* If the offsets don't match, we can't trust our alignment;
15367                  * nor can we be sure that we won't fall out of range.
15368                  */
15369                 if (rold->off != rcur->off)
15370                         return false;
15371                 /* id relations must be preserved */
15372                 if (!check_ids(rold->id, rcur->id, idmap))
15373                         return false;
15374                 /* new val must satisfy old val knowledge */
15375                 return range_within(rold, rcur) &&
15376                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
15377         case PTR_TO_STACK:
15378                 /* two stack pointers are equal only if they're pointing to
15379                  * the same stack frame, since fp-8 in foo != fp-8 in bar
15380                  */
15381                 return regs_exact(rold, rcur, idmap) && rold->frameno == rcur->frameno;
15382         default:
15383                 return regs_exact(rold, rcur, idmap);
15384         }
15385 }
15386
15387 static bool stacksafe(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *old,
15388                       struct bpf_func_state *cur, struct bpf_idmap *idmap)
15389 {
15390         int i, spi;
15391
15392         /* walk slots of the explored stack and ignore any additional
15393          * slots in the current stack, since explored(safe) state
15394          * didn't use them
15395          */
15396         for (i = 0; i < old->allocated_stack; i++) {
15397                 struct bpf_reg_state *old_reg, *cur_reg;
15398
15399                 spi = i / BPF_REG_SIZE;
15400
15401                 if (!(old->stack[spi].spilled_ptr.live & REG_LIVE_READ)) {
15402                         i += BPF_REG_SIZE - 1;
15403                         /* explored state didn't use this */
15404                         continue;
15405                 }
15406
15407                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_INVALID)
15408                         continue;
15409
15410                 if (env->allow_uninit_stack &&
15411                     old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC)
15412                         continue;
15413
15414                 /* explored stack has more populated slots than current stack
15415                  * and these slots were used
15416                  */
15417                 if (i >= cur->allocated_stack)
15418                         return false;
15419
15420                 /* if old state was safe with misc data in the stack
15421                  * it will be safe with zero-initialized stack.
15422                  * The opposite is not true
15423                  */
15424                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC &&
15425                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_ZERO)
15426                         continue;
15427                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] !=
15428                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE])
15429                         /* Ex: old explored (safe) state has STACK_SPILL in
15430                          * this stack slot, but current has STACK_MISC ->
15431                          * this verifier states are not equivalent,
15432                          * return false to continue verification of this path
15433                          */
15434                         return false;
15435                 if (i % BPF_REG_SIZE != BPF_REG_SIZE - 1)
15436                         continue;
15437                 /* Both old and cur are having same slot_type */
15438                 switch (old->stack[spi].slot_type[BPF_REG_SIZE - 1]) {
15439                 case STACK_SPILL:
15440                         /* when explored and current stack slot are both storing
15441                          * spilled registers, check that stored pointers types
15442                          * are the same as well.
15443                          * Ex: explored safe path could have stored
15444                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -8}
15445                          * but current path has stored:
15446                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -16}
15447                          * such verifier states are not equivalent.
15448                          * return false to continue verification of this path
15449                          */
15450                         if (!regsafe(env, &old->stack[spi].spilled_ptr,
15451                                      &cur->stack[spi].spilled_ptr, idmap))
15452                                 return false;
15453                         break;
15454                 case STACK_DYNPTR:
15455                         old_reg = &old->stack[spi].spilled_ptr;
15456                         cur_reg = &cur->stack[spi].spilled_ptr;
15457                         if (old_reg->dynptr.type != cur_reg->dynptr.type ||
15458                             old_reg->dynptr.first_slot != cur_reg->dynptr.first_slot ||
15459                             !check_ids(old_reg->ref_obj_id, cur_reg->ref_obj_id, idmap))
15460                                 return false;
15461                         break;
15462                 case STACK_ITER:
15463                         old_reg = &old->stack[spi].spilled_ptr;
15464                         cur_reg = &cur->stack[spi].spilled_ptr;
15465                         /* iter.depth is not compared between states as it
15466                          * doesn't matter for correctness and would otherwise
15467                          * prevent convergence; we maintain it only to prevent
15468                          * infinite loop check triggering, see
15469                          * iter_active_depths_differ()
15470                          */
15471                         if (old_reg->iter.btf != cur_reg->iter.btf ||
15472                             old_reg->iter.btf_id != cur_reg->iter.btf_id ||
15473                             old_reg->iter.state != cur_reg->iter.state ||
15474                             /* ignore {old_reg,cur_reg}->iter.depth, see above */
15475                             !check_ids(old_reg->ref_obj_id, cur_reg->ref_obj_id, idmap))
15476                                 return false;
15477                         break;
15478                 case STACK_MISC:
15479                 case STACK_ZERO:
15480                 case STACK_INVALID:
15481                         continue;
15482                 /* Ensure that new unhandled slot types return false by default */
15483                 default:
15484                         return false;
15485                 }
15486         }
15487         return true;
15488 }
15489
15490 static bool refsafe(struct bpf_func_state *old, struct bpf_func_state *cur,
15491                     struct bpf_idmap *idmap)
15492 {
15493         int i;
15494
15495         if (old->acquired_refs != cur->acquired_refs)
15496                 return false;
15497
15498         for (i = 0; i < old->acquired_refs; i++) {
15499                 if (!check_ids(old->refs[i].id, cur->refs[i].id, idmap))
15500                         return false;
15501         }
15502
15503         return true;
15504 }
15505
15506 /* compare two verifier states
15507  *
15508  * all states stored in state_list are known to be valid, since
15509  * verifier reached 'bpf_exit' instruction through them
15510  *
15511  * this function is called when verifier exploring different branches of
15512  * execution popped from the state stack. If it sees an old state that has
15513  * more strict register state and more strict stack state then this execution
15514  * branch doesn't need to be explored further, since verifier already
15515  * concluded that more strict state leads to valid finish.
15516  *
15517  * Therefore two states are equivalent if register state is more conservative
15518  * and explored stack state is more conservative than the current one.
15519  * Example:
15520  *       explored                   current
15521  * (slot1=INV slot2=MISC) == (slot1=MISC slot2=MISC)
15522  * (slot1=MISC slot2=MISC) != (slot1=INV slot2=MISC)
15523  *
15524  * In other words if current stack state (one being explored) has more
15525  * valid slots than old one that already passed validation, it means
15526  * the verifier can stop exploring and conclude that current state is valid too
15527  *
15528  * Similarly with registers. If explored state has register type as invalid
15529  * whereas register type in current state is meaningful, it means that
15530  * the current state will reach 'bpf_exit' instruction safely
15531  */
15532 static bool func_states_equal(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *old,
15533                               struct bpf_func_state *cur)
15534 {
15535         int i;
15536
15537         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
15538                 if (!regsafe(env, &old->regs[i], &cur->regs[i],
15539                              &env->idmap_scratch))
15540                         return false;
15541
15542         if (!stacksafe(env, old, cur, &env->idmap_scratch))
15543                 return false;
15544
15545         if (!refsafe(old, cur, &env->idmap_scratch))
15546                 return false;
15547
15548         return true;
15549 }
15550
15551 static bool states_equal(struct bpf_verifier_env *env,
15552                          struct bpf_verifier_state *old,
15553                          struct bpf_verifier_state *cur)
15554 {
15555         int i;
15556
15557         if (old->curframe != cur->curframe)
15558                 return false;
15559
15560         env->idmap_scratch.tmp_id_gen = env->id_gen;
15561         memset(&env->idmap_scratch.map, 0, sizeof(env->idmap_scratch.map));
15562
15563         /* Verification state from speculative execution simulation
15564          * must never prune a non-speculative execution one.
15565          */
15566         if (old->speculative && !cur->speculative)
15567                 return false;
15568
15569         if (old->active_lock.ptr != cur->active_lock.ptr)
15570                 return false;
15571
15572         /* Old and cur active_lock's have to be either both present
15573          * or both absent.
15574          */
15575         if (!!old->active_lock.id != !!cur->active_lock.id)
15576                 return false;
15577
15578         if (old->active_lock.id &&
15579             !check_ids(old->active_lock.id, cur->active_lock.id, &env->idmap_scratch))
15580                 return false;
15581
15582         if (old->active_rcu_lock != cur->active_rcu_lock)
15583                 return false;
15584
15585         /* for states to be equal callsites have to be the same
15586          * and all frame states need to be equivalent
15587          */
15588         for (i = 0; i <= old->curframe; i++) {
15589                 if (old->frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
15590                         return false;
15591                 if (!func_states_equal(env, old->frame[i], cur->frame[i]))
15592                         return false;
15593         }
15594         return true;
15595 }
15596
15597 /* Return 0 if no propagation happened. Return negative error code if error
15598  * happened. Otherwise, return the propagated bit.
15599  */
15600 static int propagate_liveness_reg(struct bpf_verifier_env *env,
15601                                   struct bpf_reg_state *reg,
15602                                   struct bpf_reg_state *parent_reg)
15603 {
15604         u8 parent_flag = parent_reg->live & REG_LIVE_READ;
15605         u8 flag = reg->live & REG_LIVE_READ;
15606         int err;
15607
15608         /* When comes here, read flags of PARENT_REG or REG could be any of
15609          * REG_LIVE_READ64, REG_LIVE_READ32, REG_LIVE_NONE. There is no need
15610          * of propagation if PARENT_REG has strongest REG_LIVE_READ64.
15611          */
15612         if (parent_flag == REG_LIVE_READ64 ||
15613             /* Or if there is no read flag from REG. */
15614             !flag ||
15615             /* Or if the read flag from REG is the same as PARENT_REG. */
15616             parent_flag == flag)
15617                 return 0;
15618
15619         err = mark_reg_read(env, reg, parent_reg, flag);
15620         if (err)
15621                 return err;
15622
15623         return flag;
15624 }
15625
15626 /* A write screens off any subsequent reads; but write marks come from the
15627  * straight-line code between a state and its parent.  When we arrive at an
15628  * equivalent state (jump target or such) we didn't arrive by the straight-line
15629  * code, so read marks in the state must propagate to the parent regardless
15630  * of the state's write marks. That's what 'parent == state->parent' comparison
15631  * in mark_reg_read() is for.
15632  */
15633 static int propagate_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
15634                               const struct bpf_verifier_state *vstate,
15635                               struct bpf_verifier_state *vparent)
15636 {
15637         struct bpf_reg_state *state_reg, *parent_reg;
15638         struct bpf_func_state *state, *parent;
15639         int i, frame, err = 0;
15640
15641         if (vparent->curframe != vstate->curframe) {
15642                 WARN(1, "propagate_live: parent frame %d current frame %d\n",
15643                      vparent->curframe, vstate->curframe);
15644                 return -EFAULT;
15645         }
15646         /* Propagate read liveness of registers... */
15647         BUILD_BUG_ON(BPF_REG_FP + 1 != MAX_BPF_REG);
15648         for (frame = 0; frame <= vstate->curframe; frame++) {
15649                 parent = vparent->frame[frame];
15650                 state = vstate->frame[frame];
15651                 parent_reg = parent->regs;
15652                 state_reg = state->regs;
15653                 /* We don't need to worry about FP liveness, it's read-only */
15654                 for (i = frame < vstate->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
15655                         err = propagate_liveness_reg(env, &state_reg[i],
15656                                                      &parent_reg[i]);
15657                         if (err < 0)
15658                                 return err;
15659                         if (err == REG_LIVE_READ64)
15660                                 mark_insn_zext(env, &parent_reg[i]);
15661                 }
15662
15663                 /* Propagate stack slots. */
15664                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE &&
15665                             i < parent->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
15666                         parent_reg = &parent->stack[i].spilled_ptr;
15667                         state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
15668                         err = propagate_liveness_reg(env, state_reg,
15669                                                      parent_reg);
15670                         if (err < 0)
15671                                 return err;
15672                 }
15673         }
15674         return 0;
15675 }
15676
15677 /* find precise scalars in the previous equivalent state and
15678  * propagate them into the current state
15679  */
15680 static int propagate_precision(struct bpf_verifier_env *env,
15681                                const struct bpf_verifier_state *old)
15682 {
15683         struct bpf_reg_state *state_reg;
15684         struct bpf_func_state *state;
15685         int i, err = 0, fr;
15686         bool first;
15687
15688         for (fr = old->curframe; fr >= 0; fr--) {
15689                 state = old->frame[fr];
15690                 state_reg = state->regs;
15691                 first = true;
15692                 for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++, state_reg++) {
15693                         if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
15694                             !state_reg->precise ||
15695                             !(state_reg->live & REG_LIVE_READ))
15696                                 continue;
15697                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
15698                                 if (first)
15699                                         verbose(env, "frame %d: propagating r%d", fr, i);
15700                                 else
15701                                         verbose(env, ",r%d", i);
15702                         }
15703                         bt_set_frame_reg(&env->bt, fr, i);
15704                         first = false;
15705                 }
15706
15707                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
15708                         if (!is_spilled_reg(&state->stack[i]))
15709                                 continue;
15710                         state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
15711                         if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
15712                             !state_reg->precise ||
15713                             !(state_reg->live & REG_LIVE_READ))
15714                                 continue;
15715                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
15716                                 if (first)
15717                                         verbose(env, "frame %d: propagating fp%d",
15718                                                 fr, (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
15719                                 else
15720                                         verbose(env, ",fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
15721                         }
15722                         bt_set_frame_slot(&env->bt, fr, i);
15723                         first = false;
15724                 }
15725                 if (!first)
15726                         verbose(env, "\n");
15727         }
15728
15729         err = mark_chain_precision_batch(env);
15730         if (err < 0)
15731                 return err;
15732
15733         return 0;
15734 }
15735
15736 static bool states_maybe_looping(struct bpf_verifier_state *old,
15737                                  struct bpf_verifier_state *cur)
15738 {
15739         struct bpf_func_state *fold, *fcur;
15740         int i, fr = cur->curframe;
15741
15742         if (old->curframe != fr)
15743                 return false;
15744
15745         fold = old->frame[fr];
15746         fcur = cur->frame[fr];
15747         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
15748                 if (memcmp(&fold->regs[i], &fcur->regs[i],
15749                            offsetof(struct bpf_reg_state, parent)))
15750                         return false;
15751         return true;
15752 }
15753
15754 static bool is_iter_next_insn(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
15755 {
15756         return env->insn_aux_data[insn_idx].is_iter_next;
15757 }
15758
15759 /* is_state_visited() handles iter_next() (see process_iter_next_call() for
15760  * terminology) calls specially: as opposed to bounded BPF loops, it *expects*
15761  * states to match, which otherwise would look like an infinite loop. So while
15762  * iter_next() calls are taken care of, we still need to be careful and
15763  * prevent erroneous and too eager declaration of "ininite loop", when
15764  * iterators are involved.
15765  *
15766  * Here's a situation in pseudo-BPF assembly form:
15767  *
15768  *   0: again:                          ; set up iter_next() call args
15769  *   1:   r1 = &it                      ; <CHECKPOINT HERE>
15770  *   2:   call bpf_iter_num_next        ; this is iter_next() call
15771  *   3:   if r0 == 0 goto done
15772  *   4:   ... something useful here ...
15773  *   5:   goto again                    ; another iteration
15774  *   6: done:
15775  *   7:   r1 = &it
15776  *   8:   call bpf_iter_num_destroy     ; clean up iter state
15777  *   9:   exit
15778  *
15779  * This is a typical loop. Let's assume that we have a prune point at 1:,
15780  * before we get to `call bpf_iter_num_next` (e.g., because of that `goto
15781  * again`, assuming other heuristics don't get in a way).
15782  *
15783  * When we first time come to 1:, let's say we have some state X. We proceed
15784  * to 2:, fork states, enqueue ACTIVE, validate NULL case successfully, exit.
15785  * Now we come back to validate that forked ACTIVE state. We proceed through
15786  * 3-5, come to goto, jump to 1:. Let's assume our state didn't change, so we
15787  * are converging. But the problem is that we don't know that yet, as this
15788  * convergence has to happen at iter_next() call site only. So if nothing is
15789  * done, at 1: verifier will use bounded loop logic and declare infinite
15790  * looping (and would be *technically* correct, if not for iterator's
15791  * "eventual sticky NULL" contract, see process_iter_next_call()). But we
15792  * don't want that. So what we do in process_iter_next_call() when we go on
15793  * another ACTIVE iteration, we bump slot->iter.depth, to mark that it's
15794  * a different iteration. So when we suspect an infinite loop, we additionally
15795  * check if any of the *ACTIVE* iterator states depths differ. If yes, we
15796  * pretend we are not looping and wait for next iter_next() call.
15797  *
15798  * This only applies to ACTIVE state. In DRAINED state we don't expect to
15799  * loop, because that would actually mean infinite loop, as DRAINED state is
15800  * "sticky", and so we'll keep returning into the same instruction with the
15801  * same state (at least in one of possible code paths).
15802  *
15803  * This approach allows to keep infinite loop heuristic even in the face of
15804  * active iterator. E.g., C snippet below is and will be detected as
15805  * inifintely looping:
15806  *
15807  *   struct bpf_iter_num it;
15808  *   int *p, x;
15809  *
15810  *   bpf_iter_num_new(&it, 0, 10);
15811  *   while ((p = bpf_iter_num_next(&t))) {
15812  *       x = p;
15813  *       while (x--) {} // <<-- infinite loop here
15814  *   }
15815  *
15816  */
15817 static bool iter_active_depths_differ(struct bpf_verifier_state *old, struct bpf_verifier_state *cur)
15818 {
15819         struct bpf_reg_state *slot, *cur_slot;
15820         struct bpf_func_state *state;
15821         int i, fr;
15822
15823         for (fr = old->curframe; fr >= 0; fr--) {
15824                 state = old->frame[fr];
15825                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
15826                         if (state->stack[i].slot_type[0] != STACK_ITER)
15827                                 continue;
15828
15829                         slot = &state->stack[i].spilled_ptr;
15830                         if (slot->iter.state != BPF_ITER_STATE_ACTIVE)
15831                                 continue;
15832
15833                         cur_slot = &cur->frame[fr]->stack[i].spilled_ptr;
15834                         if (cur_slot->iter.depth != slot->iter.depth)
15835                                 return true;
15836                 }
15837         }
15838         return false;
15839 }
15840
15841 static int is_state_visited(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
15842 {
15843         struct bpf_verifier_state_list *new_sl;
15844         struct bpf_verifier_state_list *sl, **pprev;
15845         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state, *new;
15846         int i, j, err, states_cnt = 0;
15847         bool force_new_state = env->test_state_freq || is_force_checkpoint(env, insn_idx);
15848         bool add_new_state = force_new_state;
15849
15850         /* bpf progs typically have pruning point every 4 instructions
15851          * http://vger.kernel.org/bpfconf2019.html#session-1
15852          * Do not add new state for future pruning if the verifier hasn't seen
15853          * at least 2 jumps and at least 8 instructions.
15854          * This heuristics helps decrease 'total_states' and 'peak_states' metric.
15855          * In tests that amounts to up to 50% reduction into total verifier
15856          * memory consumption and 20% verifier time speedup.
15857          */
15858         if (env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed >= 2 &&
15859             env->insn_processed - env->prev_insn_processed >= 8)
15860                 add_new_state = true;
15861
15862         pprev = explored_state(env, insn_idx);
15863         sl = *pprev;
15864
15865         clean_live_states(env, insn_idx, cur);
15866
15867         while (sl) {
15868                 states_cnt++;
15869                 if (sl->state.insn_idx != insn_idx)
15870                         goto next;
15871
15872                 if (sl->state.branches) {
15873                         struct bpf_func_state *frame = sl->state.frame[sl->state.curframe];
15874
15875                         if (frame->in_async_callback_fn &&
15876                             frame->async_entry_cnt != cur->frame[cur->curframe]->async_entry_cnt) {
15877                                 /* Different async_entry_cnt means that the verifier is
15878                                  * processing another entry into async callback.
15879                                  * Seeing the same state is not an indication of infinite
15880                                  * loop or infinite recursion.
15881                                  * But finding the same state doesn't mean that it's safe
15882                                  * to stop processing the current state. The previous state
15883                                  * hasn't yet reached bpf_exit, since state.branches > 0.
15884                                  * Checking in_async_callback_fn alone is not enough either.
15885                                  * Since the verifier still needs to catch infinite loops
15886                                  * inside async callbacks.
15887                                  */
15888                                 goto skip_inf_loop_check;
15889                         }
15890                         /* BPF open-coded iterators loop detection is special.
15891                          * states_maybe_looping() logic is too simplistic in detecting
15892                          * states that *might* be equivalent, because it doesn't know
15893                          * about ID remapping, so don't even perform it.
15894                          * See process_iter_next_call() and iter_active_depths_differ()
15895                          * for overview of the logic. When current and one of parent
15896                          * states are detected as equivalent, it's a good thing: we prove
15897                          * convergence and can stop simulating further iterations.
15898                          * It's safe to assume that iterator loop will finish, taking into
15899                          * account iter_next() contract of eventually returning
15900                          * sticky NULL result.
15901                          */
15902                         if (is_iter_next_insn(env, insn_idx)) {
15903                                 if (states_equal(env, &sl->state, cur)) {
15904                                         struct bpf_func_state *cur_frame;
15905                                         struct bpf_reg_state *iter_state, *iter_reg;
15906                                         int spi;
15907
15908                                         cur_frame = cur->frame[cur->curframe];
15909                                         /* btf_check_iter_kfuncs() enforces that
15910                                          * iter state pointer is always the first arg
15911                                          */
15912                                         iter_reg = &cur_frame->regs[BPF_REG_1];
15913                                         /* current state is valid due to states_equal(),
15914                                          * so we can assume valid iter and reg state,
15915                                          * no need for extra (re-)validations
15916                                          */
15917                                         spi = __get_spi(iter_reg->off + iter_reg->var_off.value);
15918                                         iter_state = &func(env, iter_reg)->stack[spi].spilled_ptr;
15919                                         if (iter_state->iter.state == BPF_ITER_STATE_ACTIVE)
15920                                                 goto hit;
15921                                 }
15922                                 goto skip_inf_loop_check;
15923                         }
15924                         /* attempt to detect infinite loop to avoid unnecessary doomed work */
15925                         if (states_maybe_looping(&sl->state, cur) &&
15926                             states_equal(env, &sl->state, cur) &&
15927                             !iter_active_depths_differ(&sl->state, cur)) {
15928                                 verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
15929                                 verbose(env, "infinite loop detected at insn %d\n", insn_idx);
15930                                 return -EINVAL;
15931                         }
15932                         /* if the verifier is processing a loop, avoid adding new state
15933                          * too often, since different loop iterations have distinct
15934                          * states and may not help future pruning.
15935                          * This threshold shouldn't be too low to make sure that
15936                          * a loop with large bound will be rejected quickly.
15937                          * The most abusive loop will be:
15938                          * r1 += 1
15939                          * if r1 < 1000000 goto pc-2
15940                          * 1M insn_procssed limit / 100 == 10k peak states.
15941                          * This threshold shouldn't be too high either, since states
15942                          * at the end of the loop are likely to be useful in pruning.
15943                          */
15944 skip_inf_loop_check:
15945                         if (!force_new_state &&
15946                             env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed < 20 &&
15947                             env->insn_processed - env->prev_insn_processed < 100)
15948                                 add_new_state = false;
15949                         goto miss;
15950                 }
15951                 if (states_equal(env, &sl->state, cur)) {
15952 hit:
15953                         sl->hit_cnt++;
15954                         /* reached equivalent register/stack state,
15955                          * prune the search.
15956                          * Registers read by the continuation are read by us.
15957                          * If we have any write marks in env->cur_state, they
15958                          * will prevent corresponding reads in the continuation
15959                          * from reaching our parent (an explored_state).  Our
15960                          * own state will get the read marks recorded, but
15961                          * they'll be immediately forgotten as we're pruning
15962                          * this state and will pop a new one.
15963                          */
15964                         err = propagate_liveness(env, &sl->state, cur);
15965
15966                         /* if previous state reached the exit with precision and
15967                          * current state is equivalent to it (except precsion marks)
15968                          * the precision needs to be propagated back in
15969                          * the current state.
15970                          */
15971                         err = err ? : push_jmp_history(env, cur);
15972                         err = err ? : propagate_precision(env, &sl->state);
15973                         if (err)
15974                                 return err;
15975                         return 1;
15976                 }
15977 miss:
15978                 /* when new state is not going to be added do not increase miss count.
15979                  * Otherwise several loop iterations will remove the state
15980                  * recorded earlier. The goal of these heuristics is to have
15981                  * states from some iterations of the loop (some in the beginning
15982                  * and some at the end) to help pruning.
15983                  */
15984                 if (add_new_state)
15985                         sl->miss_cnt++;
15986                 /* heuristic to determine whether this state is beneficial
15987                  * to keep checking from state equivalence point of view.
15988                  * Higher numbers increase max_states_per_insn and verification time,
15989                  * but do not meaningfully decrease insn_processed.
15990                  */
15991                 if (sl->miss_cnt > sl->hit_cnt * 3 + 3) {
15992                         /* the state is unlikely to be useful. Remove it to
15993                          * speed up verification
15994                          */
15995                         *pprev = sl->next;
15996                         if (sl->state.frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE) {
15997                                 u32 br = sl->state.branches;
15998
15999                                 WARN_ONCE(br,
16000                                           "BUG live_done but branches_to_explore %d\n",
16001                                           br);
16002                                 free_verifier_state(&sl->state, false);
16003                                 kfree(sl);
16004                                 env->peak_states--;
16005                         } else {
16006                                 /* cannot free this state, since parentage chain may
16007                                  * walk it later. Add it for free_list instead to
16008                                  * be freed at the end of verification
16009                                  */
16010                                 sl->next = env->free_list;
16011                                 env->free_list = sl;
16012                         }
16013                         sl = *pprev;
16014                         continue;
16015                 }
16016 next:
16017                 pprev = &sl->next;
16018                 sl = *pprev;
16019         }
16020
16021         if (env->max_states_per_insn < states_cnt)
16022                 env->max_states_per_insn = states_cnt;
16023
16024         if (!env->bpf_capable && states_cnt > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES)
16025                 return 0;
16026
16027         if (!add_new_state)
16028                 return 0;
16029
16030         /* There were no equivalent states, remember the current one.
16031          * Technically the current state is not proven to be safe yet,
16032          * but it will either reach outer most bpf_exit (which means it's safe)
16033          * or it will be rejected. When there are no loops the verifier won't be
16034          * seeing this tuple (frame[0].callsite, frame[1].callsite, .. insn_idx)
16035          * again on the way to bpf_exit.
16036          * When looping the sl->state.branches will be > 0 and this state
16037          * will not be considered for equivalence until branches == 0.
16038          */
16039         new_sl = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state_list), GFP_KERNEL);
16040         if (!new_sl)
16041                 return -ENOMEM;
16042         env->total_states++;
16043         env->peak_states++;
16044         env->prev_jmps_processed = env->jmps_processed;
16045         env->prev_insn_processed = env->insn_processed;
16046
16047         /* forget precise markings we inherited, see __mark_chain_precision */
16048         if (env->bpf_capable)
16049                 mark_all_scalars_imprecise(env, cur);
16050
16051         /* add new state to the head of linked list */
16052         new = &new_sl->state;
16053         err = copy_verifier_state(new, cur);
16054         if (err) {
16055                 free_verifier_state(new, false);
16056                 kfree(new_sl);
16057                 return err;
16058         }
16059         new->insn_idx = insn_idx;
16060         WARN_ONCE(new->branches != 1,
16061                   "BUG is_state_visited:branches_to_explore=%d insn %d\n", new->branches, insn_idx);
16062
16063         cur->parent = new;
16064         cur->first_insn_idx = insn_idx;
16065         clear_jmp_history(cur);
16066         new_sl->next = *explored_state(env, insn_idx);
16067         *explored_state(env, insn_idx) = new_sl;
16068         /* connect new state to parentage chain. Current frame needs all
16069          * registers connected. Only r6 - r9 of the callers are alive (pushed
16070          * to the stack implicitly by JITs) so in callers' frames connect just
16071          * r6 - r9 as an optimization. Callers will have r1 - r5 connected to
16072          * the state of the call instruction (with WRITTEN set), and r0 comes
16073          * from callee with its full parentage chain, anyway.
16074          */
16075         /* clear write marks in current state: the writes we did are not writes
16076          * our child did, so they don't screen off its reads from us.
16077          * (There are no read marks in current state, because reads always mark
16078          * their parent and current state never has children yet.  Only
16079          * explored_states can get read marks.)
16080          */
16081         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
16082                 for (i = j < cur->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++)
16083                         cur->frame[j]->regs[i].parent = &new->frame[j]->regs[i];
16084                 for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++)
16085                         cur->frame[j]->regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
16086         }
16087
16088         /* all stack frames are accessible from callee, clear them all */
16089         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
16090                 struct bpf_func_state *frame = cur->frame[j];
16091                 struct bpf_func_state *newframe = new->frame[j];
16092
16093                 for (i = 0; i < frame->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
16094                         frame->stack[i].spilled_ptr.live = REG_LIVE_NONE;
16095                         frame->stack[i].spilled_ptr.parent =
16096                                                 &newframe->stack[i].spilled_ptr;
16097                 }
16098         }
16099         return 0;
16100 }
16101
16102 /* Return true if it's OK to have the same insn return a different type. */
16103 static bool reg_type_mismatch_ok(enum bpf_reg_type type)
16104 {
16105         switch (base_type(type)) {
16106         case PTR_TO_CTX:
16107         case PTR_TO_SOCKET:
16108         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
16109         case PTR_TO_TCP_SOCK:
16110         case PTR_TO_XDP_SOCK:
16111         case PTR_TO_BTF_ID:
16112                 return false;
16113         default:
16114                 return true;
16115         }
16116 }
16117
16118 /* If an instruction was previously used with particular pointer types, then we
16119  * need to be careful to avoid cases such as the below, where it may be ok
16120  * for one branch accessing the pointer, but not ok for the other branch:
16121  *
16122  * R1 = sock_ptr
16123  * goto X;
16124  * ...
16125  * R1 = some_other_valid_ptr;
16126  * goto X;
16127  * ...
16128  * R2 = *(u32 *)(R1 + 0);
16129  */
16130 static bool reg_type_mismatch(enum bpf_reg_type src, enum bpf_reg_type prev)
16131 {
16132         return src != prev && (!reg_type_mismatch_ok(src) ||
16133                                !reg_type_mismatch_ok(prev));
16134 }
16135
16136 static int save_aux_ptr_type(struct bpf_verifier_env *env, enum bpf_reg_type type,
16137                              bool allow_trust_missmatch)
16138 {
16139         enum bpf_reg_type *prev_type = &env->insn_aux_data[env->insn_idx].ptr_type;
16140
16141         if (*prev_type == NOT_INIT) {
16142                 /* Saw a valid insn
16143                  * dst_reg = *(u32 *)(src_reg + off)
16144                  * save type to validate intersecting paths
16145                  */
16146                 *prev_type = type;
16147         } else if (reg_type_mismatch(type, *prev_type)) {
16148                 /* Abuser program is trying to use the same insn
16149                  * dst_reg = *(u32*) (src_reg + off)
16150                  * with different pointer types:
16151                  * src_reg == ctx in one branch and
16152                  * src_reg == stack|map in some other branch.
16153                  * Reject it.
16154                  */
16155                 if (allow_trust_missmatch &&
16156                     base_type(type) == PTR_TO_BTF_ID &&
16157                     base_type(*prev_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
16158                         /*
16159                          * Have to support a use case when one path through
16160                          * the program yields TRUSTED pointer while another
16161                          * is UNTRUSTED. Fallback to UNTRUSTED to generate
16162                          * BPF_PROBE_MEM.
16163                          */
16164                         *prev_type = PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED;
16165                 } else {
16166                         verbose(env, "same insn cannot be used with different pointers\n");
16167                         return -EINVAL;
16168                 }
16169         }
16170
16171         return 0;
16172 }
16173
16174 static int do_check(struct bpf_verifier_env *env)
16175 {
16176         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
16177         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
16178         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
16179         struct bpf_reg_state *regs;
16180         int insn_cnt = env->prog->len;
16181         bool do_print_state = false;
16182         int prev_insn_idx = -1;
16183
16184         for (;;) {
16185                 struct bpf_insn *insn;
16186                 u8 class;
16187                 int err;
16188
16189                 env->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
16190                 if (env->insn_idx >= insn_cnt) {
16191                         verbose(env, "invalid insn idx %d insn_cnt %d\n",
16192                                 env->insn_idx, insn_cnt);
16193                         return -EFAULT;
16194                 }
16195
16196                 insn = &insns[env->insn_idx];
16197                 class = BPF_CLASS(insn->code);
16198
16199                 if (++env->insn_processed > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS) {
16200                         verbose(env,
16201                                 "BPF program is too large. Processed %d insn\n",
16202                                 env->insn_processed);
16203                         return -E2BIG;
16204                 }
16205
16206                 state->last_insn_idx = env->prev_insn_idx;
16207
16208                 if (is_prune_point(env, env->insn_idx)) {
16209                         err = is_state_visited(env, env->insn_idx);
16210                         if (err < 0)
16211                                 return err;
16212                         if (err == 1) {
16213                                 /* found equivalent state, can prune the search */
16214                                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
16215                                         if (do_print_state)
16216                                                 verbose(env, "\nfrom %d to %d%s: safe\n",
16217                                                         env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
16218                                                         env->cur_state->speculative ?
16219                                                         " (speculative execution)" : "");
16220                                         else
16221                                                 verbose(env, "%d: safe\n", env->insn_idx);
16222                                 }
16223                                 goto process_bpf_exit;
16224                         }
16225                 }
16226
16227                 if (is_jmp_point(env, env->insn_idx)) {
16228                         err = push_jmp_history(env, state);
16229                         if (err)
16230                                 return err;
16231                 }
16232
16233                 if (signal_pending(current))
16234                         return -EAGAIN;
16235
16236                 if (need_resched())
16237                         cond_resched();
16238
16239                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2 && do_print_state) {
16240                         verbose(env, "\nfrom %d to %d%s:",
16241                                 env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
16242                                 env->cur_state->speculative ?
16243                                 " (speculative execution)" : "");
16244                         print_verifier_state(env, state->frame[state->curframe], true);
16245                         do_print_state = false;
16246                 }
16247
16248                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
16249                         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
16250                                 .cb_call        = disasm_kfunc_name,
16251                                 .cb_print       = verbose,
16252                                 .private_data   = env,
16253                         };
16254
16255                         if (verifier_state_scratched(env))
16256                                 print_insn_state(env, state->frame[state->curframe]);
16257
16258                         verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
16259                         env->prev_log_pos = env->log.end_pos;
16260                         verbose(env, "%d: ", env->insn_idx);
16261                         print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
16262                         env->prev_insn_print_pos = env->log.end_pos - env->prev_log_pos;
16263                         env->prev_log_pos = env->log.end_pos;
16264                 }
16265
16266                 if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
16267                         err = bpf_prog_offload_verify_insn(env, env->insn_idx,
16268                                                            env->prev_insn_idx);
16269                         if (err)
16270                                 return err;
16271                 }
16272
16273                 regs = cur_regs(env);
16274                 sanitize_mark_insn_seen(env);
16275                 prev_insn_idx = env->insn_idx;
16276
16277                 if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
16278                         err = check_alu_op(env, insn);
16279                         if (err)
16280                                 return err;
16281
16282                 } else if (class == BPF_LDX) {
16283                         enum bpf_reg_type src_reg_type;
16284
16285                         /* check for reserved fields is already done */
16286
16287                         /* check src operand */
16288                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
16289                         if (err)
16290                                 return err;
16291
16292                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
16293                         if (err)
16294                                 return err;
16295
16296                         src_reg_type = regs[insn->src_reg].type;
16297
16298                         /* check that memory (src_reg + off) is readable,
16299                          * the state of dst_reg will be updated by this func
16300                          */
16301                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->src_reg,
16302                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
16303                                                BPF_READ, insn->dst_reg, false);
16304                         if (err)
16305                                 return err;
16306
16307                         err = save_aux_ptr_type(env, src_reg_type, true);
16308                         if (err)
16309                                 return err;
16310                 } else if (class == BPF_STX) {
16311                         enum bpf_reg_type dst_reg_type;
16312
16313                         if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC) {
16314                                 err = check_atomic(env, env->insn_idx, insn);
16315                                 if (err)
16316                                         return err;
16317                                 env->insn_idx++;
16318                                 continue;
16319                         }
16320
16321                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM || insn->imm != 0) {
16322                                 verbose(env, "BPF_STX uses reserved fields\n");
16323                                 return -EINVAL;
16324                         }
16325
16326                         /* check src1 operand */
16327                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
16328                         if (err)
16329                                 return err;
16330                         /* check src2 operand */
16331                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
16332                         if (err)
16333                                 return err;
16334
16335                         dst_reg_type = regs[insn->dst_reg].type;
16336
16337                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
16338                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
16339                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
16340                                                BPF_WRITE, insn->src_reg, false);
16341                         if (err)
16342                                 return err;
16343
16344                         err = save_aux_ptr_type(env, dst_reg_type, false);
16345                         if (err)
16346                                 return err;
16347                 } else if (class == BPF_ST) {
16348                         enum bpf_reg_type dst_reg_type;
16349
16350                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM ||
16351                             insn->src_reg != BPF_REG_0) {
16352                                 verbose(env, "BPF_ST uses reserved fields\n");
16353                                 return -EINVAL;
16354                         }
16355                         /* check src operand */
16356                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
16357                         if (err)
16358                                 return err;
16359
16360                         dst_reg_type = regs[insn->dst_reg].type;
16361
16362                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
16363                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
16364                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
16365                                                BPF_WRITE, -1, false);
16366                         if (err)
16367                                 return err;
16368
16369                         err = save_aux_ptr_type(env, dst_reg_type, false);
16370                         if (err)
16371                                 return err;
16372                 } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
16373                         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
16374
16375                         env->jmps_processed++;
16376                         if (opcode == BPF_CALL) {
16377                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
16378                                     (insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL
16379                                      && insn->off != 0) ||
16380                                     (insn->src_reg != BPF_REG_0 &&
16381                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL &&
16382                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) ||
16383                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
16384                                     class == BPF_JMP32) {
16385                                         verbose(env, "BPF_CALL uses reserved fields\n");
16386                                         return -EINVAL;
16387                                 }
16388
16389                                 if (env->cur_state->active_lock.ptr) {
16390                                         if ((insn->src_reg == BPF_REG_0 && insn->imm != BPF_FUNC_spin_unlock) ||
16391                                             (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL) ||
16392                                             (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL &&
16393                                              (insn->off != 0 || !is_bpf_graph_api_kfunc(insn->imm)))) {
16394                                                 verbose(env, "function calls are not allowed while holding a lock\n");
16395                                                 return -EINVAL;
16396                                         }
16397                                 }
16398                                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
16399                                         err = check_func_call(env, insn, &env->insn_idx);
16400                                 else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL)
16401                                         err = check_kfunc_call(env, insn, &env->insn_idx);
16402                                 else
16403                                         err = check_helper_call(env, insn, &env->insn_idx);
16404                                 if (err)
16405                                         return err;
16406
16407                                 mark_reg_scratched(env, BPF_REG_0);
16408                         } else if (opcode == BPF_JA) {
16409                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
16410                                     insn->imm != 0 ||
16411                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
16412                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
16413                                     class == BPF_JMP32) {
16414                                         verbose(env, "BPF_JA uses reserved fields\n");
16415                                         return -EINVAL;
16416                                 }
16417
16418                                 env->insn_idx += insn->off + 1;
16419                                 continue;
16420
16421                         } else if (opcode == BPF_EXIT) {
16422                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
16423                                     insn->imm != 0 ||
16424                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
16425                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
16426                                     class == BPF_JMP32) {
16427                                         verbose(env, "BPF_EXIT uses reserved fields\n");
16428                                         return -EINVAL;
16429                                 }
16430
16431                                 if (env->cur_state->active_lock.ptr &&
16432                                     !in_rbtree_lock_required_cb(env)) {
16433                                         verbose(env, "bpf_spin_unlock is missing\n");
16434                                         return -EINVAL;
16435                                 }
16436
16437                                 if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
16438                                         verbose(env, "bpf_rcu_read_unlock is missing\n");
16439                                         return -EINVAL;
16440                                 }
16441
16442                                 /* We must do check_reference_leak here before
16443                                  * prepare_func_exit to handle the case when
16444                                  * state->curframe > 0, it may be a callback
16445                                  * function, for which reference_state must
16446                                  * match caller reference state when it exits.
16447                                  */
16448                                 err = check_reference_leak(env);
16449                                 if (err)
16450                                         return err;
16451
16452                                 if (state->curframe) {
16453                                         /* exit from nested function */
16454                                         err = prepare_func_exit(env, &env->insn_idx);
16455                                         if (err)
16456                                                 return err;
16457                                         do_print_state = true;
16458                                         continue;
16459                                 }
16460
16461                                 err = check_return_code(env);
16462                                 if (err)
16463                                         return err;
16464 process_bpf_exit:
16465                                 mark_verifier_state_scratched(env);
16466                                 update_branch_counts(env, env->cur_state);
16467                                 err = pop_stack(env, &prev_insn_idx,
16468                                                 &env->insn_idx, pop_log);
16469                                 if (err < 0) {
16470                                         if (err != -ENOENT)
16471                                                 return err;
16472                                         break;
16473                                 } else {
16474                                         do_print_state = true;
16475                                         continue;
16476                                 }
16477                         } else {
16478                                 err = check_cond_jmp_op(env, insn, &env->insn_idx);
16479                                 if (err)
16480                                         return err;
16481                         }
16482                 } else if (class == BPF_LD) {
16483                         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
16484
16485                         if (mode == BPF_ABS || mode == BPF_IND) {
16486                                 err = check_ld_abs(env, insn);
16487                                 if (err)
16488                                         return err;
16489
16490                         } else if (mode == BPF_IMM) {
16491                                 err = check_ld_imm(env, insn);
16492                                 if (err)
16493                                         return err;
16494
16495                                 env->insn_idx++;
16496                                 sanitize_mark_insn_seen(env);
16497                         } else {
16498                                 verbose(env, "invalid BPF_LD mode\n");
16499                                 return -EINVAL;
16500                         }
16501                 } else {
16502                         verbose(env, "unknown insn class %d\n", class);
16503                         return -EINVAL;
16504                 }
16505
16506                 env->insn_idx++;
16507         }
16508
16509         return 0;
16510 }
16511
16512 static int find_btf_percpu_datasec(struct btf *btf)
16513 {
16514         const struct btf_type *t;
16515         const char *tname;
16516         int i, n;
16517
16518         /*
16519          * Both vmlinux and module each have their own ".data..percpu"
16520          * DATASECs in BTF. So for module's case, we need to skip vmlinux BTF
16521          * types to look at only module's own BTF types.
16522          */
16523         n = btf_nr_types(btf);
16524         if (btf_is_module(btf))
16525                 i = btf_nr_types(btf_vmlinux);
16526         else
16527                 i = 1;
16528
16529         for(; i < n; i++) {
16530                 t = btf_type_by_id(btf, i);
16531                 if (BTF_INFO_KIND(t->info) != BTF_KIND_DATASEC)
16532                         continue;
16533
16534                 tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
16535                 if (!strcmp(tname, ".data..percpu"))
16536                         return i;
16537         }
16538
16539         return -ENOENT;
16540 }
16541
16542 /* replace pseudo btf_id with kernel symbol address */
16543 static int check_pseudo_btf_id(struct bpf_verifier_env *env,
16544                                struct bpf_insn *insn,
16545                                struct bpf_insn_aux_data *aux)
16546 {
16547         const struct btf_var_secinfo *vsi;
16548         const struct btf_type *datasec;
16549         struct btf_mod_pair *btf_mod;
16550         const struct btf_type *t;
16551         const char *sym_name;
16552         bool percpu = false;
16553         u32 type, id = insn->imm;
16554         struct btf *btf;
16555         s32 datasec_id;
16556         u64 addr;
16557         int i, btf_fd, err;
16558
16559         btf_fd = insn[1].imm;
16560         if (btf_fd) {
16561                 btf = btf_get_by_fd(btf_fd);
16562                 if (IS_ERR(btf)) {
16563                         verbose(env, "invalid module BTF object FD specified.\n");
16564                         return -EINVAL;
16565                 }
16566         } else {
16567                 if (!btf_vmlinux) {
16568                         verbose(env, "kernel is missing BTF, make sure CONFIG_DEBUG_INFO_BTF=y is specified in Kconfig.\n");
16569                         return -EINVAL;
16570                 }
16571                 btf = btf_vmlinux;
16572                 btf_get(btf);
16573         }
16574
16575         t = btf_type_by_id(btf, id);
16576         if (!t) {
16577                 verbose(env, "ldimm64 insn specifies invalid btf_id %d.\n", id);
16578                 err = -ENOENT;
16579                 goto err_put;
16580         }
16581
16582         if (!btf_type_is_var(t) && !btf_type_is_func(t)) {
16583                 verbose(env, "pseudo btf_id %d in ldimm64 isn't KIND_VAR or KIND_FUNC\n", id);
16584                 err = -EINVAL;
16585                 goto err_put;
16586         }
16587
16588         sym_name = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
16589         addr = kallsyms_lookup_name(sym_name);
16590         if (!addr) {
16591                 verbose(env, "ldimm64 failed to find the address for kernel symbol '%s'.\n",
16592                         sym_name);
16593                 err = -ENOENT;
16594                 goto err_put;
16595         }
16596         insn[0].imm = (u32)addr;
16597         insn[1].imm = addr >> 32;
16598
16599         if (btf_type_is_func(t)) {
16600                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY;
16601                 aux->btf_var.mem_size = 0;
16602                 goto check_btf;
16603         }
16604
16605         datasec_id = find_btf_percpu_datasec(btf);
16606         if (datasec_id > 0) {
16607                 datasec = btf_type_by_id(btf, datasec_id);
16608                 for_each_vsi(i, datasec, vsi) {
16609                         if (vsi->type == id) {
16610                                 percpu = true;
16611                                 break;
16612                         }
16613                 }
16614         }
16615
16616         type = t->type;
16617         t = btf_type_skip_modifiers(btf, type, NULL);
16618         if (percpu) {
16619                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU;
16620                 aux->btf_var.btf = btf;
16621                 aux->btf_var.btf_id = type;
16622         } else if (!btf_type_is_struct(t)) {
16623                 const struct btf_type *ret;
16624                 const char *tname;
16625                 u32 tsize;
16626
16627                 /* resolve the type size of ksym. */
16628                 ret = btf_resolve_size(btf, t, &tsize);
16629                 if (IS_ERR(ret)) {
16630                         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
16631                         verbose(env, "ldimm64 unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
16632                                 tname, PTR_ERR(ret));
16633                         err = -EINVAL;
16634                         goto err_put;
16635                 }
16636                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY;
16637                 aux->btf_var.mem_size = tsize;
16638         } else {
16639                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_BTF_ID;
16640                 aux->btf_var.btf = btf;
16641                 aux->btf_var.btf_id = type;
16642         }
16643 check_btf:
16644         /* check whether we recorded this BTF (and maybe module) already */
16645         for (i = 0; i < env->used_btf_cnt; i++) {
16646                 if (env->used_btfs[i].btf == btf) {
16647                         btf_put(btf);
16648                         return 0;
16649                 }
16650         }
16651
16652         if (env->used_btf_cnt >= MAX_USED_BTFS) {
16653                 err = -E2BIG;
16654                 goto err_put;
16655         }
16656
16657         btf_mod = &env->used_btfs[env->used_btf_cnt];
16658         btf_mod->btf = btf;
16659         btf_mod->module = NULL;
16660
16661         /* if we reference variables from kernel module, bump its refcount */
16662         if (btf_is_module(btf)) {
16663                 btf_mod->module = btf_try_get_module(btf);
16664                 if (!btf_mod->module) {
16665                         err = -ENXIO;
16666                         goto err_put;
16667                 }
16668         }
16669
16670         env->used_btf_cnt++;
16671
16672         return 0;
16673 err_put:
16674         btf_put(btf);
16675         return err;
16676 }
16677
16678 static bool is_tracing_prog_type(enum bpf_prog_type type)
16679 {
16680         switch (type) {
16681         case BPF_PROG_TYPE_KPROBE:
16682         case BPF_PROG_TYPE_TRACEPOINT:
16683         case BPF_PROG_TYPE_PERF_EVENT:
16684         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
16685         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT_WRITABLE:
16686                 return true;
16687         default:
16688                 return false;
16689         }
16690 }
16691
16692 static int check_map_prog_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
16693                                         struct bpf_map *map,
16694                                         struct bpf_prog *prog)
16695
16696 {
16697         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(prog);
16698
16699         if (btf_record_has_field(map->record, BPF_LIST_HEAD) ||
16700             btf_record_has_field(map->record, BPF_RB_ROOT)) {
16701                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
16702                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_{list_head,rb_root} yet\n");
16703                         return -EINVAL;
16704                 }
16705         }
16706
16707         if (btf_record_has_field(map->record, BPF_SPIN_LOCK)) {
16708                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER) {
16709                         verbose(env, "socket filter progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
16710                         return -EINVAL;
16711                 }
16712
16713                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
16714                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
16715                         return -EINVAL;
16716                 }
16717
16718                 if (prog->aux->sleepable) {
16719                         verbose(env, "sleepable progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
16720                         return -EINVAL;
16721                 }
16722         }
16723
16724         if (btf_record_has_field(map->record, BPF_TIMER)) {
16725                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
16726                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_timer yet\n");
16727                         return -EINVAL;
16728                 }
16729         }
16730
16731         if ((bpf_prog_is_offloaded(prog->aux) || bpf_map_is_offloaded(map)) &&
16732             !bpf_offload_prog_map_match(prog, map)) {
16733                 verbose(env, "offload device mismatch between prog and map\n");
16734                 return -EINVAL;
16735         }
16736
16737         if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_STRUCT_OPS) {
16738                 verbose(env, "bpf_struct_ops map cannot be used in prog\n");
16739                 return -EINVAL;
16740         }
16741
16742         if (prog->aux->sleepable)
16743                 switch (map->map_type) {
16744                 case BPF_MAP_TYPE_HASH:
16745                 case BPF_MAP_TYPE_LRU_HASH:
16746                 case BPF_MAP_TYPE_ARRAY:
16747                 case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH:
16748                 case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY:
16749                 case BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH:
16750                 case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
16751                 case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
16752                 case BPF_MAP_TYPE_RINGBUF:
16753                 case BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF:
16754                 case BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE:
16755                 case BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE:
16756                 case BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE:
16757                 case BPF_MAP_TYPE_CGRP_STORAGE:
16758                         break;
16759                 default:
16760                         verbose(env,
16761                                 "Sleepable programs can only use array, hash, ringbuf and local storage maps\n");
16762                         return -EINVAL;
16763                 }
16764
16765         return 0;
16766 }
16767
16768 static bool bpf_map_is_cgroup_storage(struct bpf_map *map)
16769 {
16770         return (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE ||
16771                 map->map_type == BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE);
16772 }
16773
16774 /* find and rewrite pseudo imm in ld_imm64 instructions:
16775  *
16776  * 1. if it accesses map FD, replace it with actual map pointer.
16777  * 2. if it accesses btf_id of a VAR, replace it with pointer to the var.
16778  *
16779  * NOTE: btf_vmlinux is required for converting pseudo btf_id.
16780  */
16781 static int resolve_pseudo_ldimm64(struct bpf_verifier_env *env)
16782 {
16783         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
16784         int insn_cnt = env->prog->len;
16785         int i, j, err;
16786
16787         err = bpf_prog_calc_tag(env->prog);
16788         if (err)
16789                 return err;
16790
16791         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
16792                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
16793                     (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM || insn->imm != 0)) {
16794                         verbose(env, "BPF_LDX uses reserved fields\n");
16795                         return -EINVAL;
16796                 }
16797
16798                 if (insn[0].code == (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW)) {
16799                         struct bpf_insn_aux_data *aux;
16800                         struct bpf_map *map;
16801                         struct fd f;
16802                         u64 addr;
16803                         u32 fd;
16804
16805                         if (i == insn_cnt - 1 || insn[1].code != 0 ||
16806                             insn[1].dst_reg != 0 || insn[1].src_reg != 0 ||
16807                             insn[1].off != 0) {
16808                                 verbose(env, "invalid bpf_ld_imm64 insn\n");
16809                                 return -EINVAL;
16810                         }
16811
16812                         if (insn[0].src_reg == 0)
16813                                 /* valid generic load 64-bit imm */
16814                                 goto next_insn;
16815
16816                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
16817                                 aux = &env->insn_aux_data[i];
16818                                 err = check_pseudo_btf_id(env, insn, aux);
16819                                 if (err)
16820                                         return err;
16821                                 goto next_insn;
16822                         }
16823
16824                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC) {
16825                                 aux = &env->insn_aux_data[i];
16826                                 aux->ptr_type = PTR_TO_FUNC;
16827                                 goto next_insn;
16828                         }
16829
16830                         /* In final convert_pseudo_ld_imm64() step, this is
16831                          * converted into regular 64-bit imm load insn.
16832                          */
16833                         switch (insn[0].src_reg) {
16834                         case BPF_PSEUDO_MAP_VALUE:
16835                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE:
16836                                 break;
16837                         case BPF_PSEUDO_MAP_FD:
16838                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX:
16839                                 if (insn[1].imm == 0)
16840                                         break;
16841                                 fallthrough;
16842                         default:
16843                                 verbose(env, "unrecognized bpf_ld_imm64 insn\n");
16844                                 return -EINVAL;
16845                         }
16846
16847                         switch (insn[0].src_reg) {
16848                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE:
16849                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX:
16850                                 if (bpfptr_is_null(env->fd_array)) {
16851                                         verbose(env, "fd_idx without fd_array is invalid\n");
16852                                         return -EPROTO;
16853                                 }
16854                                 if (copy_from_bpfptr_offset(&fd, env->fd_array,
16855                                                             insn[0].imm * sizeof(fd),
16856                                                             sizeof(fd)))
16857                                         return -EFAULT;
16858                                 break;
16859                         default:
16860                                 fd = insn[0].imm;
16861                                 break;
16862                         }
16863
16864                         f = fdget(fd);
16865                         map = __bpf_map_get(f);
16866                         if (IS_ERR(map)) {
16867                                 verbose(env, "fd %d is not pointing to valid bpf_map\n",
16868                                         insn[0].imm);
16869                                 return PTR_ERR(map);
16870                         }
16871
16872                         err = check_map_prog_compatibility(env, map, env->prog);
16873                         if (err) {
16874                                 fdput(f);
16875                                 return err;
16876                         }
16877
16878                         aux = &env->insn_aux_data[i];
16879                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD ||
16880                             insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX) {
16881                                 addr = (unsigned long)map;
16882                         } else {
16883                                 u32 off = insn[1].imm;
16884
16885                                 if (off >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
16886                                         verbose(env, "direct value offset of %u is not allowed\n", off);
16887                                         fdput(f);
16888                                         return -EINVAL;
16889                                 }
16890
16891                                 if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
16892                                         verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
16893                                         fdput(f);
16894                                         return -EINVAL;
16895                                 }
16896
16897                                 err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
16898                                 if (err) {
16899                                         verbose(env, "invalid access to map value pointer, value_size=%u off=%u\n",
16900                                                 map->value_size, off);
16901                                         fdput(f);
16902                                         return err;
16903                                 }
16904
16905                                 aux->map_off = off;
16906                                 addr += off;
16907                         }
16908
16909                         insn[0].imm = (u32)addr;
16910                         insn[1].imm = addr >> 32;
16911
16912                         /* check whether we recorded this map already */
16913                         for (j = 0; j < env->used_map_cnt; j++) {
16914                                 if (env->used_maps[j] == map) {
16915                                         aux->map_index = j;
16916                                         fdput(f);
16917                                         goto next_insn;
16918                                 }
16919                         }
16920
16921                         if (env->used_map_cnt >= MAX_USED_MAPS) {
16922                                 fdput(f);
16923                                 return -E2BIG;
16924                         }
16925
16926                         /* hold the map. If the program is rejected by verifier,
16927                          * the map will be released by release_maps() or it
16928                          * will be used by the valid program until it's unloaded
16929                          * and all maps are released in free_used_maps()
16930                          */
16931                         bpf_map_inc(map);
16932
16933                         aux->map_index = env->used_map_cnt;
16934                         env->used_maps[env->used_map_cnt++] = map;
16935
16936                         if (bpf_map_is_cgroup_storage(map) &&
16937                             bpf_cgroup_storage_assign(env->prog->aux, map)) {
16938                                 verbose(env, "only one cgroup storage of each type is allowed\n");
16939                                 fdput(f);
16940                                 return -EBUSY;
16941                         }
16942
16943                         fdput(f);
16944 next_insn:
16945                         insn++;
16946                         i++;
16947                         continue;
16948                 }
16949
16950                 /* Basic sanity check before we invest more work here. */
16951                 if (!bpf_opcode_in_insntable(insn->code)) {
16952                         verbose(env, "unknown opcode %02x\n", insn->code);
16953                         return -EINVAL;
16954                 }
16955         }
16956
16957         /* now all pseudo BPF_LD_IMM64 instructions load valid
16958          * 'struct bpf_map *' into a register instead of user map_fd.
16959          * These pointers will be used later by verifier to validate map access.
16960          */
16961         return 0;
16962 }
16963
16964 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
16965 static void release_maps(struct bpf_verifier_env *env)
16966 {
16967         __bpf_free_used_maps(env->prog->aux, env->used_maps,
16968                              env->used_map_cnt);
16969 }
16970
16971 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
16972 static void release_btfs(struct bpf_verifier_env *env)
16973 {
16974         __bpf_free_used_btfs(env->prog->aux, env->used_btfs,
16975                              env->used_btf_cnt);
16976 }
16977
16978 /* convert pseudo BPF_LD_IMM64 into generic BPF_LD_IMM64 */
16979 static void convert_pseudo_ld_imm64(struct bpf_verifier_env *env)
16980 {
16981         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
16982         int insn_cnt = env->prog->len;
16983         int i;
16984
16985         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
16986                 if (insn->code != (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW))
16987                         continue;
16988                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC)
16989                         continue;
16990                 insn->src_reg = 0;
16991         }
16992 }
16993
16994 /* single env->prog->insni[off] instruction was replaced with the range
16995  * insni[off, off + cnt).  Adjust corresponding insn_aux_data by copying
16996  * [0, off) and [off, end) to new locations, so the patched range stays zero
16997  */
16998 static void adjust_insn_aux_data(struct bpf_verifier_env *env,
16999                                  struct bpf_insn_aux_data *new_data,
17000                                  struct bpf_prog *new_prog, u32 off, u32 cnt)
17001 {
17002         struct bpf_insn_aux_data *old_data = env->insn_aux_data;
17003         struct bpf_insn *insn = new_prog->insnsi;
17004         u32 old_seen = old_data[off].seen;
17005         u32 prog_len;
17006         int i;
17007
17008         /* aux info at OFF always needs adjustment, no matter fast path
17009          * (cnt == 1) is taken or not. There is no guarantee INSN at OFF is the
17010          * original insn at old prog.
17011          */
17012         old_data[off].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + off + cnt - 1);
17013
17014         if (cnt == 1)
17015                 return;
17016         prog_len = new_prog->len;
17017
17018         memcpy(new_data, old_data, sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * off);
17019         memcpy(new_data + off + cnt - 1, old_data + off,
17020                sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * (prog_len - off - cnt + 1));
17021         for (i = off; i < off + cnt - 1; i++) {
17022                 /* Expand insni[off]'s seen count to the patched range. */
17023                 new_data[i].seen = old_seen;
17024                 new_data[i].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + i);
17025         }
17026         env->insn_aux_data = new_data;
17027         vfree(old_data);
17028 }
17029
17030 static void adjust_subprog_starts(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 len)
17031 {
17032         int i;
17033
17034         if (len == 1)
17035                 return;
17036         /* NOTE: fake 'exit' subprog should be updated as well. */
17037         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++) {
17038                 if (env->subprog_info[i].start <= off)
17039                         continue;
17040                 env->subprog_info[i].start += len - 1;
17041         }
17042 }
17043
17044 static void adjust_poke_descs(struct bpf_prog *prog, u32 off, u32 len)
17045 {
17046         struct bpf_jit_poke_descriptor *tab = prog->aux->poke_tab;
17047         int i, sz = prog->aux->size_poke_tab;
17048         struct bpf_jit_poke_descriptor *desc;
17049
17050         for (i = 0; i < sz; i++) {
17051                 desc = &tab[i];
17052                 if (desc->insn_idx <= off)
17053                         continue;
17054                 desc->insn_idx += len - 1;
17055         }
17056 }
17057
17058 static struct bpf_prog *bpf_patch_insn_data(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
17059                                             const struct bpf_insn *patch, u32 len)
17060 {
17061         struct bpf_prog *new_prog;
17062         struct bpf_insn_aux_data *new_data = NULL;
17063
17064         if (len > 1) {
17065                 new_data = vzalloc(array_size(env->prog->len + len - 1,
17066                                               sizeof(struct bpf_insn_aux_data)));
17067                 if (!new_data)
17068                         return NULL;
17069         }
17070
17071         new_prog = bpf_patch_insn_single(env->prog, off, patch, len);
17072         if (IS_ERR(new_prog)) {
17073                 if (PTR_ERR(new_prog) == -ERANGE)
17074                         verbose(env,
17075                                 "insn %d cannot be patched due to 16-bit range\n",
17076                                 env->insn_aux_data[off].orig_idx);
17077                 vfree(new_data);
17078                 return NULL;
17079         }
17080         adjust_insn_aux_data(env, new_data, new_prog, off, len);
17081         adjust_subprog_starts(env, off, len);
17082         adjust_poke_descs(new_prog, off, len);
17083         return new_prog;
17084 }
17085
17086 static int adjust_subprog_starts_after_remove(struct bpf_verifier_env *env,
17087                                               u32 off, u32 cnt)
17088 {
17089         int i, j;
17090
17091         /* find first prog starting at or after off (first to remove) */
17092         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
17093                 if (env->subprog_info[i].start >= off)
17094                         break;
17095         /* find first prog starting at or after off + cnt (first to stay) */
17096         for (j = i; j < env->subprog_cnt; j++)
17097                 if (env->subprog_info[j].start >= off + cnt)
17098                         break;
17099         /* if j doesn't start exactly at off + cnt, we are just removing
17100          * the front of previous prog
17101          */
17102         if (env->subprog_info[j].start != off + cnt)
17103                 j--;
17104
17105         if (j > i) {
17106                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
17107                 int move;
17108
17109                 /* move fake 'exit' subprog as well */
17110                 move = env->subprog_cnt + 1 - j;
17111
17112                 memmove(env->subprog_info + i,
17113                         env->subprog_info + j,
17114                         sizeof(*env->subprog_info) * move);
17115                 env->subprog_cnt -= j - i;
17116
17117                 /* remove func_info */
17118                 if (aux->func_info) {
17119                         move = aux->func_info_cnt - j;
17120
17121                         memmove(aux->func_info + i,
17122                                 aux->func_info + j,
17123                                 sizeof(*aux->func_info) * move);
17124                         aux->func_info_cnt -= j - i;
17125                         /* func_info->insn_off is set after all code rewrites,
17126                          * in adjust_btf_func() - no need to adjust
17127                          */
17128                 }
17129         } else {
17130                 /* convert i from "first prog to remove" to "first to adjust" */
17131                 if (env->subprog_info[i].start == off)
17132                         i++;
17133         }
17134
17135         /* update fake 'exit' subprog as well */
17136         for (; i <= env->subprog_cnt; i++)
17137                 env->subprog_info[i].start -= cnt;
17138
17139         return 0;
17140 }
17141
17142 static int bpf_adj_linfo_after_remove(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
17143                                       u32 cnt)
17144 {
17145         struct bpf_prog *prog = env->prog;
17146         u32 i, l_off, l_cnt, nr_linfo;
17147         struct bpf_line_info *linfo;
17148
17149         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
17150         if (!nr_linfo)
17151                 return 0;
17152
17153         linfo = prog->aux->linfo;
17154
17155         /* find first line info to remove, count lines to be removed */
17156         for (i = 0; i < nr_linfo; i++)
17157                 if (linfo[i].insn_off >= off)
17158                         break;
17159
17160         l_off = i;
17161         l_cnt = 0;
17162         for (; i < nr_linfo; i++)
17163                 if (linfo[i].insn_off < off + cnt)
17164                         l_cnt++;
17165                 else
17166                         break;
17167
17168         /* First live insn doesn't match first live linfo, it needs to "inherit"
17169          * last removed linfo.  prog is already modified, so prog->len == off
17170          * means no live instructions after (tail of the program was removed).
17171          */
17172         if (prog->len != off && l_cnt &&
17173             (i == nr_linfo || linfo[i].insn_off != off + cnt)) {
17174                 l_cnt--;
17175                 linfo[--i].insn_off = off + cnt;
17176         }
17177
17178         /* remove the line info which refer to the removed instructions */
17179         if (l_cnt) {
17180                 memmove(linfo + l_off, linfo + i,
17181                         sizeof(*linfo) * (nr_linfo - i));
17182
17183                 prog->aux->nr_linfo -= l_cnt;
17184                 nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
17185         }
17186
17187         /* pull all linfo[i].insn_off >= off + cnt in by cnt */
17188         for (i = l_off; i < nr_linfo; i++)
17189                 linfo[i].insn_off -= cnt;
17190
17191         /* fix up all subprogs (incl. 'exit') which start >= off */
17192         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++)
17193                 if (env->subprog_info[i].linfo_idx > l_off) {
17194                         /* program may have started in the removed region but
17195                          * may not be fully removed
17196                          */
17197                         if (env->subprog_info[i].linfo_idx >= l_off + l_cnt)
17198                                 env->subprog_info[i].linfo_idx -= l_cnt;
17199                         else
17200                                 env->subprog_info[i].linfo_idx = l_off;
17201                 }
17202
17203         return 0;
17204 }
17205
17206 static int verifier_remove_insns(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 cnt)
17207 {
17208         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
17209         unsigned int orig_prog_len = env->prog->len;
17210         int err;
17211
17212         if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
17213                 bpf_prog_offload_remove_insns(env, off, cnt);
17214
17215         err = bpf_remove_insns(env->prog, off, cnt);
17216         if (err)
17217                 return err;
17218
17219         err = adjust_subprog_starts_after_remove(env, off, cnt);
17220         if (err)
17221                 return err;
17222
17223         err = bpf_adj_linfo_after_remove(env, off, cnt);
17224         if (err)
17225                 return err;
17226
17227         memmove(aux_data + off, aux_data + off + cnt,
17228                 sizeof(*aux_data) * (orig_prog_len - off - cnt));
17229
17230         return 0;
17231 }
17232
17233 /* The verifier does more data flow analysis than llvm and will not
17234  * explore branches that are dead at run time. Malicious programs can
17235  * have dead code too. Therefore replace all dead at-run-time code
17236  * with 'ja -1'.
17237  *
17238  * Just nops are not optimal, e.g. if they would sit at the end of the
17239  * program and through another bug we would manage to jump there, then
17240  * we'd execute beyond program memory otherwise. Returning exception
17241  * code also wouldn't work since we can have subprogs where the dead
17242  * code could be located.
17243  */
17244 static void sanitize_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
17245 {
17246         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
17247         struct bpf_insn trap = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, -1);
17248         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
17249         const int insn_cnt = env->prog->len;
17250         int i;
17251
17252         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
17253                 if (aux_data[i].seen)
17254                         continue;
17255                 memcpy(insn + i, &trap, sizeof(trap));
17256                 aux_data[i].zext_dst = false;
17257         }
17258 }
17259
17260 static bool insn_is_cond_jump(u8 code)
17261 {
17262         u8 op;
17263
17264         if (BPF_CLASS(code) == BPF_JMP32)
17265                 return true;
17266
17267         if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP)
17268                 return false;
17269
17270         op = BPF_OP(code);
17271         return op != BPF_JA && op != BPF_EXIT && op != BPF_CALL;
17272 }
17273
17274 static void opt_hard_wire_dead_code_branches(struct bpf_verifier_env *env)
17275 {
17276         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
17277         struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
17278         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
17279         const int insn_cnt = env->prog->len;
17280         int i;
17281
17282         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
17283                 if (!insn_is_cond_jump(insn->code))
17284                         continue;
17285
17286                 if (!aux_data[i + 1].seen)
17287                         ja.off = insn->off;
17288                 else if (!aux_data[i + 1 + insn->off].seen)
17289                         ja.off = 0;
17290                 else
17291                         continue;
17292
17293                 if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
17294                         bpf_prog_offload_replace_insn(env, i, &ja);
17295
17296                 memcpy(insn, &ja, sizeof(ja));
17297         }
17298 }
17299
17300 static int opt_remove_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
17301 {
17302         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
17303         int insn_cnt = env->prog->len;
17304         int i, err;
17305
17306         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
17307                 int j;
17308
17309                 j = 0;
17310                 while (i + j < insn_cnt && !aux_data[i + j].seen)
17311                         j++;
17312                 if (!j)
17313                         continue;
17314
17315                 err = verifier_remove_insns(env, i, j);
17316                 if (err)
17317                         return err;
17318                 insn_cnt = env->prog->len;
17319         }
17320
17321         return 0;
17322 }
17323
17324 static int opt_remove_nops(struct bpf_verifier_env *env)
17325 {
17326         const struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
17327         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
17328         int insn_cnt = env->prog->len;
17329         int i, err;
17330
17331         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
17332                 if (memcmp(&insn[i], &ja, sizeof(ja)))
17333                         continue;
17334
17335                 err = verifier_remove_insns(env, i, 1);
17336                 if (err)
17337                         return err;
17338                 insn_cnt--;
17339                 i--;
17340         }
17341
17342         return 0;
17343 }
17344
17345 static int opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(struct bpf_verifier_env *env,
17346                                          const union bpf_attr *attr)
17347 {
17348         struct bpf_insn *patch, zext_patch[2], rnd_hi32_patch[4];
17349         struct bpf_insn_aux_data *aux = env->insn_aux_data;
17350         int i, patch_len, delta = 0, len = env->prog->len;
17351         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
17352         struct bpf_prog *new_prog;
17353         bool rnd_hi32;
17354
17355         rnd_hi32 = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_RND_HI32;
17356         zext_patch[1] = BPF_ZEXT_REG(0);
17357         rnd_hi32_patch[1] = BPF_ALU64_IMM(BPF_MOV, BPF_REG_AX, 0);
17358         rnd_hi32_patch[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_AX, 32);
17359         rnd_hi32_patch[3] = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, 0, BPF_REG_AX);
17360         for (i = 0; i < len; i++) {
17361                 int adj_idx = i + delta;
17362                 struct bpf_insn insn;
17363                 int load_reg;
17364
17365                 insn = insns[adj_idx];
17366                 load_reg = insn_def_regno(&insn);
17367                 if (!aux[adj_idx].zext_dst) {
17368                         u8 code, class;
17369                         u32 imm_rnd;
17370
17371                         if (!rnd_hi32)
17372                                 continue;
17373
17374                         code = insn.code;
17375                         class = BPF_CLASS(code);
17376                         if (load_reg == -1)
17377                                 continue;
17378
17379                         /* NOTE: arg "reg" (the fourth one) is only used for
17380                          *       BPF_STX + SRC_OP, so it is safe to pass NULL
17381                          *       here.
17382                          */
17383                         if (is_reg64(env, &insn, load_reg, NULL, DST_OP)) {
17384                                 if (class == BPF_LD &&
17385                                     BPF_MODE(code) == BPF_IMM)
17386                                         i++;
17387                                 continue;
17388                         }
17389
17390                         /* ctx load could be transformed into wider load. */
17391                         if (class == BPF_LDX &&
17392                             aux[adj_idx].ptr_type == PTR_TO_CTX)
17393                                 continue;
17394
17395                         imm_rnd = get_random_u32();
17396                         rnd_hi32_patch[0] = insn;
17397                         rnd_hi32_patch[1].imm = imm_rnd;
17398                         rnd_hi32_patch[3].dst_reg = load_reg;
17399                         patch = rnd_hi32_patch;
17400                         patch_len = 4;
17401                         goto apply_patch_buffer;
17402                 }
17403
17404                 /* Add in an zero-extend instruction if a) the JIT has requested
17405                  * it or b) it's a CMPXCHG.
17406                  *
17407                  * The latter is because: BPF_CMPXCHG always loads a value into
17408                  * R0, therefore always zero-extends. However some archs'
17409                  * equivalent instruction only does this load when the
17410                  * comparison is successful. This detail of CMPXCHG is
17411                  * orthogonal to the general zero-extension behaviour of the
17412                  * CPU, so it's treated independently of bpf_jit_needs_zext.
17413                  */
17414                 if (!bpf_jit_needs_zext() && !is_cmpxchg_insn(&insn))
17415                         continue;
17416
17417                 /* Zero-extension is done by the caller. */
17418                 if (bpf_pseudo_kfunc_call(&insn))
17419                         continue;
17420
17421                 if (WARN_ON(load_reg == -1)) {
17422                         verbose(env, "verifier bug. zext_dst is set, but no reg is defined\n");
17423                         return -EFAULT;
17424                 }
17425
17426                 zext_patch[0] = insn;
17427                 zext_patch[1].dst_reg = load_reg;
17428                 zext_patch[1].src_reg = load_reg;
17429                 patch = zext_patch;
17430                 patch_len = 2;
17431 apply_patch_buffer:
17432                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, adj_idx, patch, patch_len);
17433                 if (!new_prog)
17434                         return -ENOMEM;
17435                 env->prog = new_prog;
17436                 insns = new_prog->insnsi;
17437                 aux = env->insn_aux_data;
17438                 delta += patch_len - 1;
17439         }
17440
17441         return 0;
17442 }
17443
17444 /* convert load instructions that access fields of a context type into a
17445  * sequence of instructions that access fields of the underlying structure:
17446  *     struct __sk_buff    -> struct sk_buff
17447  *     struct bpf_sock_ops -> struct sock
17448  */
17449 static int convert_ctx_accesses(struct bpf_verifier_env *env)
17450 {
17451         const struct bpf_verifier_ops *ops = env->ops;
17452         int i, cnt, size, ctx_field_size, delta = 0;
17453         const int insn_cnt = env->prog->len;
17454         struct bpf_insn insn_buf[16], *insn;
17455         u32 target_size, size_default, off;
17456         struct bpf_prog *new_prog;
17457         enum bpf_access_type type;
17458         bool is_narrower_load;
17459
17460         if (ops->gen_prologue || env->seen_direct_write) {
17461                 if (!ops->gen_prologue) {
17462                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
17463                         return -EINVAL;
17464                 }
17465                 cnt = ops->gen_prologue(insn_buf, env->seen_direct_write,
17466                                         env->prog);
17467                 if (cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
17468                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
17469                         return -EINVAL;
17470                 } else if (cnt) {
17471                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, 0, insn_buf, cnt);
17472                         if (!new_prog)
17473                                 return -ENOMEM;
17474
17475                         env->prog = new_prog;
17476                         delta += cnt - 1;
17477                 }
17478         }
17479
17480         if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
17481                 return 0;
17482
17483         insn = env->prog->insnsi + delta;
17484
17485         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
17486                 bpf_convert_ctx_access_t convert_ctx_access;
17487
17488                 if (insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_B) ||
17489                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_H) ||
17490                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_W) ||
17491                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_DW)) {
17492                         type = BPF_READ;
17493                 } else if (insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_B) ||
17494                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_H) ||
17495                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_W) ||
17496                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_DW) ||
17497                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_B) ||
17498                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_H) ||
17499                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_W) ||
17500                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_DW)) {
17501                         type = BPF_WRITE;
17502                 } else {
17503                         continue;
17504                 }
17505
17506                 if (type == BPF_WRITE &&
17507                     env->insn_aux_data[i + delta].sanitize_stack_spill) {
17508                         struct bpf_insn patch[] = {
17509                                 *insn,
17510                                 BPF_ST_NOSPEC(),
17511                         };
17512
17513                         cnt = ARRAY_SIZE(patch);
17514                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patch, cnt);
17515                         if (!new_prog)
17516                                 return -ENOMEM;
17517
17518                         delta    += cnt - 1;
17519                         env->prog = new_prog;
17520                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
17521                         continue;
17522                 }
17523
17524                 switch ((int)env->insn_aux_data[i + delta].ptr_type) {
17525                 case PTR_TO_CTX:
17526                         if (!ops->convert_ctx_access)
17527                                 continue;
17528                         convert_ctx_access = ops->convert_ctx_access;
17529                         break;
17530                 case PTR_TO_SOCKET:
17531                 case PTR_TO_SOCK_COMMON:
17532                         convert_ctx_access = bpf_sock_convert_ctx_access;
17533                         break;
17534                 case PTR_TO_TCP_SOCK:
17535                         convert_ctx_access = bpf_tcp_sock_convert_ctx_access;
17536                         break;
17537                 case PTR_TO_XDP_SOCK:
17538                         convert_ctx_access = bpf_xdp_sock_convert_ctx_access;
17539                         break;
17540                 case PTR_TO_BTF_ID:
17541                 case PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED:
17542                 /* PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC always has a valid lifetime, unlike
17543                  * PTR_TO_BTF_ID, and an active ref_obj_id, but the same cannot
17544                  * be said once it is marked PTR_UNTRUSTED, hence we must handle
17545                  * any faults for loads into such types. BPF_WRITE is disallowed
17546                  * for this case.
17547                  */
17548                 case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | PTR_UNTRUSTED:
17549                         if (type == BPF_READ) {
17550                                 insn->code = BPF_LDX | BPF_PROBE_MEM |
17551                                         BPF_SIZE((insn)->code);
17552                                 env->prog->aux->num_exentries++;
17553                         }
17554                         continue;
17555                 default:
17556                         continue;
17557                 }
17558
17559                 ctx_field_size = env->insn_aux_data[i + delta].ctx_field_size;
17560                 size = BPF_LDST_BYTES(insn);
17561
17562                 /* If the read access is a narrower load of the field,
17563                  * convert to a 4/8-byte load, to minimum program type specific
17564                  * convert_ctx_access changes. If conversion is successful,
17565                  * we will apply proper mask to the result.
17566                  */
17567                 is_narrower_load = size < ctx_field_size;
17568                 size_default = bpf_ctx_off_adjust_machine(ctx_field_size);
17569                 off = insn->off;
17570                 if (is_narrower_load) {
17571                         u8 size_code;
17572
17573                         if (type == BPF_WRITE) {
17574                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx access misconfigured\n");
17575                                 return -EINVAL;
17576                         }
17577
17578                         size_code = BPF_H;
17579                         if (ctx_field_size == 4)
17580                                 size_code = BPF_W;
17581                         else if (ctx_field_size == 8)
17582                                 size_code = BPF_DW;
17583
17584                         insn->off = off & ~(size_default - 1);
17585                         insn->code = BPF_LDX | BPF_MEM | size_code;
17586                 }
17587
17588                 target_size = 0;
17589                 cnt = convert_ctx_access(type, insn, insn_buf, env->prog,
17590                                          &target_size);
17591                 if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf) ||
17592                     (ctx_field_size && !target_size)) {
17593                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
17594                         return -EINVAL;
17595                 }
17596
17597                 if (is_narrower_load && size < target_size) {
17598                         u8 shift = bpf_ctx_narrow_access_offset(
17599                                 off, size, size_default) * 8;
17600                         if (shift && cnt + 1 >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
17601                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx load misconfigured\n");
17602                                 return -EINVAL;
17603                         }
17604                         if (ctx_field_size <= 4) {
17605                                 if (shift)
17606                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_RSH,
17607                                                                         insn->dst_reg,
17608                                                                         shift);
17609                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
17610                                                                 (1 << size * 8) - 1);
17611                         } else {
17612                                 if (shift)
17613                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_RSH,
17614                                                                         insn->dst_reg,
17615                                                                         shift);
17616                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
17617                                                                 (1ULL << size * 8) - 1);
17618                         }
17619                 }
17620
17621                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
17622                 if (!new_prog)
17623                         return -ENOMEM;
17624
17625                 delta += cnt - 1;
17626
17627                 /* keep walking new program and skip insns we just inserted */
17628                 env->prog = new_prog;
17629                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
17630         }
17631
17632         return 0;
17633 }
17634
17635 static int jit_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
17636 {
17637         struct bpf_prog *prog = env->prog, **func, *tmp;
17638         int i, j, subprog_start, subprog_end = 0, len, subprog;
17639         struct bpf_map *map_ptr;
17640         struct bpf_insn *insn;
17641         void *old_bpf_func;
17642         int err, num_exentries;
17643
17644         if (env->subprog_cnt <= 1)
17645                 return 0;
17646
17647         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
17648                 if (!bpf_pseudo_func(insn) && !bpf_pseudo_call(insn))
17649                         continue;
17650
17651                 /* Upon error here we cannot fall back to interpreter but
17652                  * need a hard reject of the program. Thus -EFAULT is
17653                  * propagated in any case.
17654                  */
17655                 subprog = find_subprog(env, i + insn->imm + 1);
17656                 if (subprog < 0) {
17657                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
17658                                   i + insn->imm + 1);
17659                         return -EFAULT;
17660                 }
17661                 /* temporarily remember subprog id inside insn instead of
17662                  * aux_data, since next loop will split up all insns into funcs
17663                  */
17664                 insn->off = subprog;
17665                 /* remember original imm in case JIT fails and fallback
17666                  * to interpreter will be needed
17667                  */
17668                 env->insn_aux_data[i].call_imm = insn->imm;
17669                 /* point imm to __bpf_call_base+1 from JITs point of view */
17670                 insn->imm = 1;
17671                 if (bpf_pseudo_func(insn))
17672                         /* jit (e.g. x86_64) may emit fewer instructions
17673                          * if it learns a u32 imm is the same as a u64 imm.
17674                          * Force a non zero here.
17675                          */
17676                         insn[1].imm = 1;
17677         }
17678
17679         err = bpf_prog_alloc_jited_linfo(prog);
17680         if (err)
17681                 goto out_undo_insn;
17682
17683         err = -ENOMEM;
17684         func = kcalloc(env->subprog_cnt, sizeof(prog), GFP_KERNEL);
17685         if (!func)
17686                 goto out_undo_insn;
17687
17688         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
17689                 subprog_start = subprog_end;
17690                 subprog_end = env->subprog_info[i + 1].start;
17691
17692                 len = subprog_end - subprog_start;
17693                 /* bpf_prog_run() doesn't call subprogs directly,
17694                  * hence main prog stats include the runtime of subprogs.
17695                  * subprogs don't have IDs and not reachable via prog_get_next_id
17696                  * func[i]->stats will never be accessed and stays NULL
17697                  */
17698                 func[i] = bpf_prog_alloc_no_stats(bpf_prog_size(len), GFP_USER);
17699                 if (!func[i])
17700                         goto out_free;
17701                 memcpy(func[i]->insnsi, &prog->insnsi[subprog_start],
17702                        len * sizeof(struct bpf_insn));
17703                 func[i]->type = prog->type;
17704                 func[i]->len = len;
17705                 if (bpf_prog_calc_tag(func[i]))
17706                         goto out_free;
17707                 func[i]->is_func = 1;
17708                 func[i]->aux->func_idx = i;
17709                 /* Below members will be freed only at prog->aux */
17710                 func[i]->aux->btf = prog->aux->btf;
17711                 func[i]->aux->func_info = prog->aux->func_info;
17712                 func[i]->aux->func_info_cnt = prog->aux->func_info_cnt;
17713                 func[i]->aux->poke_tab = prog->aux->poke_tab;
17714                 func[i]->aux->size_poke_tab = prog->aux->size_poke_tab;
17715
17716                 for (j = 0; j < prog->aux->size_poke_tab; j++) {
17717                         struct bpf_jit_poke_descriptor *poke;
17718
17719                         poke = &prog->aux->poke_tab[j];
17720                         if (poke->insn_idx < subprog_end &&
17721                             poke->insn_idx >= subprog_start)
17722                                 poke->aux = func[i]->aux;
17723                 }
17724
17725                 func[i]->aux->name[0] = 'F';
17726                 func[i]->aux->stack_depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
17727                 func[i]->jit_requested = 1;
17728                 func[i]->blinding_requested = prog->blinding_requested;
17729                 func[i]->aux->kfunc_tab = prog->aux->kfunc_tab;
17730                 func[i]->aux->kfunc_btf_tab = prog->aux->kfunc_btf_tab;
17731                 func[i]->aux->linfo = prog->aux->linfo;
17732                 func[i]->aux->nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
17733                 func[i]->aux->jited_linfo = prog->aux->jited_linfo;
17734                 func[i]->aux->linfo_idx = env->subprog_info[i].linfo_idx;
17735                 num_exentries = 0;
17736                 insn = func[i]->insnsi;
17737                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
17738                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
17739                             BPF_MODE(insn->code) == BPF_PROBE_MEM)
17740                                 num_exentries++;
17741                 }
17742                 func[i]->aux->num_exentries = num_exentries;
17743                 func[i]->aux->tail_call_reachable = env->subprog_info[i].tail_call_reachable;
17744                 func[i] = bpf_int_jit_compile(func[i]);
17745                 if (!func[i]->jited) {
17746                         err = -ENOTSUPP;
17747                         goto out_free;
17748                 }
17749                 cond_resched();
17750         }
17751
17752         /* at this point all bpf functions were successfully JITed
17753          * now populate all bpf_calls with correct addresses and
17754          * run last pass of JIT
17755          */
17756         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
17757                 insn = func[i]->insnsi;
17758                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
17759                         if (bpf_pseudo_func(insn)) {
17760                                 subprog = insn->off;
17761                                 insn[0].imm = (u32)(long)func[subprog]->bpf_func;
17762                                 insn[1].imm = ((u64)(long)func[subprog]->bpf_func) >> 32;
17763                                 continue;
17764                         }
17765                         if (!bpf_pseudo_call(insn))
17766                                 continue;
17767                         subprog = insn->off;
17768                         insn->imm = BPF_CALL_IMM(func[subprog]->bpf_func);
17769                 }
17770
17771                 /* we use the aux data to keep a list of the start addresses
17772                  * of the JITed images for each function in the program
17773                  *
17774                  * for some architectures, such as powerpc64, the imm field
17775                  * might not be large enough to hold the offset of the start
17776                  * address of the callee's JITed image from __bpf_call_base
17777                  *
17778                  * in such cases, we can lookup the start address of a callee
17779                  * by using its subprog id, available from the off field of
17780                  * the call instruction, as an index for this list
17781                  */
17782                 func[i]->aux->func = func;
17783                 func[i]->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
17784         }
17785         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
17786                 old_bpf_func = func[i]->bpf_func;
17787                 tmp = bpf_int_jit_compile(func[i]);
17788                 if (tmp != func[i] || func[i]->bpf_func != old_bpf_func) {
17789                         verbose(env, "JIT doesn't support bpf-to-bpf calls\n");
17790                         err = -ENOTSUPP;
17791                         goto out_free;
17792                 }
17793                 cond_resched();
17794         }
17795
17796         /* finally lock prog and jit images for all functions and
17797          * populate kallsysm. Begin at the first subprogram, since
17798          * bpf_prog_load will add the kallsyms for the main program.
17799          */
17800         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
17801                 bpf_prog_lock_ro(func[i]);
17802                 bpf_prog_kallsyms_add(func[i]);
17803         }
17804
17805         /* Last step: make now unused interpreter insns from main
17806          * prog consistent for later dump requests, so they can
17807          * later look the same as if they were interpreted only.
17808          */
17809         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
17810                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
17811                         insn[0].imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
17812                         insn[1].imm = insn->off;
17813                         insn->off = 0;
17814                         continue;
17815                 }
17816                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
17817                         continue;
17818                 insn->off = env->insn_aux_data[i].call_imm;
17819                 subprog = find_subprog(env, i + insn->off + 1);
17820                 insn->imm = subprog;
17821         }
17822
17823         prog->jited = 1;
17824         prog->bpf_func = func[0]->bpf_func;
17825         prog->jited_len = func[0]->jited_len;
17826         prog->aux->extable = func[0]->aux->extable;
17827         prog->aux->num_exentries = func[0]->aux->num_exentries;
17828         prog->aux->func = func;
17829         prog->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
17830         bpf_prog_jit_attempt_done(prog);
17831         return 0;
17832 out_free:
17833         /* We failed JIT'ing, so at this point we need to unregister poke
17834          * descriptors from subprogs, so that kernel is not attempting to
17835          * patch it anymore as we're freeing the subprog JIT memory.
17836          */
17837         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
17838                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
17839                 map_ptr->ops->map_poke_untrack(map_ptr, prog->aux);
17840         }
17841         /* At this point we're guaranteed that poke descriptors are not
17842          * live anymore. We can just unlink its descriptor table as it's
17843          * released with the main prog.
17844          */
17845         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
17846                 if (!func[i])
17847                         continue;
17848                 func[i]->aux->poke_tab = NULL;
17849                 bpf_jit_free(func[i]);
17850         }
17851         kfree(func);
17852 out_undo_insn:
17853         /* cleanup main prog to be interpreted */
17854         prog->jit_requested = 0;
17855         prog->blinding_requested = 0;
17856         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
17857                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
17858                         continue;
17859                 insn->off = 0;
17860                 insn->imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
17861         }
17862         bpf_prog_jit_attempt_done(prog);
17863         return err;
17864 }
17865
17866 static int fixup_call_args(struct bpf_verifier_env *env)
17867 {
17868 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
17869         struct bpf_prog *prog = env->prog;
17870         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
17871         bool has_kfunc_call = bpf_prog_has_kfunc_call(prog);
17872         int i, depth;
17873 #endif
17874         int err = 0;
17875
17876         if (env->prog->jit_requested &&
17877             !bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
17878                 err = jit_subprogs(env);
17879                 if (err == 0)
17880                         return 0;
17881                 if (err == -EFAULT)
17882                         return err;
17883         }
17884 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
17885         if (has_kfunc_call) {
17886                 verbose(env, "calling kernel functions are not allowed in non-JITed programs\n");
17887                 return -EINVAL;
17888         }
17889         if (env->subprog_cnt > 1 && env->prog->aux->tail_call_reachable) {
17890                 /* When JIT fails the progs with bpf2bpf calls and tail_calls
17891                  * have to be rejected, since interpreter doesn't support them yet.
17892                  */
17893                 verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
17894                 return -EINVAL;
17895         }
17896         for (i = 0; i < prog->len; i++, insn++) {
17897                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
17898                         /* When JIT fails the progs with callback calls
17899                          * have to be rejected, since interpreter doesn't support them yet.
17900                          */
17901                         verbose(env, "callbacks are not allowed in non-JITed programs\n");
17902                         return -EINVAL;
17903                 }
17904
17905                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
17906                         continue;
17907                 depth = get_callee_stack_depth(env, insn, i);
17908                 if (depth < 0)
17909                         return depth;
17910                 bpf_patch_call_args(insn, depth);
17911         }
17912         err = 0;
17913 #endif
17914         return err;
17915 }
17916
17917 /* replace a generic kfunc with a specialized version if necessary */
17918 static void specialize_kfunc(struct bpf_verifier_env *env,
17919                              u32 func_id, u16 offset, unsigned long *addr)
17920 {
17921         struct bpf_prog *prog = env->prog;
17922         bool seen_direct_write;
17923         void *xdp_kfunc;
17924         bool is_rdonly;
17925
17926         if (bpf_dev_bound_kfunc_id(func_id)) {
17927                 xdp_kfunc = bpf_dev_bound_resolve_kfunc(prog, func_id);
17928                 if (xdp_kfunc) {
17929                         *addr = (unsigned long)xdp_kfunc;
17930                         return;
17931                 }
17932                 /* fallback to default kfunc when not supported by netdev */
17933         }
17934
17935         if (offset)
17936                 return;
17937
17938         if (func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_from_skb]) {
17939                 seen_direct_write = env->seen_direct_write;
17940                 is_rdonly = !may_access_direct_pkt_data(env, NULL, BPF_WRITE);
17941
17942                 if (is_rdonly)
17943                         *addr = (unsigned long)bpf_dynptr_from_skb_rdonly;
17944
17945                 /* restore env->seen_direct_write to its original value, since
17946                  * may_access_direct_pkt_data mutates it
17947                  */
17948                 env->seen_direct_write = seen_direct_write;
17949         }
17950 }
17951
17952 static void __fixup_collection_insert_kfunc(struct bpf_insn_aux_data *insn_aux,
17953                                             u16 struct_meta_reg,
17954                                             u16 node_offset_reg,
17955                                             struct bpf_insn *insn,
17956                                             struct bpf_insn *insn_buf,
17957                                             int *cnt)
17958 {
17959         struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = insn_aux->kptr_struct_meta;
17960         struct bpf_insn addr[2] = { BPF_LD_IMM64(struct_meta_reg, (long)kptr_struct_meta) };
17961
17962         insn_buf[0] = addr[0];
17963         insn_buf[1] = addr[1];
17964         insn_buf[2] = BPF_MOV64_IMM(node_offset_reg, insn_aux->insert_off);
17965         insn_buf[3] = *insn;
17966         *cnt = 4;
17967 }
17968
17969 static int fixup_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
17970                             struct bpf_insn *insn_buf, int insn_idx, int *cnt)
17971 {
17972         const struct bpf_kfunc_desc *desc;
17973
17974         if (!insn->imm) {
17975                 verbose(env, "invalid kernel function call not eliminated in verifier pass\n");
17976                 return -EINVAL;
17977         }
17978
17979         *cnt = 0;
17980
17981         /* insn->imm has the btf func_id. Replace it with an offset relative to
17982          * __bpf_call_base, unless the JIT needs to call functions that are
17983          * further than 32 bits away (bpf_jit_supports_far_kfunc_call()).
17984          */
17985         desc = find_kfunc_desc(env->prog, insn->imm, insn->off);
17986         if (!desc) {
17987                 verbose(env, "verifier internal error: kernel function descriptor not found for func_id %u\n",
17988                         insn->imm);
17989                 return -EFAULT;
17990         }
17991
17992         if (!bpf_jit_supports_far_kfunc_call())
17993                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(desc->addr);
17994         if (insn->off)
17995                 return 0;
17996         if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl]) {
17997                 struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = env->insn_aux_data[insn_idx].kptr_struct_meta;
17998                 struct bpf_insn addr[2] = { BPF_LD_IMM64(BPF_REG_2, (long)kptr_struct_meta) };
17999                 u64 obj_new_size = env->insn_aux_data[insn_idx].obj_new_size;
18000
18001                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_1, obj_new_size);
18002                 insn_buf[1] = addr[0];
18003                 insn_buf[2] = addr[1];
18004                 insn_buf[3] = *insn;
18005                 *cnt = 4;
18006         } else if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_drop_impl] ||
18007                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl]) {
18008                 struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = env->insn_aux_data[insn_idx].kptr_struct_meta;
18009                 struct bpf_insn addr[2] = { BPF_LD_IMM64(BPF_REG_2, (long)kptr_struct_meta) };
18010
18011                 insn_buf[0] = addr[0];
18012                 insn_buf[1] = addr[1];
18013                 insn_buf[2] = *insn;
18014                 *cnt = 3;
18015         } else if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl] ||
18016                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
18017                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
18018                 int struct_meta_reg = BPF_REG_3;
18019                 int node_offset_reg = BPF_REG_4;
18020
18021                 /* rbtree_add has extra 'less' arg, so args-to-fixup are in diff regs */
18022                 if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
18023                         struct_meta_reg = BPF_REG_4;
18024                         node_offset_reg = BPF_REG_5;
18025                 }
18026
18027                 __fixup_collection_insert_kfunc(&env->insn_aux_data[insn_idx], struct_meta_reg,
18028                                                 node_offset_reg, insn, insn_buf, cnt);
18029         } else if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx] ||
18030                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rdonly_cast]) {
18031                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_REG(BPF_REG_0, BPF_REG_1);
18032                 *cnt = 1;
18033         }
18034         return 0;
18035 }
18036
18037 /* Do various post-verification rewrites in a single program pass.
18038  * These rewrites simplify JIT and interpreter implementations.
18039  */
18040 static int do_misc_fixups(struct bpf_verifier_env *env)
18041 {
18042         struct bpf_prog *prog = env->prog;
18043         enum bpf_attach_type eatype = prog->expected_attach_type;
18044         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(prog);
18045         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
18046         const struct bpf_func_proto *fn;
18047         const int insn_cnt = prog->len;
18048         const struct bpf_map_ops *ops;
18049         struct bpf_insn_aux_data *aux;
18050         struct bpf_insn insn_buf[16];
18051         struct bpf_prog *new_prog;
18052         struct bpf_map *map_ptr;
18053         int i, ret, cnt, delta = 0;
18054
18055         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
18056                 /* Make divide-by-zero exceptions impossible. */
18057                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_X) ||
18058                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X) ||
18059                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X) ||
18060                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X)) {
18061                         bool is64 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64;
18062                         bool isdiv = BPF_OP(insn->code) == BPF_DIV;
18063                         struct bpf_insn *patchlet;
18064                         struct bpf_insn chk_and_div[] = {
18065                                 /* [R,W]x div 0 -> 0 */
18066                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
18067                                              BPF_JNE | BPF_K, insn->src_reg,
18068                                              0, 2, 0),
18069                                 BPF_ALU32_REG(BPF_XOR, insn->dst_reg, insn->dst_reg),
18070                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
18071                                 *insn,
18072                         };
18073                         struct bpf_insn chk_and_mod[] = {
18074                                 /* [R,W]x mod 0 -> [R,W]x */
18075                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
18076                                              BPF_JEQ | BPF_K, insn->src_reg,
18077                                              0, 1 + (is64 ? 0 : 1), 0),
18078                                 *insn,
18079                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
18080                                 BPF_MOV32_REG(insn->dst_reg, insn->dst_reg),
18081                         };
18082
18083                         patchlet = isdiv ? chk_and_div : chk_and_mod;
18084                         cnt = isdiv ? ARRAY_SIZE(chk_and_div) :
18085                                       ARRAY_SIZE(chk_and_mod) - (is64 ? 2 : 0);
18086
18087                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patchlet, cnt);
18088                         if (!new_prog)
18089                                 return -ENOMEM;
18090
18091                         delta    += cnt - 1;
18092                         env->prog = prog = new_prog;
18093                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18094                         continue;
18095                 }
18096
18097                 /* Implement LD_ABS and LD_IND with a rewrite, if supported by the program type. */
18098                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LD &&
18099                     (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ABS ||
18100                      BPF_MODE(insn->code) == BPF_IND)) {
18101                         cnt = env->ops->gen_ld_abs(insn, insn_buf);
18102                         if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
18103                                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
18104                                 return -EINVAL;
18105                         }
18106
18107                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18108                         if (!new_prog)
18109                                 return -ENOMEM;
18110
18111                         delta    += cnt - 1;
18112                         env->prog = prog = new_prog;
18113                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18114                         continue;
18115                 }
18116
18117                 /* Rewrite pointer arithmetic to mitigate speculation attacks. */
18118                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X) ||
18119                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X)) {
18120                         const u8 code_add = BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X;
18121                         const u8 code_sub = BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X;
18122                         struct bpf_insn *patch = &insn_buf[0];
18123                         bool issrc, isneg, isimm;
18124                         u32 off_reg;
18125
18126                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
18127                         if (!aux->alu_state ||
18128                             aux->alu_state == BPF_ALU_NON_POINTER)
18129                                 continue;
18130
18131                         isneg = aux->alu_state & BPF_ALU_NEG_VALUE;
18132                         issrc = (aux->alu_state & BPF_ALU_SANITIZE) ==
18133                                 BPF_ALU_SANITIZE_SRC;
18134                         isimm = aux->alu_state & BPF_ALU_IMMEDIATE;
18135
18136                         off_reg = issrc ? insn->src_reg : insn->dst_reg;
18137                         if (isimm) {
18138                                 *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit);
18139                         } else {
18140                                 if (isneg)
18141                                         *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
18142                                 *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit);
18143                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_SUB, BPF_REG_AX, off_reg);
18144                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, BPF_REG_AX, off_reg);
18145                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_NEG, BPF_REG_AX, 0);
18146                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_ARSH, BPF_REG_AX, 63);
18147                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_AND, BPF_REG_AX, off_reg);
18148                         }
18149                         if (!issrc)
18150                                 *patch++ = BPF_MOV64_REG(insn->dst_reg, insn->src_reg);
18151                         insn->src_reg = BPF_REG_AX;
18152                         if (isneg)
18153                                 insn->code = insn->code == code_add ?
18154                                              code_sub : code_add;
18155                         *patch++ = *insn;
18156                         if (issrc && isneg && !isimm)
18157                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
18158                         cnt = patch - insn_buf;
18159
18160                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18161                         if (!new_prog)
18162                                 return -ENOMEM;
18163
18164                         delta    += cnt - 1;
18165                         env->prog = prog = new_prog;
18166                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18167                         continue;
18168                 }
18169
18170                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL))
18171                         continue;
18172                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
18173                         continue;
18174                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) {
18175                         ret = fixup_kfunc_call(env, insn, insn_buf, i + delta, &cnt);
18176                         if (ret)
18177                                 return ret;
18178                         if (cnt == 0)
18179                                 continue;
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->imm == BPF_FUNC_get_route_realm)
18192                         prog->dst_needed = 1;
18193                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_prandom_u32)
18194                         bpf_user_rnd_init_once();
18195                 if (insn->imm == BPF_FUNC_override_return)
18196                         prog->kprobe_override = 1;
18197                 if (insn->imm == BPF_FUNC_tail_call) {
18198                         /* If we tail call into other programs, we
18199                          * cannot make any assumptions since they can
18200                          * be replaced dynamically during runtime in
18201                          * the program array.
18202                          */
18203                         prog->cb_access = 1;
18204                         if (!allow_tail_call_in_subprogs(env))
18205                                 prog->aux->stack_depth = MAX_BPF_STACK;
18206                         prog->aux->max_pkt_offset = MAX_PACKET_OFF;
18207
18208                         /* mark bpf_tail_call as different opcode to avoid
18209                          * conditional branch in the interpreter for every normal
18210                          * call and to prevent accidental JITing by JIT compiler
18211                          * that doesn't support bpf_tail_call yet
18212                          */
18213                         insn->imm = 0;
18214                         insn->code = BPF_JMP | BPF_TAIL_CALL;
18215
18216                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
18217                         if (env->bpf_capable && !prog->blinding_requested &&
18218                             prog->jit_requested &&
18219                             !bpf_map_key_poisoned(aux) &&
18220                             !bpf_map_ptr_poisoned(aux) &&
18221                             !bpf_map_ptr_unpriv(aux)) {
18222                                 struct bpf_jit_poke_descriptor desc = {
18223                                         .reason = BPF_POKE_REASON_TAIL_CALL,
18224                                         .tail_call.map = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state),
18225                                         .tail_call.key = bpf_map_key_immediate(aux),
18226                                         .insn_idx = i + delta,
18227                                 };
18228
18229                                 ret = bpf_jit_add_poke_descriptor(prog, &desc);
18230                                 if (ret < 0) {
18231                                         verbose(env, "adding tail call poke descriptor failed\n");
18232                                         return ret;
18233                                 }
18234
18235                                 insn->imm = ret + 1;
18236                                 continue;
18237                         }
18238
18239                         if (!bpf_map_ptr_unpriv(aux))
18240                                 continue;
18241
18242                         /* instead of changing every JIT dealing with tail_call
18243                          * emit two extra insns:
18244                          * if (index >= max_entries) goto out;
18245                          * index &= array->index_mask;
18246                          * to avoid out-of-bounds cpu speculation
18247                          */
18248                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux)) {
18249                                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
18250                                 return -EINVAL;
18251                         }
18252
18253                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
18254                         insn_buf[0] = BPF_JMP_IMM(BPF_JGE, BPF_REG_3,
18255                                                   map_ptr->max_entries, 2);
18256                         insn_buf[1] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, BPF_REG_3,
18257                                                     container_of(map_ptr,
18258                                                                  struct bpf_array,
18259                                                                  map)->index_mask);
18260                         insn_buf[2] = *insn;
18261                         cnt = 3;
18262                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18263                         if (!new_prog)
18264                                 return -ENOMEM;
18265
18266                         delta    += cnt - 1;
18267                         env->prog = prog = new_prog;
18268                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18269                         continue;
18270                 }
18271
18272                 if (insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback) {
18273                         /* The verifier will process callback_fn as many times as necessary
18274                          * with different maps and the register states prepared by
18275                          * set_timer_callback_state will be accurate.
18276                          *
18277                          * The following use case is valid:
18278                          *   map1 is shared by prog1, prog2, prog3.
18279                          *   prog1 calls bpf_timer_init for some map1 elements
18280                          *   prog2 calls bpf_timer_set_callback for some map1 elements.
18281                          *     Those that were not bpf_timer_init-ed will return -EINVAL.
18282                          *   prog3 calls bpf_timer_start for some map1 elements.
18283                          *     Those that were not both bpf_timer_init-ed and
18284                          *     bpf_timer_set_callback-ed will return -EINVAL.
18285                          */
18286                         struct bpf_insn ld_addrs[2] = {
18287                                 BPF_LD_IMM64(BPF_REG_3, (long)prog->aux),
18288                         };
18289
18290                         insn_buf[0] = ld_addrs[0];
18291                         insn_buf[1] = ld_addrs[1];
18292                         insn_buf[2] = *insn;
18293                         cnt = 3;
18294
18295                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18296                         if (!new_prog)
18297                                 return -ENOMEM;
18298
18299                         delta    += cnt - 1;
18300                         env->prog = prog = new_prog;
18301                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18302                         goto patch_call_imm;
18303                 }
18304
18305                 if (is_storage_get_function(insn->imm)) {
18306                         if (!env->prog->aux->sleepable ||
18307                             env->insn_aux_data[i + delta].storage_get_func_atomic)
18308                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_5, (__force __s32)GFP_ATOMIC);
18309                         else
18310                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_5, (__force __s32)GFP_KERNEL);
18311                         insn_buf[1] = *insn;
18312                         cnt = 2;
18313
18314                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18315                         if (!new_prog)
18316                                 return -ENOMEM;
18317
18318                         delta += cnt - 1;
18319                         env->prog = prog = new_prog;
18320                         insn = new_prog->insnsi + i + delta;
18321                         goto patch_call_imm;
18322                 }
18323
18324                 /* BPF_EMIT_CALL() assumptions in some of the map_gen_lookup
18325                  * and other inlining handlers are currently limited to 64 bit
18326                  * only.
18327                  */
18328                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
18329                     (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem ||
18330                      insn->imm == BPF_FUNC_map_update_elem ||
18331                      insn->imm == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
18332                      insn->imm == BPF_FUNC_map_push_elem   ||
18333                      insn->imm == BPF_FUNC_map_pop_elem    ||
18334                      insn->imm == BPF_FUNC_map_peek_elem   ||
18335                      insn->imm == BPF_FUNC_redirect_map    ||
18336                      insn->imm == BPF_FUNC_for_each_map_elem ||
18337                      insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem)) {
18338                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
18339                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux))
18340                                 goto patch_call_imm;
18341
18342                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
18343                         ops = map_ptr->ops;
18344                         if (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
18345                             ops->map_gen_lookup) {
18346                                 cnt = ops->map_gen_lookup(map_ptr, insn_buf);
18347                                 if (cnt == -EOPNOTSUPP)
18348                                         goto patch_map_ops_generic;
18349                                 if (cnt <= 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
18350                                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
18351                                         return -EINVAL;
18352                                 }
18353
18354                                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta,
18355                                                                insn_buf, cnt);
18356                                 if (!new_prog)
18357                                         return -ENOMEM;
18358
18359                                 delta    += cnt - 1;
18360                                 env->prog = prog = new_prog;
18361                                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18362                                 continue;
18363                         }
18364
18365                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_elem,
18366                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
18367                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_delete_elem,
18368                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
18369                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_update_elem,
18370                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
18371                                               u64 flags))NULL));
18372                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_push_elem,
18373                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *value,
18374                                               u64 flags))NULL));
18375                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_pop_elem,
18376                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
18377                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_peek_elem,
18378                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
18379                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_redirect,
18380                                      (long (*)(struct bpf_map *map, u64 index, u64 flags))NULL));
18381                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_for_each_callback,
18382                                      (long (*)(struct bpf_map *map,
18383                                               bpf_callback_t callback_fn,
18384                                               void *callback_ctx,
18385                                               u64 flags))NULL));
18386                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_percpu_elem,
18387                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key, u32 cpu))NULL));
18388
18389 patch_map_ops_generic:
18390                         switch (insn->imm) {
18391                         case BPF_FUNC_map_lookup_elem:
18392                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_lookup_elem);
18393                                 continue;
18394                         case BPF_FUNC_map_update_elem:
18395                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_update_elem);
18396                                 continue;
18397                         case BPF_FUNC_map_delete_elem:
18398                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_delete_elem);
18399                                 continue;
18400                         case BPF_FUNC_map_push_elem:
18401                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_push_elem);
18402                                 continue;
18403                         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
18404                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_pop_elem);
18405                                 continue;
18406                         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
18407                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_peek_elem);
18408                                 continue;
18409                         case BPF_FUNC_redirect_map:
18410                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_redirect);
18411                                 continue;
18412                         case BPF_FUNC_for_each_map_elem:
18413                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_for_each_callback);
18414                                 continue;
18415                         case BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem:
18416                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_lookup_percpu_elem);
18417                                 continue;
18418                         }
18419
18420                         goto patch_call_imm;
18421                 }
18422
18423                 /* Implement bpf_jiffies64 inline. */
18424                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
18425                     insn->imm == BPF_FUNC_jiffies64) {
18426                         struct bpf_insn ld_jiffies_addr[2] = {
18427                                 BPF_LD_IMM64(BPF_REG_0,
18428                                              (unsigned long)&jiffies),
18429                         };
18430
18431                         insn_buf[0] = ld_jiffies_addr[0];
18432                         insn_buf[1] = ld_jiffies_addr[1];
18433                         insn_buf[2] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0,
18434                                                   BPF_REG_0, 0);
18435                         cnt = 3;
18436
18437                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf,
18438                                                        cnt);
18439                         if (!new_prog)
18440                                 return -ENOMEM;
18441
18442                         delta    += cnt - 1;
18443                         env->prog = prog = new_prog;
18444                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18445                         continue;
18446                 }
18447
18448                 /* Implement bpf_get_func_arg inline. */
18449                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
18450                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_arg) {
18451                         /* Load nr_args from ctx - 8 */
18452                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
18453                         insn_buf[1] = BPF_JMP32_REG(BPF_JGE, BPF_REG_2, BPF_REG_0, 6);
18454                         insn_buf[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_2, 3);
18455                         insn_buf[3] = BPF_ALU64_REG(BPF_ADD, BPF_REG_2, BPF_REG_1);
18456                         insn_buf[4] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_2, 0);
18457                         insn_buf[5] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_3, BPF_REG_0, 0);
18458                         insn_buf[6] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, 0);
18459                         insn_buf[7] = BPF_JMP_A(1);
18460                         insn_buf[8] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, -EINVAL);
18461                         cnt = 9;
18462
18463                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18464                         if (!new_prog)
18465                                 return -ENOMEM;
18466
18467                         delta    += cnt - 1;
18468                         env->prog = prog = new_prog;
18469                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18470                         continue;
18471                 }
18472
18473                 /* Implement bpf_get_func_ret inline. */
18474                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
18475                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_ret) {
18476                         if (eatype == BPF_TRACE_FEXIT ||
18477                             eatype == BPF_MODIFY_RETURN) {
18478                                 /* Load nr_args from ctx - 8 */
18479                                 insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
18480                                 insn_buf[1] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_0, 3);
18481                                 insn_buf[2] = BPF_ALU64_REG(BPF_ADD, BPF_REG_0, BPF_REG_1);
18482                                 insn_buf[3] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_3, BPF_REG_0, 0);
18483                                 insn_buf[4] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_2, BPF_REG_3, 0);
18484                                 insn_buf[5] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, 0);
18485                                 cnt = 6;
18486                         } else {
18487                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, -EOPNOTSUPP);
18488                                 cnt = 1;
18489                         }
18490
18491                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18492                         if (!new_prog)
18493                                 return -ENOMEM;
18494
18495                         delta    += cnt - 1;
18496                         env->prog = prog = new_prog;
18497                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18498                         continue;
18499                 }
18500
18501                 /* Implement get_func_arg_cnt inline. */
18502                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
18503                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_arg_cnt) {
18504                         /* Load nr_args from ctx - 8 */
18505                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
18506
18507                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, 1);
18508                         if (!new_prog)
18509                                 return -ENOMEM;
18510
18511                         env->prog = prog = new_prog;
18512                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18513                         continue;
18514                 }
18515
18516                 /* Implement bpf_get_func_ip inline. */
18517                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
18518                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_ip) {
18519                         /* Load IP address from ctx - 16 */
18520                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -16);
18521
18522                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, 1);
18523                         if (!new_prog)
18524                                 return -ENOMEM;
18525
18526                         env->prog = prog = new_prog;
18527                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18528                         continue;
18529                 }
18530
18531 patch_call_imm:
18532                 fn = env->ops->get_func_proto(insn->imm, env->prog);
18533                 /* all functions that have prototype and verifier allowed
18534                  * programs to call them, must be real in-kernel functions
18535                  */
18536                 if (!fn->func) {
18537                         verbose(env,
18538                                 "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
18539                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
18540                         return -EFAULT;
18541                 }
18542                 insn->imm = fn->func - __bpf_call_base;
18543         }
18544
18545         /* Since poke tab is now finalized, publish aux to tracker. */
18546         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
18547                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
18548                 if (!map_ptr->ops->map_poke_track ||
18549                     !map_ptr->ops->map_poke_untrack ||
18550                     !map_ptr->ops->map_poke_run) {
18551                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
18552                         return -EINVAL;
18553                 }
18554
18555                 ret = map_ptr->ops->map_poke_track(map_ptr, prog->aux);
18556                 if (ret < 0) {
18557                         verbose(env, "tracking tail call prog failed\n");
18558                         return ret;
18559                 }
18560         }
18561
18562         sort_kfunc_descs_by_imm_off(env->prog);
18563
18564         return 0;
18565 }
18566
18567 static struct bpf_prog *inline_bpf_loop(struct bpf_verifier_env *env,
18568                                         int position,
18569                                         s32 stack_base,
18570                                         u32 callback_subprogno,
18571                                         u32 *cnt)
18572 {
18573         s32 r6_offset = stack_base + 0 * BPF_REG_SIZE;
18574         s32 r7_offset = stack_base + 1 * BPF_REG_SIZE;
18575         s32 r8_offset = stack_base + 2 * BPF_REG_SIZE;
18576         int reg_loop_max = BPF_REG_6;
18577         int reg_loop_cnt = BPF_REG_7;
18578         int reg_loop_ctx = BPF_REG_8;
18579
18580         struct bpf_prog *new_prog;
18581         u32 callback_start;
18582         u32 call_insn_offset;
18583         s32 callback_offset;
18584
18585         /* This represents an inlined version of bpf_iter.c:bpf_loop,
18586          * be careful to modify this code in sync.
18587          */
18588         struct bpf_insn insn_buf[] = {
18589                 /* Return error and jump to the end of the patch if
18590                  * expected number of iterations is too big.
18591                  */
18592                 BPF_JMP_IMM(BPF_JLE, BPF_REG_1, BPF_MAX_LOOPS, 2),
18593                 BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_0, -E2BIG),
18594                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 16),
18595                 /* spill R6, R7, R8 to use these as loop vars */
18596                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_6, r6_offset),
18597                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_7, r7_offset),
18598                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_8, r8_offset),
18599                 /* initialize loop vars */
18600                 BPF_MOV64_REG(reg_loop_max, BPF_REG_1),
18601                 BPF_MOV32_IMM(reg_loop_cnt, 0),
18602                 BPF_MOV64_REG(reg_loop_ctx, BPF_REG_3),
18603                 /* loop header,
18604                  * if reg_loop_cnt >= reg_loop_max skip the loop body
18605                  */
18606                 BPF_JMP_REG(BPF_JGE, reg_loop_cnt, reg_loop_max, 5),
18607                 /* callback call,
18608                  * correct callback offset would be set after patching
18609                  */
18610                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, reg_loop_cnt),
18611                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_2, reg_loop_ctx),
18612                 BPF_CALL_REL(0),
18613                 /* increment loop counter */
18614                 BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, reg_loop_cnt, 1),
18615                 /* jump to loop header if callback returned 0 */
18616                 BPF_JMP_IMM(BPF_JEQ, BPF_REG_0, 0, -6),
18617                 /* return value of bpf_loop,
18618                  * set R0 to the number of iterations
18619                  */
18620                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_0, reg_loop_cnt),
18621                 /* restore original values of R6, R7, R8 */
18622                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_6, BPF_REG_10, r6_offset),
18623                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_7, BPF_REG_10, r7_offset),
18624                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_8, BPF_REG_10, r8_offset),
18625         };
18626
18627         *cnt = ARRAY_SIZE(insn_buf);
18628         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, position, insn_buf, *cnt);
18629         if (!new_prog)
18630                 return new_prog;
18631
18632         /* callback start is known only after patching */
18633         callback_start = env->subprog_info[callback_subprogno].start;
18634         /* Note: insn_buf[12] is an offset of BPF_CALL_REL instruction */
18635         call_insn_offset = position + 12;
18636         callback_offset = callback_start - call_insn_offset - 1;
18637         new_prog->insnsi[call_insn_offset].imm = callback_offset;
18638
18639         return new_prog;
18640 }
18641
18642 static bool is_bpf_loop_call(struct bpf_insn *insn)
18643 {
18644         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
18645                 insn->src_reg == 0 &&
18646                 insn->imm == BPF_FUNC_loop;
18647 }
18648
18649 /* For all sub-programs in the program (including main) check
18650  * insn_aux_data to see if there are bpf_loop calls that require
18651  * inlining. If such calls are found the calls are replaced with a
18652  * sequence of instructions produced by `inline_bpf_loop` function and
18653  * subprog stack_depth is increased by the size of 3 registers.
18654  * This stack space is used to spill values of the R6, R7, R8.  These
18655  * registers are used to store the loop bound, counter and context
18656  * variables.
18657  */
18658 static int optimize_bpf_loop(struct bpf_verifier_env *env)
18659 {
18660         struct bpf_subprog_info *subprogs = env->subprog_info;
18661         int i, cur_subprog = 0, cnt, delta = 0;
18662         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
18663         int insn_cnt = env->prog->len;
18664         u16 stack_depth = subprogs[cur_subprog].stack_depth;
18665         u16 stack_depth_roundup = round_up(stack_depth, 8) - stack_depth;
18666         u16 stack_depth_extra = 0;
18667
18668         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
18669                 struct bpf_loop_inline_state *inline_state =
18670                         &env->insn_aux_data[i + delta].loop_inline_state;
18671
18672                 if (is_bpf_loop_call(insn) && inline_state->fit_for_inline) {
18673                         struct bpf_prog *new_prog;
18674
18675                         stack_depth_extra = BPF_REG_SIZE * 3 + stack_depth_roundup;
18676                         new_prog = inline_bpf_loop(env,
18677                                                    i + delta,
18678                                                    -(stack_depth + stack_depth_extra),
18679                                                    inline_state->callback_subprogno,
18680                                                    &cnt);
18681                         if (!new_prog)
18682                                 return -ENOMEM;
18683
18684                         delta     += cnt - 1;
18685                         env->prog  = new_prog;
18686                         insn       = new_prog->insnsi + i + delta;
18687                 }
18688
18689                 if (subprogs[cur_subprog + 1].start == i + delta + 1) {
18690                         subprogs[cur_subprog].stack_depth += stack_depth_extra;
18691                         cur_subprog++;
18692                         stack_depth = subprogs[cur_subprog].stack_depth;
18693                         stack_depth_roundup = round_up(stack_depth, 8) - stack_depth;
18694                         stack_depth_extra = 0;
18695                 }
18696         }
18697
18698         env->prog->aux->stack_depth = env->subprog_info[0].stack_depth;
18699
18700         return 0;
18701 }
18702
18703 static void free_states(struct bpf_verifier_env *env)
18704 {
18705         struct bpf_verifier_state_list *sl, *sln;
18706         int i;
18707
18708         sl = env->free_list;
18709         while (sl) {
18710                 sln = sl->next;
18711                 free_verifier_state(&sl->state, false);
18712                 kfree(sl);
18713                 sl = sln;
18714         }
18715         env->free_list = NULL;
18716
18717         if (!env->explored_states)
18718                 return;
18719
18720         for (i = 0; i < state_htab_size(env); i++) {
18721                 sl = env->explored_states[i];
18722
18723                 while (sl) {
18724                         sln = sl->next;
18725                         free_verifier_state(&sl->state, false);
18726                         kfree(sl);
18727                         sl = sln;
18728                 }
18729                 env->explored_states[i] = NULL;
18730         }
18731 }
18732
18733 static int do_check_common(struct bpf_verifier_env *env, int subprog)
18734 {
18735         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
18736         struct bpf_verifier_state *state;
18737         struct bpf_reg_state *regs;
18738         int ret, i;
18739
18740         env->prev_linfo = NULL;
18741         env->pass_cnt++;
18742
18743         state = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state), GFP_KERNEL);
18744         if (!state)
18745                 return -ENOMEM;
18746         state->curframe = 0;
18747         state->speculative = false;
18748         state->branches = 1;
18749         state->frame[0] = kzalloc(sizeof(struct bpf_func_state), GFP_KERNEL);
18750         if (!state->frame[0]) {
18751                 kfree(state);
18752                 return -ENOMEM;
18753         }
18754         env->cur_state = state;
18755         init_func_state(env, state->frame[0],
18756                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
18757                         0 /* frameno */,
18758                         subprog);
18759         state->first_insn_idx = env->subprog_info[subprog].start;
18760         state->last_insn_idx = -1;
18761
18762         regs = state->frame[state->curframe]->regs;
18763         if (subprog || env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
18764                 ret = btf_prepare_func_args(env, subprog, regs);
18765                 if (ret)
18766                         goto out;
18767                 for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++) {
18768                         if (regs[i].type == PTR_TO_CTX)
18769                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
18770                         else if (regs[i].type == SCALAR_VALUE)
18771                                 mark_reg_unknown(env, regs, i);
18772                         else if (base_type(regs[i].type) == PTR_TO_MEM) {
18773                                 const u32 mem_size = regs[i].mem_size;
18774
18775                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
18776                                 regs[i].mem_size = mem_size;
18777                                 regs[i].id = ++env->id_gen;
18778                         }
18779                 }
18780         } else {
18781                 /* 1st arg to a function */
18782                 regs[BPF_REG_1].type = PTR_TO_CTX;
18783                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_1);
18784                 ret = btf_check_subprog_arg_match(env, subprog, regs);
18785                 if (ret == -EFAULT)
18786                         /* unlikely verifier bug. abort.
18787                          * ret == 0 and ret < 0 are sadly acceptable for
18788                          * main() function due to backward compatibility.
18789                          * Like socket filter program may be written as:
18790                          * int bpf_prog(struct pt_regs *ctx)
18791                          * and never dereference that ctx in the program.
18792                          * 'struct pt_regs' is a type mismatch for socket
18793                          * filter that should be using 'struct __sk_buff'.
18794                          */
18795                         goto out;
18796         }
18797
18798         ret = do_check(env);
18799 out:
18800         /* check for NULL is necessary, since cur_state can be freed inside
18801          * do_check() under memory pressure.
18802          */
18803         if (env->cur_state) {
18804                 free_verifier_state(env->cur_state, true);
18805                 env->cur_state = NULL;
18806         }
18807         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
18808         if (!ret && pop_log)
18809                 bpf_vlog_reset(&env->log, 0);
18810         free_states(env);
18811         return ret;
18812 }
18813
18814 /* Verify all global functions in a BPF program one by one based on their BTF.
18815  * All global functions must pass verification. Otherwise the whole program is rejected.
18816  * Consider:
18817  * int bar(int);
18818  * int foo(int f)
18819  * {
18820  *    return bar(f);
18821  * }
18822  * int bar(int b)
18823  * {
18824  *    ...
18825  * }
18826  * foo() will be verified first for R1=any_scalar_value. During verification it
18827  * will be assumed that bar() already verified successfully and call to bar()
18828  * from foo() will be checked for type match only. Later bar() will be verified
18829  * independently to check that it's safe for R1=any_scalar_value.
18830  */
18831 static int do_check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
18832 {
18833         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
18834         int i, ret;
18835
18836         if (!aux->func_info)
18837                 return 0;
18838
18839         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
18840                 if (aux->func_info_aux[i].linkage != BTF_FUNC_GLOBAL)
18841                         continue;
18842                 env->insn_idx = env->subprog_info[i].start;
18843                 WARN_ON_ONCE(env->insn_idx == 0);
18844                 ret = do_check_common(env, i);
18845                 if (ret) {
18846                         return ret;
18847                 } else if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
18848                         verbose(env,
18849                                 "Func#%d is safe for any args that match its prototype\n",
18850                                 i);
18851                 }
18852         }
18853         return 0;
18854 }
18855
18856 static int do_check_main(struct bpf_verifier_env *env)
18857 {
18858         int ret;
18859
18860         env->insn_idx = 0;
18861         ret = do_check_common(env, 0);
18862         if (!ret)
18863                 env->prog->aux->stack_depth = env->subprog_info[0].stack_depth;
18864         return ret;
18865 }
18866
18867
18868 static void print_verification_stats(struct bpf_verifier_env *env)
18869 {
18870         int i;
18871
18872         if (env->log.level & BPF_LOG_STATS) {
18873                 verbose(env, "verification time %lld usec\n",
18874                         div_u64(env->verification_time, 1000));
18875                 verbose(env, "stack depth ");
18876                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
18877                         u32 depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
18878
18879                         verbose(env, "%d", depth);
18880                         if (i + 1 < env->subprog_cnt)
18881                                 verbose(env, "+");
18882                 }
18883                 verbose(env, "\n");
18884         }
18885         verbose(env, "processed %d insns (limit %d) max_states_per_insn %d "
18886                 "total_states %d peak_states %d mark_read %d\n",
18887                 env->insn_processed, BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS,
18888                 env->max_states_per_insn, env->total_states,
18889                 env->peak_states, env->longest_mark_read_walk);
18890 }
18891
18892 static int check_struct_ops_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
18893 {
18894         const struct btf_type *t, *func_proto;
18895         const struct bpf_struct_ops *st_ops;
18896         const struct btf_member *member;
18897         struct bpf_prog *prog = env->prog;
18898         u32 btf_id, member_idx;
18899         const char *mname;
18900
18901         if (!prog->gpl_compatible) {
18902                 verbose(env, "struct ops programs must have a GPL compatible license\n");
18903                 return -EINVAL;
18904         }
18905
18906         btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
18907         st_ops = bpf_struct_ops_find(btf_id);
18908         if (!st_ops) {
18909                 verbose(env, "attach_btf_id %u is not a supported struct\n",
18910                         btf_id);
18911                 return -ENOTSUPP;
18912         }
18913
18914         t = st_ops->type;
18915         member_idx = prog->expected_attach_type;
18916         if (member_idx >= btf_type_vlen(t)) {
18917                 verbose(env, "attach to invalid member idx %u of struct %s\n",
18918                         member_idx, st_ops->name);
18919                 return -EINVAL;
18920         }
18921
18922         member = &btf_type_member(t)[member_idx];
18923         mname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, member->name_off);
18924         func_proto = btf_type_resolve_func_ptr(btf_vmlinux, member->type,
18925                                                NULL);
18926         if (!func_proto) {
18927                 verbose(env, "attach to invalid member %s(@idx %u) of struct %s\n",
18928                         mname, member_idx, st_ops->name);
18929                 return -EINVAL;
18930         }
18931
18932         if (st_ops->check_member) {
18933                 int err = st_ops->check_member(t, member, prog);
18934
18935                 if (err) {
18936                         verbose(env, "attach to unsupported member %s of struct %s\n",
18937                                 mname, st_ops->name);
18938                         return err;
18939                 }
18940         }
18941
18942         prog->aux->attach_func_proto = func_proto;
18943         prog->aux->attach_func_name = mname;
18944         env->ops = st_ops->verifier_ops;
18945
18946         return 0;
18947 }
18948 #define SECURITY_PREFIX "security_"
18949
18950 static int check_attach_modify_return(unsigned long addr, const char *func_name)
18951 {
18952         if (within_error_injection_list(addr) ||
18953             !strncmp(SECURITY_PREFIX, func_name, sizeof(SECURITY_PREFIX) - 1))
18954                 return 0;
18955
18956         return -EINVAL;
18957 }
18958
18959 /* list of non-sleepable functions that are otherwise on
18960  * ALLOW_ERROR_INJECTION list
18961  */
18962 BTF_SET_START(btf_non_sleepable_error_inject)
18963 /* Three functions below can be called from sleepable and non-sleepable context.
18964  * Assume non-sleepable from bpf safety point of view.
18965  */
18966 BTF_ID(func, __filemap_add_folio)
18967 BTF_ID(func, should_fail_alloc_page)
18968 BTF_ID(func, should_failslab)
18969 BTF_SET_END(btf_non_sleepable_error_inject)
18970
18971 static int check_non_sleepable_error_inject(u32 btf_id)
18972 {
18973         return btf_id_set_contains(&btf_non_sleepable_error_inject, btf_id);
18974 }
18975
18976 int bpf_check_attach_target(struct bpf_verifier_log *log,
18977                             const struct bpf_prog *prog,
18978                             const struct bpf_prog *tgt_prog,
18979                             u32 btf_id,
18980                             struct bpf_attach_target_info *tgt_info)
18981 {
18982         bool prog_extension = prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT;
18983         const char prefix[] = "btf_trace_";
18984         int ret = 0, subprog = -1, i;
18985         const struct btf_type *t;
18986         bool conservative = true;
18987         const char *tname;
18988         struct btf *btf;
18989         long addr = 0;
18990         struct module *mod = NULL;
18991
18992         if (!btf_id) {
18993                 bpf_log(log, "Tracing programs must provide btf_id\n");
18994                 return -EINVAL;
18995         }
18996         btf = tgt_prog ? tgt_prog->aux->btf : prog->aux->attach_btf;
18997         if (!btf) {
18998                 bpf_log(log,
18999                         "FENTRY/FEXIT program can only be attached to another program annotated with BTF\n");
19000                 return -EINVAL;
19001         }
19002         t = btf_type_by_id(btf, btf_id);
19003         if (!t) {
19004                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u is invalid\n", btf_id);
19005                 return -EINVAL;
19006         }
19007         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
19008         if (!tname) {
19009                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u doesn't have a name\n", btf_id);
19010                 return -EINVAL;
19011         }
19012         if (tgt_prog) {
19013                 struct bpf_prog_aux *aux = tgt_prog->aux;
19014
19015                 if (bpf_prog_is_dev_bound(prog->aux) &&
19016                     !bpf_prog_dev_bound_match(prog, tgt_prog)) {
19017                         bpf_log(log, "Target program bound device mismatch");
19018                         return -EINVAL;
19019                 }
19020
19021                 for (i = 0; i < aux->func_info_cnt; i++)
19022                         if (aux->func_info[i].type_id == btf_id) {
19023                                 subprog = i;
19024                                 break;
19025                         }
19026                 if (subprog == -1) {
19027                         bpf_log(log, "Subprog %s doesn't exist\n", tname);
19028                         return -EINVAL;
19029                 }
19030                 conservative = aux->func_info_aux[subprog].unreliable;
19031                 if (prog_extension) {
19032                         if (conservative) {
19033                                 bpf_log(log,
19034                                         "Cannot replace static functions\n");
19035                                 return -EINVAL;
19036                         }
19037                         if (!prog->jit_requested) {
19038                                 bpf_log(log,
19039                                         "Extension programs should be JITed\n");
19040                                 return -EINVAL;
19041                         }
19042                 }
19043                 if (!tgt_prog->jited) {
19044                         bpf_log(log, "Can attach to only JITed progs\n");
19045                         return -EINVAL;
19046                 }
19047                 if (tgt_prog->type == prog->type) {
19048                         /* Cannot fentry/fexit another fentry/fexit program.
19049                          * Cannot attach program extension to another extension.
19050                          * It's ok to attach fentry/fexit to extension program.
19051                          */
19052                         bpf_log(log, "Cannot recursively attach\n");
19053                         return -EINVAL;
19054                 }
19055                 if (tgt_prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
19056                     prog_extension &&
19057                     (tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FENTRY ||
19058                      tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FEXIT)) {
19059                         /* Program extensions can extend all program types
19060                          * except fentry/fexit. The reason is the following.
19061                          * The fentry/fexit programs are used for performance
19062                          * analysis, stats and can be attached to any program
19063                          * type except themselves. When extension program is
19064                          * replacing XDP function it is necessary to allow
19065                          * performance analysis of all functions. Both original
19066                          * XDP program and its program extension. Hence
19067                          * attaching fentry/fexit to BPF_PROG_TYPE_EXT is
19068                          * allowed. If extending of fentry/fexit was allowed it
19069                          * would be possible to create long call chain
19070                          * fentry->extension->fentry->extension beyond
19071                          * reasonable stack size. Hence extending fentry is not
19072                          * allowed.
19073                          */
19074                         bpf_log(log, "Cannot extend fentry/fexit\n");
19075                         return -EINVAL;
19076                 }
19077         } else {
19078                 if (prog_extension) {
19079                         bpf_log(log, "Cannot replace kernel functions\n");
19080                         return -EINVAL;
19081                 }
19082         }
19083
19084         switch (prog->expected_attach_type) {
19085         case BPF_TRACE_RAW_TP:
19086                 if (tgt_prog) {
19087                         bpf_log(log,
19088                                 "Only FENTRY/FEXIT progs are attachable to another BPF prog\n");
19089                         return -EINVAL;
19090                 }
19091                 if (!btf_type_is_typedef(t)) {
19092                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a typedef\n",
19093                                 btf_id);
19094                         return -EINVAL;
19095                 }
19096                 if (strncmp(prefix, tname, sizeof(prefix) - 1)) {
19097                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u points to wrong type name %s\n",
19098                                 btf_id, tname);
19099                         return -EINVAL;
19100                 }
19101                 tname += sizeof(prefix) - 1;
19102                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
19103                 if (!btf_type_is_ptr(t))
19104                         /* should never happen in valid vmlinux build */
19105                         return -EINVAL;
19106                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
19107                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
19108                         /* should never happen in valid vmlinux build */
19109                         return -EINVAL;
19110
19111                 break;
19112         case BPF_TRACE_ITER:
19113                 if (!btf_type_is_func(t)) {
19114                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
19115                                 btf_id);
19116                         return -EINVAL;
19117                 }
19118                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
19119                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
19120                         return -EINVAL;
19121                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
19122                 if (ret)
19123                         return ret;
19124                 break;
19125         default:
19126                 if (!prog_extension)
19127                         return -EINVAL;
19128                 fallthrough;
19129         case BPF_MODIFY_RETURN:
19130         case BPF_LSM_MAC:
19131         case BPF_LSM_CGROUP:
19132         case BPF_TRACE_FENTRY:
19133         case BPF_TRACE_FEXIT:
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                 if (prog_extension &&
19140                     btf_check_type_match(log, prog, btf, t))
19141                         return -EINVAL;
19142                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
19143                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
19144                         return -EINVAL;
19145
19146                 if ((prog->aux->saved_dst_prog_type || prog->aux->saved_dst_attach_type) &&
19147                     (!tgt_prog || prog->aux->saved_dst_prog_type != tgt_prog->type ||
19148                      prog->aux->saved_dst_attach_type != tgt_prog->expected_attach_type))
19149                         return -EINVAL;
19150
19151                 if (tgt_prog && conservative)
19152                         t = NULL;
19153
19154                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
19155                 if (ret < 0)
19156                         return ret;
19157
19158                 if (tgt_prog) {
19159                         if (subprog == 0)
19160                                 addr = (long) tgt_prog->bpf_func;
19161                         else
19162                                 addr = (long) tgt_prog->aux->func[subprog]->bpf_func;
19163                 } else {
19164                         if (btf_is_module(btf)) {
19165                                 mod = btf_try_get_module(btf);
19166                                 if (mod)
19167                                         addr = find_kallsyms_symbol_value(mod, tname);
19168                                 else
19169                                         addr = 0;
19170                         } else {
19171                                 addr = kallsyms_lookup_name(tname);
19172                         }
19173                         if (!addr) {
19174                                 module_put(mod);
19175                                 bpf_log(log,
19176                                         "The address of function %s cannot be found\n",
19177                                         tname);
19178                                 return -ENOENT;
19179                         }
19180                 }
19181
19182                 if (prog->aux->sleepable) {
19183                         ret = -EINVAL;
19184                         switch (prog->type) {
19185                         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
19186
19187                                 /* fentry/fexit/fmod_ret progs can be sleepable if they are
19188                                  * attached to ALLOW_ERROR_INJECTION and are not in denylist.
19189                                  */
19190                                 if (!check_non_sleepable_error_inject(btf_id) &&
19191                                     within_error_injection_list(addr))
19192                                         ret = 0;
19193                                 /* fentry/fexit/fmod_ret progs can also be sleepable if they are
19194                                  * in the fmodret id set with the KF_SLEEPABLE flag.
19195                                  */
19196                                 else {
19197                                         u32 *flags = btf_kfunc_is_modify_return(btf, btf_id,
19198                                                                                 prog);
19199
19200                                         if (flags && (*flags & KF_SLEEPABLE))
19201                                                 ret = 0;
19202                                 }
19203                                 break;
19204                         case BPF_PROG_TYPE_LSM:
19205                                 /* LSM progs check that they are attached to bpf_lsm_*() funcs.
19206                                  * Only some of them are sleepable.
19207                                  */
19208                                 if (bpf_lsm_is_sleepable_hook(btf_id))
19209                                         ret = 0;
19210                                 break;
19211                         default:
19212                                 break;
19213                         }
19214                         if (ret) {
19215                                 module_put(mod);
19216                                 bpf_log(log, "%s is not sleepable\n", tname);
19217                                 return ret;
19218                         }
19219                 } else if (prog->expected_attach_type == BPF_MODIFY_RETURN) {
19220                         if (tgt_prog) {
19221                                 module_put(mod);
19222                                 bpf_log(log, "can't modify return codes of BPF programs\n");
19223                                 return -EINVAL;
19224                         }
19225                         ret = -EINVAL;
19226                         if (btf_kfunc_is_modify_return(btf, btf_id, prog) ||
19227                             !check_attach_modify_return(addr, tname))
19228                                 ret = 0;
19229                         if (ret) {
19230                                 module_put(mod);
19231                                 bpf_log(log, "%s() is not modifiable\n", tname);
19232                                 return ret;
19233                         }
19234                 }
19235
19236                 break;
19237         }
19238         tgt_info->tgt_addr = addr;
19239         tgt_info->tgt_name = tname;
19240         tgt_info->tgt_type = t;
19241         tgt_info->tgt_mod = mod;
19242         return 0;
19243 }
19244
19245 BTF_SET_START(btf_id_deny)
19246 BTF_ID_UNUSED
19247 #ifdef CONFIG_SMP
19248 BTF_ID(func, migrate_disable)
19249 BTF_ID(func, migrate_enable)
19250 #endif
19251 #if !defined CONFIG_PREEMPT_RCU && !defined CONFIG_TINY_RCU
19252 BTF_ID(func, rcu_read_unlock_strict)
19253 #endif
19254 #if defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || defined(CONFIG_TRACE_PREEMPT_TOGGLE)
19255 BTF_ID(func, preempt_count_add)
19256 BTF_ID(func, preempt_count_sub)
19257 #endif
19258 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU
19259 BTF_ID(func, __rcu_read_lock)
19260 BTF_ID(func, __rcu_read_unlock)
19261 #endif
19262 BTF_SET_END(btf_id_deny)
19263
19264 static bool can_be_sleepable(struct bpf_prog *prog)
19265 {
19266         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING) {
19267                 switch (prog->expected_attach_type) {
19268                 case BPF_TRACE_FENTRY:
19269                 case BPF_TRACE_FEXIT:
19270                 case BPF_MODIFY_RETURN:
19271                 case BPF_TRACE_ITER:
19272                         return true;
19273                 default:
19274                         return false;
19275                 }
19276         }
19277         return prog->type == BPF_PROG_TYPE_LSM ||
19278                prog->type == BPF_PROG_TYPE_KPROBE /* only for uprobes */ ||
19279                prog->type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS;
19280 }
19281
19282 static int check_attach_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
19283 {
19284         struct bpf_prog *prog = env->prog;
19285         struct bpf_prog *tgt_prog = prog->aux->dst_prog;
19286         struct bpf_attach_target_info tgt_info = {};
19287         u32 btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
19288         struct bpf_trampoline *tr;
19289         int ret;
19290         u64 key;
19291
19292         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_SYSCALL) {
19293                 if (prog->aux->sleepable)
19294                         /* attach_btf_id checked to be zero already */
19295                         return 0;
19296                 verbose(env, "Syscall programs can only be sleepable\n");
19297                 return -EINVAL;
19298         }
19299
19300         if (prog->aux->sleepable && !can_be_sleepable(prog)) {
19301                 verbose(env, "Only fentry/fexit/fmod_ret, lsm, iter, uprobe, and struct_ops programs can be sleepable\n");
19302                 return -EINVAL;
19303         }
19304
19305         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS)
19306                 return check_struct_ops_btf_id(env);
19307
19308         if (prog->type != BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
19309             prog->type != BPF_PROG_TYPE_LSM &&
19310             prog->type != BPF_PROG_TYPE_EXT)
19311                 return 0;
19312
19313         ret = bpf_check_attach_target(&env->log, prog, tgt_prog, btf_id, &tgt_info);
19314         if (ret)
19315                 return ret;
19316
19317         if (tgt_prog && prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
19318                 /* to make freplace equivalent to their targets, they need to
19319                  * inherit env->ops and expected_attach_type for the rest of the
19320                  * verification
19321                  */
19322                 env->ops = bpf_verifier_ops[tgt_prog->type];
19323                 prog->expected_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
19324         }
19325
19326         /* store info about the attachment target that will be used later */
19327         prog->aux->attach_func_proto = tgt_info.tgt_type;
19328         prog->aux->attach_func_name = tgt_info.tgt_name;
19329         prog->aux->mod = tgt_info.tgt_mod;
19330
19331         if (tgt_prog) {
19332                 prog->aux->saved_dst_prog_type = tgt_prog->type;
19333                 prog->aux->saved_dst_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
19334         }
19335
19336         if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_RAW_TP) {
19337                 prog->aux->attach_btf_trace = true;
19338                 return 0;
19339         } else if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_ITER) {
19340                 if (!bpf_iter_prog_supported(prog))
19341                         return -EINVAL;
19342                 return 0;
19343         }
19344
19345         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_LSM) {
19346                 ret = bpf_lsm_verify_prog(&env->log, prog);
19347                 if (ret < 0)
19348                         return ret;
19349         } else if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
19350                    btf_id_set_contains(&btf_id_deny, btf_id)) {
19351                 return -EINVAL;
19352         }
19353
19354         key = bpf_trampoline_compute_key(tgt_prog, prog->aux->attach_btf, btf_id);
19355         tr = bpf_trampoline_get(key, &tgt_info);
19356         if (!tr)
19357                 return -ENOMEM;
19358
19359         prog->aux->dst_trampoline = tr;
19360         return 0;
19361 }
19362
19363 struct btf *bpf_get_btf_vmlinux(void)
19364 {
19365         if (!btf_vmlinux && IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_INFO_BTF)) {
19366                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
19367                 if (!btf_vmlinux)
19368                         btf_vmlinux = btf_parse_vmlinux();
19369                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
19370         }
19371         return btf_vmlinux;
19372 }
19373
19374 int bpf_check(struct bpf_prog **prog, union bpf_attr *attr, bpfptr_t uattr, __u32 uattr_size)
19375 {
19376         u64 start_time = ktime_get_ns();
19377         struct bpf_verifier_env *env;
19378         int i, len, ret = -EINVAL, err;
19379         u32 log_true_size;
19380         bool is_priv;
19381
19382         /* no program is valid */
19383         if (ARRAY_SIZE(bpf_verifier_ops) == 0)
19384                 return -EINVAL;
19385
19386         /* 'struct bpf_verifier_env' can be global, but since it's not small,
19387          * allocate/free it every time bpf_check() is called
19388          */
19389         env = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_env), GFP_KERNEL);
19390         if (!env)
19391                 return -ENOMEM;
19392
19393         env->bt.env = env;
19394
19395         len = (*prog)->len;
19396         env->insn_aux_data =
19397                 vzalloc(array_size(sizeof(struct bpf_insn_aux_data), len));
19398         ret = -ENOMEM;
19399         if (!env->insn_aux_data)
19400                 goto err_free_env;
19401         for (i = 0; i < len; i++)
19402                 env->insn_aux_data[i].orig_idx = i;
19403         env->prog = *prog;
19404         env->ops = bpf_verifier_ops[env->prog->type];
19405         env->fd_array = make_bpfptr(attr->fd_array, uattr.is_kernel);
19406         is_priv = bpf_capable();
19407
19408         bpf_get_btf_vmlinux();
19409
19410         /* grab the mutex to protect few globals used by verifier */
19411         if (!is_priv)
19412                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
19413
19414         /* user could have requested verbose verifier output
19415          * and supplied buffer to store the verification trace
19416          */
19417         ret = bpf_vlog_init(&env->log, attr->log_level,
19418                             (char __user *) (unsigned long) attr->log_buf,
19419                             attr->log_size);
19420         if (ret)
19421                 goto err_unlock;
19422
19423         mark_verifier_state_clean(env);
19424
19425         if (IS_ERR(btf_vmlinux)) {
19426                 /* Either gcc or pahole or kernel are broken. */
19427                 verbose(env, "in-kernel BTF is malformed\n");
19428                 ret = PTR_ERR(btf_vmlinux);
19429                 goto skip_full_check;
19430         }
19431
19432         env->strict_alignment = !!(attr->prog_flags & BPF_F_STRICT_ALIGNMENT);
19433         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS))
19434                 env->strict_alignment = true;
19435         if (attr->prog_flags & BPF_F_ANY_ALIGNMENT)
19436                 env->strict_alignment = false;
19437
19438         env->allow_ptr_leaks = bpf_allow_ptr_leaks();
19439         env->allow_uninit_stack = bpf_allow_uninit_stack();
19440         env->bypass_spec_v1 = bpf_bypass_spec_v1();
19441         env->bypass_spec_v4 = bpf_bypass_spec_v4();
19442         env->bpf_capable = bpf_capable();
19443
19444         if (is_priv)
19445                 env->test_state_freq = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_STATE_FREQ;
19446
19447         env->explored_states = kvcalloc(state_htab_size(env),
19448                                        sizeof(struct bpf_verifier_state_list *),
19449                                        GFP_USER);
19450         ret = -ENOMEM;
19451         if (!env->explored_states)
19452                 goto skip_full_check;
19453
19454         ret = add_subprog_and_kfunc(env);
19455         if (ret < 0)
19456                 goto skip_full_check;
19457
19458         ret = check_subprogs(env);
19459         if (ret < 0)
19460                 goto skip_full_check;
19461
19462         ret = check_btf_info(env, attr, uattr);
19463         if (ret < 0)
19464                 goto skip_full_check;
19465
19466         ret = check_attach_btf_id(env);
19467         if (ret)
19468                 goto skip_full_check;
19469
19470         ret = resolve_pseudo_ldimm64(env);
19471         if (ret < 0)
19472                 goto skip_full_check;
19473
19474         if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
19475                 ret = bpf_prog_offload_verifier_prep(env->prog);
19476                 if (ret)
19477                         goto skip_full_check;
19478         }
19479
19480         ret = check_cfg(env);
19481         if (ret < 0)
19482                 goto skip_full_check;
19483
19484         ret = do_check_subprogs(env);
19485         ret = ret ?: do_check_main(env);
19486
19487         if (ret == 0 && bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
19488                 ret = bpf_prog_offload_finalize(env);
19489
19490 skip_full_check:
19491         kvfree(env->explored_states);
19492
19493         if (ret == 0)
19494                 ret = check_max_stack_depth(env);
19495
19496         /* instruction rewrites happen after this point */
19497         if (ret == 0)
19498                 ret = optimize_bpf_loop(env);
19499
19500         if (is_priv) {
19501                 if (ret == 0)
19502                         opt_hard_wire_dead_code_branches(env);
19503                 if (ret == 0)
19504                         ret = opt_remove_dead_code(env);
19505                 if (ret == 0)
19506                         ret = opt_remove_nops(env);
19507         } else {
19508                 if (ret == 0)
19509                         sanitize_dead_code(env);
19510         }
19511
19512         if (ret == 0)
19513                 /* program is valid, convert *(u32*)(ctx + off) accesses */
19514                 ret = convert_ctx_accesses(env);
19515
19516         if (ret == 0)
19517                 ret = do_misc_fixups(env);
19518
19519         /* do 32-bit optimization after insn patching has done so those patched
19520          * insns could be handled correctly.
19521          */
19522         if (ret == 0 && !bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
19523                 ret = opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(env, attr);
19524                 env->prog->aux->verifier_zext = bpf_jit_needs_zext() ? !ret
19525                                                                      : false;
19526         }
19527
19528         if (ret == 0)
19529                 ret = fixup_call_args(env);
19530
19531         env->verification_time = ktime_get_ns() - start_time;
19532         print_verification_stats(env);
19533         env->prog->aux->verified_insns = env->insn_processed;
19534
19535         /* preserve original error even if log finalization is successful */
19536         err = bpf_vlog_finalize(&env->log, &log_true_size);
19537         if (err)
19538                 ret = err;
19539
19540         if (uattr_size >= offsetofend(union bpf_attr, log_true_size) &&
19541             copy_to_bpfptr_offset(uattr, offsetof(union bpf_attr, log_true_size),
19542                                   &log_true_size, sizeof(log_true_size))) {
19543                 ret = -EFAULT;
19544                 goto err_release_maps;
19545         }
19546
19547         if (ret)
19548                 goto err_release_maps;
19549
19550         if (env->used_map_cnt) {
19551                 /* if program passed verifier, update used_maps in bpf_prog_info */
19552                 env->prog->aux->used_maps = kmalloc_array(env->used_map_cnt,
19553                                                           sizeof(env->used_maps[0]),
19554                                                           GFP_KERNEL);
19555
19556                 if (!env->prog->aux->used_maps) {
19557                         ret = -ENOMEM;
19558                         goto err_release_maps;
19559                 }
19560
19561                 memcpy(env->prog->aux->used_maps, env->used_maps,
19562                        sizeof(env->used_maps[0]) * env->used_map_cnt);
19563                 env->prog->aux->used_map_cnt = env->used_map_cnt;
19564         }
19565         if (env->used_btf_cnt) {
19566                 /* if program passed verifier, update used_btfs in bpf_prog_aux */
19567                 env->prog->aux->used_btfs = kmalloc_array(env->used_btf_cnt,
19568                                                           sizeof(env->used_btfs[0]),
19569                                                           GFP_KERNEL);
19570                 if (!env->prog->aux->used_btfs) {
19571                         ret = -ENOMEM;
19572                         goto err_release_maps;
19573                 }
19574
19575                 memcpy(env->prog->aux->used_btfs, env->used_btfs,
19576                        sizeof(env->used_btfs[0]) * env->used_btf_cnt);
19577                 env->prog->aux->used_btf_cnt = env->used_btf_cnt;
19578         }
19579         if (env->used_map_cnt || env->used_btf_cnt) {
19580                 /* program is valid. Convert pseudo bpf_ld_imm64 into generic
19581                  * bpf_ld_imm64 instructions
19582                  */
19583                 convert_pseudo_ld_imm64(env);
19584         }
19585
19586         adjust_btf_func(env);
19587
19588 err_release_maps:
19589         if (!env->prog->aux->used_maps)
19590                 /* if we didn't copy map pointers into bpf_prog_info, release
19591                  * them now. Otherwise free_used_maps() will release them.
19592                  */
19593                 release_maps(env);
19594         if (!env->prog->aux->used_btfs)
19595                 release_btfs(env);
19596
19597         /* extension progs temporarily inherit the attach_type of their targets
19598            for verification purposes, so set it back to zero before returning
19599          */
19600         if (env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT)
19601                 env->prog->expected_attach_type = 0;
19602
19603         *prog = env->prog;
19604 err_unlock:
19605         if (!is_priv)
19606                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
19607         vfree(env->insn_aux_data);
19608 err_free_env:
19609         kfree(env);
19610         return ret;
19611 }