Merge tag 'block-5.14-2021-08-07' of git://git.kernel.dk/linux-block
[linux-2.6-microblaze.git] / arch / arm / net / bpf_jit_32.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * Just-In-Time compiler for eBPF filters on 32bit ARM
4  *
5  * Copyright (c) 2017 Shubham Bansal <illusionist.neo@gmail.com>
6  * Copyright (c) 2011 Mircea Gherzan <mgherzan@gmail.com>
7  */
8
9 #include <linux/bpf.h>
10 #include <linux/bitops.h>
11 #include <linux/compiler.h>
12 #include <linux/errno.h>
13 #include <linux/filter.h>
14 #include <linux/netdevice.h>
15 #include <linux/string.h>
16 #include <linux/slab.h>
17 #include <linux/if_vlan.h>
18
19 #include <asm/cacheflush.h>
20 #include <asm/hwcap.h>
21 #include <asm/opcodes.h>
22 #include <asm/system_info.h>
23
24 #include "bpf_jit_32.h"
25
26 /*
27  * eBPF prog stack layout:
28  *
29  *                         high
30  * original ARM_SP =>     +-----+
31  *                        |     | callee saved registers
32  *                        +-----+ <= (BPF_FP + SCRATCH_SIZE)
33  *                        | ... | eBPF JIT scratch space
34  * eBPF fp register =>    +-----+
35  *   (BPF_FP)             | ... | eBPF prog stack
36  *                        +-----+
37  *                        |RSVD | JIT scratchpad
38  * current ARM_SP =>      +-----+ <= (BPF_FP - STACK_SIZE + SCRATCH_SIZE)
39  *                        |     |
40  *                        | ... | Function call stack
41  *                        |     |
42  *                        +-----+
43  *                          low
44  *
45  * The callee saved registers depends on whether frame pointers are enabled.
46  * With frame pointers (to be compliant with the ABI):
47  *
48  *                              high
49  * original ARM_SP =>     +--------------+ \
50  *                        |      pc      | |
51  * current ARM_FP =>      +--------------+ } callee saved registers
52  *                        |r4-r9,fp,ip,lr| |
53  *                        +--------------+ /
54  *                              low
55  *
56  * Without frame pointers:
57  *
58  *                              high
59  * original ARM_SP =>     +--------------+
60  *                        |  r4-r9,fp,lr | callee saved registers
61  * current ARM_FP =>      +--------------+
62  *                              low
63  *
64  * When popping registers off the stack at the end of a BPF function, we
65  * reference them via the current ARM_FP register.
66  */
67 #define CALLEE_MASK     (1 << ARM_R4 | 1 << ARM_R5 | 1 << ARM_R6 | \
68                          1 << ARM_R7 | 1 << ARM_R8 | 1 << ARM_R9 | \
69                          1 << ARM_FP)
70 #define CALLEE_PUSH_MASK (CALLEE_MASK | 1 << ARM_LR)
71 #define CALLEE_POP_MASK  (CALLEE_MASK | 1 << ARM_PC)
72
73 enum {
74         /* Stack layout - these are offsets from (top of stack - 4) */
75         BPF_R2_HI,
76         BPF_R2_LO,
77         BPF_R3_HI,
78         BPF_R3_LO,
79         BPF_R4_HI,
80         BPF_R4_LO,
81         BPF_R5_HI,
82         BPF_R5_LO,
83         BPF_R7_HI,
84         BPF_R7_LO,
85         BPF_R8_HI,
86         BPF_R8_LO,
87         BPF_R9_HI,
88         BPF_R9_LO,
89         BPF_FP_HI,
90         BPF_FP_LO,
91         BPF_TC_HI,
92         BPF_TC_LO,
93         BPF_AX_HI,
94         BPF_AX_LO,
95         /* Stack space for BPF_REG_2, BPF_REG_3, BPF_REG_4,
96          * BPF_REG_5, BPF_REG_7, BPF_REG_8, BPF_REG_9,
97          * BPF_REG_FP and Tail call counts.
98          */
99         BPF_JIT_SCRATCH_REGS,
100 };
101
102 /*
103  * Negative "register" values indicate the register is stored on the stack
104  * and are the offset from the top of the eBPF JIT scratch space.
105  */
106 #define STACK_OFFSET(k) (-4 - (k) * 4)
107 #define SCRATCH_SIZE    (BPF_JIT_SCRATCH_REGS * 4)
108
109 #ifdef CONFIG_FRAME_POINTER
110 #define EBPF_SCRATCH_TO_ARM_FP(x) ((x) - 4 * hweight16(CALLEE_PUSH_MASK) - 4)
111 #else
112 #define EBPF_SCRATCH_TO_ARM_FP(x) (x)
113 #endif
114
115 #define TMP_REG_1       (MAX_BPF_JIT_REG + 0)   /* TEMP Register 1 */
116 #define TMP_REG_2       (MAX_BPF_JIT_REG + 1)   /* TEMP Register 2 */
117 #define TCALL_CNT       (MAX_BPF_JIT_REG + 2)   /* Tail Call Count */
118
119 #define FLAG_IMM_OVERFLOW       (1 << 0)
120
121 /*
122  * Map eBPF registers to ARM 32bit registers or stack scratch space.
123  *
124  * 1. First argument is passed using the arm 32bit registers and rest of the
125  * arguments are passed on stack scratch space.
126  * 2. First callee-saved argument is mapped to arm 32 bit registers and rest
127  * arguments are mapped to scratch space on stack.
128  * 3. We need two 64 bit temp registers to do complex operations on eBPF
129  * registers.
130  *
131  * As the eBPF registers are all 64 bit registers and arm has only 32 bit
132  * registers, we have to map each eBPF registers with two arm 32 bit regs or
133  * scratch memory space and we have to build eBPF 64 bit register from those.
134  *
135  */
136 static const s8 bpf2a32[][2] = {
137         /* return value from in-kernel function, and exit value from eBPF */
138         [BPF_REG_0] = {ARM_R1, ARM_R0},
139         /* arguments from eBPF program to in-kernel function */
140         [BPF_REG_1] = {ARM_R3, ARM_R2},
141         /* Stored on stack scratch space */
142         [BPF_REG_2] = {STACK_OFFSET(BPF_R2_HI), STACK_OFFSET(BPF_R2_LO)},
143         [BPF_REG_3] = {STACK_OFFSET(BPF_R3_HI), STACK_OFFSET(BPF_R3_LO)},
144         [BPF_REG_4] = {STACK_OFFSET(BPF_R4_HI), STACK_OFFSET(BPF_R4_LO)},
145         [BPF_REG_5] = {STACK_OFFSET(BPF_R5_HI), STACK_OFFSET(BPF_R5_LO)},
146         /* callee saved registers that in-kernel function will preserve */
147         [BPF_REG_6] = {ARM_R5, ARM_R4},
148         /* Stored on stack scratch space */
149         [BPF_REG_7] = {STACK_OFFSET(BPF_R7_HI), STACK_OFFSET(BPF_R7_LO)},
150         [BPF_REG_8] = {STACK_OFFSET(BPF_R8_HI), STACK_OFFSET(BPF_R8_LO)},
151         [BPF_REG_9] = {STACK_OFFSET(BPF_R9_HI), STACK_OFFSET(BPF_R9_LO)},
152         /* Read only Frame Pointer to access Stack */
153         [BPF_REG_FP] = {STACK_OFFSET(BPF_FP_HI), STACK_OFFSET(BPF_FP_LO)},
154         /* Temporary Register for internal BPF JIT, can be used
155          * for constant blindings and others.
156          */
157         [TMP_REG_1] = {ARM_R7, ARM_R6},
158         [TMP_REG_2] = {ARM_R9, ARM_R8},
159         /* Tail call count. Stored on stack scratch space. */
160         [TCALL_CNT] = {STACK_OFFSET(BPF_TC_HI), STACK_OFFSET(BPF_TC_LO)},
161         /* temporary register for blinding constants.
162          * Stored on stack scratch space.
163          */
164         [BPF_REG_AX] = {STACK_OFFSET(BPF_AX_HI), STACK_OFFSET(BPF_AX_LO)},
165 };
166
167 #define dst_lo  dst[1]
168 #define dst_hi  dst[0]
169 #define src_lo  src[1]
170 #define src_hi  src[0]
171
172 /*
173  * JIT Context:
174  *
175  * prog                 :       bpf_prog
176  * idx                  :       index of current last JITed instruction.
177  * prologue_bytes       :       bytes used in prologue.
178  * epilogue_offset      :       offset of epilogue starting.
179  * offsets              :       array of eBPF instruction offsets in
180  *                              JITed code.
181  * target               :       final JITed code.
182  * epilogue_bytes       :       no of bytes used in epilogue.
183  * imm_count            :       no of immediate counts used for global
184  *                              variables.
185  * imms                 :       array of global variable addresses.
186  */
187
188 struct jit_ctx {
189         const struct bpf_prog *prog;
190         unsigned int idx;
191         unsigned int prologue_bytes;
192         unsigned int epilogue_offset;
193         unsigned int cpu_architecture;
194         u32 flags;
195         u32 *offsets;
196         u32 *target;
197         u32 stack_size;
198 #if __LINUX_ARM_ARCH__ < 7
199         u16 epilogue_bytes;
200         u16 imm_count;
201         u32 *imms;
202 #endif
203 };
204
205 /*
206  * Wrappers which handle both OABI and EABI and assures Thumb2 interworking
207  * (where the assembly routines like __aeabi_uidiv could cause problems).
208  */
209 static u32 jit_udiv32(u32 dividend, u32 divisor)
210 {
211         return dividend / divisor;
212 }
213
214 static u32 jit_mod32(u32 dividend, u32 divisor)
215 {
216         return dividend % divisor;
217 }
218
219 static inline void _emit(int cond, u32 inst, struct jit_ctx *ctx)
220 {
221         inst |= (cond << 28);
222         inst = __opcode_to_mem_arm(inst);
223
224         if (ctx->target != NULL)
225                 ctx->target[ctx->idx] = inst;
226
227         ctx->idx++;
228 }
229
230 /*
231  * Emit an instruction that will be executed unconditionally.
232  */
233 static inline void emit(u32 inst, struct jit_ctx *ctx)
234 {
235         _emit(ARM_COND_AL, inst, ctx);
236 }
237
238 /*
239  * This is rather horrid, but necessary to convert an integer constant
240  * to an immediate operand for the opcodes, and be able to detect at
241  * build time whether the constant can't be converted (iow, usable in
242  * BUILD_BUG_ON()).
243  */
244 #define imm12val(v, s) (rol32(v, (s)) | (s) << 7)
245 #define const_imm8m(x)                                  \
246         ({ int r;                                       \
247            u32 v = (x);                                 \
248            if (!(v & ~0x000000ff))                      \
249                 r = imm12val(v, 0);                     \
250            else if (!(v & ~0xc000003f))                 \
251                 r = imm12val(v, 2);                     \
252            else if (!(v & ~0xf000000f))                 \
253                 r = imm12val(v, 4);                     \
254            else if (!(v & ~0xfc000003))                 \
255                 r = imm12val(v, 6);                     \
256            else if (!(v & ~0xff000000))                 \
257                 r = imm12val(v, 8);                     \
258            else if (!(v & ~0x3fc00000))                 \
259                 r = imm12val(v, 10);                    \
260            else if (!(v & ~0x0ff00000))                 \
261                 r = imm12val(v, 12);                    \
262            else if (!(v & ~0x03fc0000))                 \
263                 r = imm12val(v, 14);                    \
264            else if (!(v & ~0x00ff0000))                 \
265                 r = imm12val(v, 16);                    \
266            else if (!(v & ~0x003fc000))                 \
267                 r = imm12val(v, 18);                    \
268            else if (!(v & ~0x000ff000))                 \
269                 r = imm12val(v, 20);                    \
270            else if (!(v & ~0x0003fc00))                 \
271                 r = imm12val(v, 22);                    \
272            else if (!(v & ~0x0000ff00))                 \
273                 r = imm12val(v, 24);                    \
274            else if (!(v & ~0x00003fc0))                 \
275                 r = imm12val(v, 26);                    \
276            else if (!(v & ~0x00000ff0))                 \
277                 r = imm12val(v, 28);                    \
278            else if (!(v & ~0x000003fc))                 \
279                 r = imm12val(v, 30);                    \
280            else                                         \
281                 r = -1;                                 \
282            r; })
283
284 /*
285  * Checks if immediate value can be converted to imm12(12 bits) value.
286  */
287 static int imm8m(u32 x)
288 {
289         u32 rot;
290
291         for (rot = 0; rot < 16; rot++)
292                 if ((x & ~ror32(0xff, 2 * rot)) == 0)
293                         return rol32(x, 2 * rot) | (rot << 8);
294         return -1;
295 }
296
297 #define imm8m(x) (__builtin_constant_p(x) ? const_imm8m(x) : imm8m(x))
298
299 static u32 arm_bpf_ldst_imm12(u32 op, u8 rt, u8 rn, s16 imm12)
300 {
301         op |= rt << 12 | rn << 16;
302         if (imm12 >= 0)
303                 op |= ARM_INST_LDST__U;
304         else
305                 imm12 = -imm12;
306         return op | (imm12 & ARM_INST_LDST__IMM12);
307 }
308
309 static u32 arm_bpf_ldst_imm8(u32 op, u8 rt, u8 rn, s16 imm8)
310 {
311         op |= rt << 12 | rn << 16;
312         if (imm8 >= 0)
313                 op |= ARM_INST_LDST__U;
314         else
315                 imm8 = -imm8;
316         return op | (imm8 & 0xf0) << 4 | (imm8 & 0x0f);
317 }
318
319 #define ARM_LDR_I(rt, rn, off)  arm_bpf_ldst_imm12(ARM_INST_LDR_I, rt, rn, off)
320 #define ARM_LDRB_I(rt, rn, off) arm_bpf_ldst_imm12(ARM_INST_LDRB_I, rt, rn, off)
321 #define ARM_LDRD_I(rt, rn, off) arm_bpf_ldst_imm8(ARM_INST_LDRD_I, rt, rn, off)
322 #define ARM_LDRH_I(rt, rn, off) arm_bpf_ldst_imm8(ARM_INST_LDRH_I, rt, rn, off)
323
324 #define ARM_STR_I(rt, rn, off)  arm_bpf_ldst_imm12(ARM_INST_STR_I, rt, rn, off)
325 #define ARM_STRB_I(rt, rn, off) arm_bpf_ldst_imm12(ARM_INST_STRB_I, rt, rn, off)
326 #define ARM_STRD_I(rt, rn, off) arm_bpf_ldst_imm8(ARM_INST_STRD_I, rt, rn, off)
327 #define ARM_STRH_I(rt, rn, off) arm_bpf_ldst_imm8(ARM_INST_STRH_I, rt, rn, off)
328
329 /*
330  * Initializes the JIT space with undefined instructions.
331  */
332 static void jit_fill_hole(void *area, unsigned int size)
333 {
334         u32 *ptr;
335         /* We are guaranteed to have aligned memory. */
336         for (ptr = area; size >= sizeof(u32); size -= sizeof(u32))
337                 *ptr++ = __opcode_to_mem_arm(ARM_INST_UDF);
338 }
339
340 #if defined(CONFIG_AEABI) && (__LINUX_ARM_ARCH__ >= 5)
341 /* EABI requires the stack to be aligned to 64-bit boundaries */
342 #define STACK_ALIGNMENT 8
343 #else
344 /* Stack must be aligned to 32-bit boundaries */
345 #define STACK_ALIGNMENT 4
346 #endif
347
348 /* total stack size used in JITed code */
349 #define _STACK_SIZE     (ctx->prog->aux->stack_depth + SCRATCH_SIZE)
350 #define STACK_SIZE      ALIGN(_STACK_SIZE, STACK_ALIGNMENT)
351
352 #if __LINUX_ARM_ARCH__ < 7
353
354 static u16 imm_offset(u32 k, struct jit_ctx *ctx)
355 {
356         unsigned int i = 0, offset;
357         u16 imm;
358
359         /* on the "fake" run we just count them (duplicates included) */
360         if (ctx->target == NULL) {
361                 ctx->imm_count++;
362                 return 0;
363         }
364
365         while ((i < ctx->imm_count) && ctx->imms[i]) {
366                 if (ctx->imms[i] == k)
367                         break;
368                 i++;
369         }
370
371         if (ctx->imms[i] == 0)
372                 ctx->imms[i] = k;
373
374         /* constants go just after the epilogue */
375         offset =  ctx->offsets[ctx->prog->len - 1] * 4;
376         offset += ctx->prologue_bytes;
377         offset += ctx->epilogue_bytes;
378         offset += i * 4;
379
380         ctx->target[offset / 4] = k;
381
382         /* PC in ARM mode == address of the instruction + 8 */
383         imm = offset - (8 + ctx->idx * 4);
384
385         if (imm & ~0xfff) {
386                 /*
387                  * literal pool is too far, signal it into flags. we
388                  * can only detect it on the second pass unfortunately.
389                  */
390                 ctx->flags |= FLAG_IMM_OVERFLOW;
391                 return 0;
392         }
393
394         return imm;
395 }
396
397 #endif /* __LINUX_ARM_ARCH__ */
398
399 static inline int bpf2a32_offset(int bpf_to, int bpf_from,
400                                  const struct jit_ctx *ctx) {
401         int to, from;
402
403         if (ctx->target == NULL)
404                 return 0;
405         to = ctx->offsets[bpf_to];
406         from = ctx->offsets[bpf_from];
407
408         return to - from - 1;
409 }
410
411 /*
412  * Move an immediate that's not an imm8m to a core register.
413  */
414 static inline void emit_mov_i_no8m(const u8 rd, u32 val, struct jit_ctx *ctx)
415 {
416 #if __LINUX_ARM_ARCH__ < 7
417         emit(ARM_LDR_I(rd, ARM_PC, imm_offset(val, ctx)), ctx);
418 #else
419         emit(ARM_MOVW(rd, val & 0xffff), ctx);
420         if (val > 0xffff)
421                 emit(ARM_MOVT(rd, val >> 16), ctx);
422 #endif
423 }
424
425 static inline void emit_mov_i(const u8 rd, u32 val, struct jit_ctx *ctx)
426 {
427         int imm12 = imm8m(val);
428
429         if (imm12 >= 0)
430                 emit(ARM_MOV_I(rd, imm12), ctx);
431         else
432                 emit_mov_i_no8m(rd, val, ctx);
433 }
434
435 static void emit_bx_r(u8 tgt_reg, struct jit_ctx *ctx)
436 {
437         if (elf_hwcap & HWCAP_THUMB)
438                 emit(ARM_BX(tgt_reg), ctx);
439         else
440                 emit(ARM_MOV_R(ARM_PC, tgt_reg), ctx);
441 }
442
443 static inline void emit_blx_r(u8 tgt_reg, struct jit_ctx *ctx)
444 {
445 #if __LINUX_ARM_ARCH__ < 5
446         emit(ARM_MOV_R(ARM_LR, ARM_PC), ctx);
447         emit_bx_r(tgt_reg, ctx);
448 #else
449         emit(ARM_BLX_R(tgt_reg), ctx);
450 #endif
451 }
452
453 static inline int epilogue_offset(const struct jit_ctx *ctx)
454 {
455         int to, from;
456         /* No need for 1st dummy run */
457         if (ctx->target == NULL)
458                 return 0;
459         to = ctx->epilogue_offset;
460         from = ctx->idx;
461
462         return to - from - 2;
463 }
464
465 static inline void emit_udivmod(u8 rd, u8 rm, u8 rn, struct jit_ctx *ctx, u8 op)
466 {
467         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
468
469 #if __LINUX_ARM_ARCH__ == 7
470         if (elf_hwcap & HWCAP_IDIVA) {
471                 if (op == BPF_DIV)
472                         emit(ARM_UDIV(rd, rm, rn), ctx);
473                 else {
474                         emit(ARM_UDIV(ARM_IP, rm, rn), ctx);
475                         emit(ARM_MLS(rd, rn, ARM_IP, rm), ctx);
476                 }
477                 return;
478         }
479 #endif
480
481         /*
482          * For BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_K instructions
483          * As ARM_R1 and ARM_R0 contains 1st argument of bpf
484          * function, we need to save it on caller side to save
485          * it from getting destroyed within callee.
486          * After the return from the callee, we restore ARM_R0
487          * ARM_R1.
488          */
489         if (rn != ARM_R1) {
490                 emit(ARM_MOV_R(tmp[0], ARM_R1), ctx);
491                 emit(ARM_MOV_R(ARM_R1, rn), ctx);
492         }
493         if (rm != ARM_R0) {
494                 emit(ARM_MOV_R(tmp[1], ARM_R0), ctx);
495                 emit(ARM_MOV_R(ARM_R0, rm), ctx);
496         }
497
498         /* Call appropriate function */
499         emit_mov_i(ARM_IP, op == BPF_DIV ?
500                    (u32)jit_udiv32 : (u32)jit_mod32, ctx);
501         emit_blx_r(ARM_IP, ctx);
502
503         /* Save return value */
504         if (rd != ARM_R0)
505                 emit(ARM_MOV_R(rd, ARM_R0), ctx);
506
507         /* Restore ARM_R0 and ARM_R1 */
508         if (rn != ARM_R1)
509                 emit(ARM_MOV_R(ARM_R1, tmp[0]), ctx);
510         if (rm != ARM_R0)
511                 emit(ARM_MOV_R(ARM_R0, tmp[1]), ctx);
512 }
513
514 /* Is the translated BPF register on stack? */
515 static bool is_stacked(s8 reg)
516 {
517         return reg < 0;
518 }
519
520 /* If a BPF register is on the stack (stk is true), load it to the
521  * supplied temporary register and return the temporary register
522  * for subsequent operations, otherwise just use the CPU register.
523  */
524 static s8 arm_bpf_get_reg32(s8 reg, s8 tmp, struct jit_ctx *ctx)
525 {
526         if (is_stacked(reg)) {
527                 emit(ARM_LDR_I(tmp, ARM_FP, EBPF_SCRATCH_TO_ARM_FP(reg)), ctx);
528                 reg = tmp;
529         }
530         return reg;
531 }
532
533 static const s8 *arm_bpf_get_reg64(const s8 *reg, const s8 *tmp,
534                                    struct jit_ctx *ctx)
535 {
536         if (is_stacked(reg[1])) {
537                 if (__LINUX_ARM_ARCH__ >= 6 ||
538                     ctx->cpu_architecture >= CPU_ARCH_ARMv5TE) {
539                         emit(ARM_LDRD_I(tmp[1], ARM_FP,
540                                         EBPF_SCRATCH_TO_ARM_FP(reg[1])), ctx);
541                 } else {
542                         emit(ARM_LDR_I(tmp[1], ARM_FP,
543                                        EBPF_SCRATCH_TO_ARM_FP(reg[1])), ctx);
544                         emit(ARM_LDR_I(tmp[0], ARM_FP,
545                                        EBPF_SCRATCH_TO_ARM_FP(reg[0])), ctx);
546                 }
547                 reg = tmp;
548         }
549         return reg;
550 }
551
552 /* If a BPF register is on the stack (stk is true), save the register
553  * back to the stack.  If the source register is not the same, then
554  * move it into the correct register.
555  */
556 static void arm_bpf_put_reg32(s8 reg, s8 src, struct jit_ctx *ctx)
557 {
558         if (is_stacked(reg))
559                 emit(ARM_STR_I(src, ARM_FP, EBPF_SCRATCH_TO_ARM_FP(reg)), ctx);
560         else if (reg != src)
561                 emit(ARM_MOV_R(reg, src), ctx);
562 }
563
564 static void arm_bpf_put_reg64(const s8 *reg, const s8 *src,
565                               struct jit_ctx *ctx)
566 {
567         if (is_stacked(reg[1])) {
568                 if (__LINUX_ARM_ARCH__ >= 6 ||
569                     ctx->cpu_architecture >= CPU_ARCH_ARMv5TE) {
570                         emit(ARM_STRD_I(src[1], ARM_FP,
571                                        EBPF_SCRATCH_TO_ARM_FP(reg[1])), ctx);
572                 } else {
573                         emit(ARM_STR_I(src[1], ARM_FP,
574                                        EBPF_SCRATCH_TO_ARM_FP(reg[1])), ctx);
575                         emit(ARM_STR_I(src[0], ARM_FP,
576                                        EBPF_SCRATCH_TO_ARM_FP(reg[0])), ctx);
577                 }
578         } else {
579                 if (reg[1] != src[1])
580                         emit(ARM_MOV_R(reg[1], src[1]), ctx);
581                 if (reg[0] != src[0])
582                         emit(ARM_MOV_R(reg[0], src[0]), ctx);
583         }
584 }
585
586 static inline void emit_a32_mov_i(const s8 dst, const u32 val,
587                                   struct jit_ctx *ctx)
588 {
589         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
590
591         if (is_stacked(dst)) {
592                 emit_mov_i(tmp[1], val, ctx);
593                 arm_bpf_put_reg32(dst, tmp[1], ctx);
594         } else {
595                 emit_mov_i(dst, val, ctx);
596         }
597 }
598
599 static void emit_a32_mov_i64(const s8 dst[], u64 val, struct jit_ctx *ctx)
600 {
601         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
602         const s8 *rd = is_stacked(dst_lo) ? tmp : dst;
603
604         emit_mov_i(rd[1], (u32)val, ctx);
605         emit_mov_i(rd[0], val >> 32, ctx);
606
607         arm_bpf_put_reg64(dst, rd, ctx);
608 }
609
610 /* Sign extended move */
611 static inline void emit_a32_mov_se_i64(const bool is64, const s8 dst[],
612                                        const u32 val, struct jit_ctx *ctx) {
613         u64 val64 = val;
614
615         if (is64 && (val & (1<<31)))
616                 val64 |= 0xffffffff00000000ULL;
617         emit_a32_mov_i64(dst, val64, ctx);
618 }
619
620 static inline void emit_a32_add_r(const u8 dst, const u8 src,
621                               const bool is64, const bool hi,
622                               struct jit_ctx *ctx) {
623         /* 64 bit :
624          *      adds dst_lo, dst_lo, src_lo
625          *      adc dst_hi, dst_hi, src_hi
626          * 32 bit :
627          *      add dst_lo, dst_lo, src_lo
628          */
629         if (!hi && is64)
630                 emit(ARM_ADDS_R(dst, dst, src), ctx);
631         else if (hi && is64)
632                 emit(ARM_ADC_R(dst, dst, src), ctx);
633         else
634                 emit(ARM_ADD_R(dst, dst, src), ctx);
635 }
636
637 static inline void emit_a32_sub_r(const u8 dst, const u8 src,
638                                   const bool is64, const bool hi,
639                                   struct jit_ctx *ctx) {
640         /* 64 bit :
641          *      subs dst_lo, dst_lo, src_lo
642          *      sbc dst_hi, dst_hi, src_hi
643          * 32 bit :
644          *      sub dst_lo, dst_lo, src_lo
645          */
646         if (!hi && is64)
647                 emit(ARM_SUBS_R(dst, dst, src), ctx);
648         else if (hi && is64)
649                 emit(ARM_SBC_R(dst, dst, src), ctx);
650         else
651                 emit(ARM_SUB_R(dst, dst, src), ctx);
652 }
653
654 static inline void emit_alu_r(const u8 dst, const u8 src, const bool is64,
655                               const bool hi, const u8 op, struct jit_ctx *ctx){
656         switch (BPF_OP(op)) {
657         /* dst = dst + src */
658         case BPF_ADD:
659                 emit_a32_add_r(dst, src, is64, hi, ctx);
660                 break;
661         /* dst = dst - src */
662         case BPF_SUB:
663                 emit_a32_sub_r(dst, src, is64, hi, ctx);
664                 break;
665         /* dst = dst | src */
666         case BPF_OR:
667                 emit(ARM_ORR_R(dst, dst, src), ctx);
668                 break;
669         /* dst = dst & src */
670         case BPF_AND:
671                 emit(ARM_AND_R(dst, dst, src), ctx);
672                 break;
673         /* dst = dst ^ src */
674         case BPF_XOR:
675                 emit(ARM_EOR_R(dst, dst, src), ctx);
676                 break;
677         /* dst = dst * src */
678         case BPF_MUL:
679                 emit(ARM_MUL(dst, dst, src), ctx);
680                 break;
681         /* dst = dst << src */
682         case BPF_LSH:
683                 emit(ARM_LSL_R(dst, dst, src), ctx);
684                 break;
685         /* dst = dst >> src */
686         case BPF_RSH:
687                 emit(ARM_LSR_R(dst, dst, src), ctx);
688                 break;
689         /* dst = dst >> src (signed)*/
690         case BPF_ARSH:
691                 emit(ARM_MOV_SR(dst, dst, SRTYPE_ASR, src), ctx);
692                 break;
693         }
694 }
695
696 /* ALU operation (32 bit)
697  * dst = dst (op) src
698  */
699 static inline void emit_a32_alu_r(const s8 dst, const s8 src,
700                                   struct jit_ctx *ctx, const bool is64,
701                                   const bool hi, const u8 op) {
702         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
703         s8 rn, rd;
704
705         rn = arm_bpf_get_reg32(src, tmp[1], ctx);
706         rd = arm_bpf_get_reg32(dst, tmp[0], ctx);
707         /* ALU operation */
708         emit_alu_r(rd, rn, is64, hi, op, ctx);
709         arm_bpf_put_reg32(dst, rd, ctx);
710 }
711
712 /* ALU operation (64 bit) */
713 static inline void emit_a32_alu_r64(const bool is64, const s8 dst[],
714                                   const s8 src[], struct jit_ctx *ctx,
715                                   const u8 op) {
716         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
717         const s8 *tmp2 = bpf2a32[TMP_REG_2];
718         const s8 *rd;
719
720         rd = arm_bpf_get_reg64(dst, tmp, ctx);
721         if (is64) {
722                 const s8 *rs;
723
724                 rs = arm_bpf_get_reg64(src, tmp2, ctx);
725
726                 /* ALU operation */
727                 emit_alu_r(rd[1], rs[1], true, false, op, ctx);
728                 emit_alu_r(rd[0], rs[0], true, true, op, ctx);
729         } else {
730                 s8 rs;
731
732                 rs = arm_bpf_get_reg32(src_lo, tmp2[1], ctx);
733
734                 /* ALU operation */
735                 emit_alu_r(rd[1], rs, true, false, op, ctx);
736                 if (!ctx->prog->aux->verifier_zext)
737                         emit_a32_mov_i(rd[0], 0, ctx);
738         }
739
740         arm_bpf_put_reg64(dst, rd, ctx);
741 }
742
743 /* dst = src (4 bytes)*/
744 static inline void emit_a32_mov_r(const s8 dst, const s8 src,
745                                   struct jit_ctx *ctx) {
746         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
747         s8 rt;
748
749         rt = arm_bpf_get_reg32(src, tmp[0], ctx);
750         arm_bpf_put_reg32(dst, rt, ctx);
751 }
752
753 /* dst = src */
754 static inline void emit_a32_mov_r64(const bool is64, const s8 dst[],
755                                   const s8 src[],
756                                   struct jit_ctx *ctx) {
757         if (!is64) {
758                 emit_a32_mov_r(dst_lo, src_lo, ctx);
759                 if (!ctx->prog->aux->verifier_zext)
760                         /* Zero out high 4 bytes */
761                         emit_a32_mov_i(dst_hi, 0, ctx);
762         } else if (__LINUX_ARM_ARCH__ < 6 &&
763                    ctx->cpu_architecture < CPU_ARCH_ARMv5TE) {
764                 /* complete 8 byte move */
765                 emit_a32_mov_r(dst_lo, src_lo, ctx);
766                 emit_a32_mov_r(dst_hi, src_hi, ctx);
767         } else if (is_stacked(src_lo) && is_stacked(dst_lo)) {
768                 const u8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
769
770                 emit(ARM_LDRD_I(tmp[1], ARM_FP, EBPF_SCRATCH_TO_ARM_FP(src_lo)), ctx);
771                 emit(ARM_STRD_I(tmp[1], ARM_FP, EBPF_SCRATCH_TO_ARM_FP(dst_lo)), ctx);
772         } else if (is_stacked(src_lo)) {
773                 emit(ARM_LDRD_I(dst[1], ARM_FP, EBPF_SCRATCH_TO_ARM_FP(src_lo)), ctx);
774         } else if (is_stacked(dst_lo)) {
775                 emit(ARM_STRD_I(src[1], ARM_FP, EBPF_SCRATCH_TO_ARM_FP(dst_lo)), ctx);
776         } else {
777                 emit(ARM_MOV_R(dst[0], src[0]), ctx);
778                 emit(ARM_MOV_R(dst[1], src[1]), ctx);
779         }
780 }
781
782 /* Shift operations */
783 static inline void emit_a32_alu_i(const s8 dst, const u32 val,
784                                 struct jit_ctx *ctx, const u8 op) {
785         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
786         s8 rd;
787
788         rd = arm_bpf_get_reg32(dst, tmp[0], ctx);
789
790         /* Do shift operation */
791         switch (op) {
792         case BPF_LSH:
793                 emit(ARM_LSL_I(rd, rd, val), ctx);
794                 break;
795         case BPF_RSH:
796                 emit(ARM_LSR_I(rd, rd, val), ctx);
797                 break;
798         case BPF_ARSH:
799                 emit(ARM_ASR_I(rd, rd, val), ctx);
800                 break;
801         case BPF_NEG:
802                 emit(ARM_RSB_I(rd, rd, val), ctx);
803                 break;
804         }
805
806         arm_bpf_put_reg32(dst, rd, ctx);
807 }
808
809 /* dst = ~dst (64 bit) */
810 static inline void emit_a32_neg64(const s8 dst[],
811                                 struct jit_ctx *ctx){
812         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
813         const s8 *rd;
814
815         /* Setup Operand */
816         rd = arm_bpf_get_reg64(dst, tmp, ctx);
817
818         /* Do Negate Operation */
819         emit(ARM_RSBS_I(rd[1], rd[1], 0), ctx);
820         emit(ARM_RSC_I(rd[0], rd[0], 0), ctx);
821
822         arm_bpf_put_reg64(dst, rd, ctx);
823 }
824
825 /* dst = dst << src */
826 static inline void emit_a32_lsh_r64(const s8 dst[], const s8 src[],
827                                     struct jit_ctx *ctx) {
828         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
829         const s8 *tmp2 = bpf2a32[TMP_REG_2];
830         const s8 *rd;
831         s8 rt;
832
833         /* Setup Operands */
834         rt = arm_bpf_get_reg32(src_lo, tmp2[1], ctx);
835         rd = arm_bpf_get_reg64(dst, tmp, ctx);
836
837         /* Do LSH operation */
838         emit(ARM_SUB_I(ARM_IP, rt, 32), ctx);
839         emit(ARM_RSB_I(tmp2[0], rt, 32), ctx);
840         emit(ARM_MOV_SR(ARM_LR, rd[0], SRTYPE_ASL, rt), ctx);
841         emit(ARM_ORR_SR(ARM_LR, ARM_LR, rd[1], SRTYPE_ASL, ARM_IP), ctx);
842         emit(ARM_ORR_SR(ARM_IP, ARM_LR, rd[1], SRTYPE_LSR, tmp2[0]), ctx);
843         emit(ARM_MOV_SR(ARM_LR, rd[1], SRTYPE_ASL, rt), ctx);
844
845         arm_bpf_put_reg32(dst_lo, ARM_LR, ctx);
846         arm_bpf_put_reg32(dst_hi, ARM_IP, ctx);
847 }
848
849 /* dst = dst >> src (signed)*/
850 static inline void emit_a32_arsh_r64(const s8 dst[], const s8 src[],
851                                      struct jit_ctx *ctx) {
852         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
853         const s8 *tmp2 = bpf2a32[TMP_REG_2];
854         const s8 *rd;
855         s8 rt;
856
857         /* Setup Operands */
858         rt = arm_bpf_get_reg32(src_lo, tmp2[1], ctx);
859         rd = arm_bpf_get_reg64(dst, tmp, ctx);
860
861         /* Do the ARSH operation */
862         emit(ARM_RSB_I(ARM_IP, rt, 32), ctx);
863         emit(ARM_SUBS_I(tmp2[0], rt, 32), ctx);
864         emit(ARM_MOV_SR(ARM_LR, rd[1], SRTYPE_LSR, rt), ctx);
865         emit(ARM_ORR_SR(ARM_LR, ARM_LR, rd[0], SRTYPE_ASL, ARM_IP), ctx);
866         _emit(ARM_COND_PL,
867               ARM_ORR_SR(ARM_LR, ARM_LR, rd[0], SRTYPE_ASR, tmp2[0]), ctx);
868         emit(ARM_MOV_SR(ARM_IP, rd[0], SRTYPE_ASR, rt), ctx);
869
870         arm_bpf_put_reg32(dst_lo, ARM_LR, ctx);
871         arm_bpf_put_reg32(dst_hi, ARM_IP, ctx);
872 }
873
874 /* dst = dst >> src */
875 static inline void emit_a32_rsh_r64(const s8 dst[], const s8 src[],
876                                     struct jit_ctx *ctx) {
877         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
878         const s8 *tmp2 = bpf2a32[TMP_REG_2];
879         const s8 *rd;
880         s8 rt;
881
882         /* Setup Operands */
883         rt = arm_bpf_get_reg32(src_lo, tmp2[1], ctx);
884         rd = arm_bpf_get_reg64(dst, tmp, ctx);
885
886         /* Do RSH operation */
887         emit(ARM_RSB_I(ARM_IP, rt, 32), ctx);
888         emit(ARM_SUBS_I(tmp2[0], rt, 32), ctx);
889         emit(ARM_MOV_SR(ARM_LR, rd[1], SRTYPE_LSR, rt), ctx);
890         emit(ARM_ORR_SR(ARM_LR, ARM_LR, rd[0], SRTYPE_ASL, ARM_IP), ctx);
891         emit(ARM_ORR_SR(ARM_LR, ARM_LR, rd[0], SRTYPE_LSR, tmp2[0]), ctx);
892         emit(ARM_MOV_SR(ARM_IP, rd[0], SRTYPE_LSR, rt), ctx);
893
894         arm_bpf_put_reg32(dst_lo, ARM_LR, ctx);
895         arm_bpf_put_reg32(dst_hi, ARM_IP, ctx);
896 }
897
898 /* dst = dst << val */
899 static inline void emit_a32_lsh_i64(const s8 dst[],
900                                     const u32 val, struct jit_ctx *ctx){
901         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
902         const s8 *tmp2 = bpf2a32[TMP_REG_2];
903         const s8 *rd;
904
905         /* Setup operands */
906         rd = arm_bpf_get_reg64(dst, tmp, ctx);
907
908         /* Do LSH operation */
909         if (val < 32) {
910                 emit(ARM_MOV_SI(tmp2[0], rd[0], SRTYPE_ASL, val), ctx);
911                 emit(ARM_ORR_SI(rd[0], tmp2[0], rd[1], SRTYPE_LSR, 32 - val), ctx);
912                 emit(ARM_MOV_SI(rd[1], rd[1], SRTYPE_ASL, val), ctx);
913         } else {
914                 if (val == 32)
915                         emit(ARM_MOV_R(rd[0], rd[1]), ctx);
916                 else
917                         emit(ARM_MOV_SI(rd[0], rd[1], SRTYPE_ASL, val - 32), ctx);
918                 emit(ARM_EOR_R(rd[1], rd[1], rd[1]), ctx);
919         }
920
921         arm_bpf_put_reg64(dst, rd, ctx);
922 }
923
924 /* dst = dst >> val */
925 static inline void emit_a32_rsh_i64(const s8 dst[],
926                                     const u32 val, struct jit_ctx *ctx) {
927         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
928         const s8 *tmp2 = bpf2a32[TMP_REG_2];
929         const s8 *rd;
930
931         /* Setup operands */
932         rd = arm_bpf_get_reg64(dst, tmp, ctx);
933
934         /* Do LSR operation */
935         if (val == 0) {
936                 /* An immediate value of 0 encodes a shift amount of 32
937                  * for LSR. To shift by 0, don't do anything.
938                  */
939         } else if (val < 32) {
940                 emit(ARM_MOV_SI(tmp2[1], rd[1], SRTYPE_LSR, val), ctx);
941                 emit(ARM_ORR_SI(rd[1], tmp2[1], rd[0], SRTYPE_ASL, 32 - val), ctx);
942                 emit(ARM_MOV_SI(rd[0], rd[0], SRTYPE_LSR, val), ctx);
943         } else if (val == 32) {
944                 emit(ARM_MOV_R(rd[1], rd[0]), ctx);
945                 emit(ARM_MOV_I(rd[0], 0), ctx);
946         } else {
947                 emit(ARM_MOV_SI(rd[1], rd[0], SRTYPE_LSR, val - 32), ctx);
948                 emit(ARM_MOV_I(rd[0], 0), ctx);
949         }
950
951         arm_bpf_put_reg64(dst, rd, ctx);
952 }
953
954 /* dst = dst >> val (signed) */
955 static inline void emit_a32_arsh_i64(const s8 dst[],
956                                      const u32 val, struct jit_ctx *ctx){
957         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
958         const s8 *tmp2 = bpf2a32[TMP_REG_2];
959         const s8 *rd;
960
961         /* Setup operands */
962         rd = arm_bpf_get_reg64(dst, tmp, ctx);
963
964         /* Do ARSH operation */
965         if (val == 0) {
966                 /* An immediate value of 0 encodes a shift amount of 32
967                  * for ASR. To shift by 0, don't do anything.
968                  */
969         } else if (val < 32) {
970                 emit(ARM_MOV_SI(tmp2[1], rd[1], SRTYPE_LSR, val), ctx);
971                 emit(ARM_ORR_SI(rd[1], tmp2[1], rd[0], SRTYPE_ASL, 32 - val), ctx);
972                 emit(ARM_MOV_SI(rd[0], rd[0], SRTYPE_ASR, val), ctx);
973         } else if (val == 32) {
974                 emit(ARM_MOV_R(rd[1], rd[0]), ctx);
975                 emit(ARM_MOV_SI(rd[0], rd[0], SRTYPE_ASR, 31), ctx);
976         } else {
977                 emit(ARM_MOV_SI(rd[1], rd[0], SRTYPE_ASR, val - 32), ctx);
978                 emit(ARM_MOV_SI(rd[0], rd[0], SRTYPE_ASR, 31), ctx);
979         }
980
981         arm_bpf_put_reg64(dst, rd, ctx);
982 }
983
984 static inline void emit_a32_mul_r64(const s8 dst[], const s8 src[],
985                                     struct jit_ctx *ctx) {
986         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
987         const s8 *tmp2 = bpf2a32[TMP_REG_2];
988         const s8 *rd, *rt;
989
990         /* Setup operands for multiplication */
991         rd = arm_bpf_get_reg64(dst, tmp, ctx);
992         rt = arm_bpf_get_reg64(src, tmp2, ctx);
993
994         /* Do Multiplication */
995         emit(ARM_MUL(ARM_IP, rd[1], rt[0]), ctx);
996         emit(ARM_MUL(ARM_LR, rd[0], rt[1]), ctx);
997         emit(ARM_ADD_R(ARM_LR, ARM_IP, ARM_LR), ctx);
998
999         emit(ARM_UMULL(ARM_IP, rd[0], rd[1], rt[1]), ctx);
1000         emit(ARM_ADD_R(rd[0], ARM_LR, rd[0]), ctx);
1001
1002         arm_bpf_put_reg32(dst_lo, ARM_IP, ctx);
1003         arm_bpf_put_reg32(dst_hi, rd[0], ctx);
1004 }
1005
1006 static bool is_ldst_imm(s16 off, const u8 size)
1007 {
1008         s16 off_max = 0;
1009
1010         switch (size) {
1011         case BPF_B:
1012         case BPF_W:
1013                 off_max = 0xfff;
1014                 break;
1015         case BPF_H:
1016                 off_max = 0xff;
1017                 break;
1018         case BPF_DW:
1019                 /* Need to make sure off+4 does not overflow. */
1020                 off_max = 0xfff - 4;
1021                 break;
1022         }
1023         return -off_max <= off && off <= off_max;
1024 }
1025
1026 /* *(size *)(dst + off) = src */
1027 static inline void emit_str_r(const s8 dst, const s8 src[],
1028                               s16 off, struct jit_ctx *ctx, const u8 sz){
1029         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
1030         s8 rd;
1031
1032         rd = arm_bpf_get_reg32(dst, tmp[1], ctx);
1033
1034         if (!is_ldst_imm(off, sz)) {
1035                 emit_a32_mov_i(tmp[0], off, ctx);
1036                 emit(ARM_ADD_R(tmp[0], tmp[0], rd), ctx);
1037                 rd = tmp[0];
1038                 off = 0;
1039         }
1040         switch (sz) {
1041         case BPF_B:
1042                 /* Store a Byte */
1043                 emit(ARM_STRB_I(src_lo, rd, off), ctx);
1044                 break;
1045         case BPF_H:
1046                 /* Store a HalfWord */
1047                 emit(ARM_STRH_I(src_lo, rd, off), ctx);
1048                 break;
1049         case BPF_W:
1050                 /* Store a Word */
1051                 emit(ARM_STR_I(src_lo, rd, off), ctx);
1052                 break;
1053         case BPF_DW:
1054                 /* Store a Double Word */
1055                 emit(ARM_STR_I(src_lo, rd, off), ctx);
1056                 emit(ARM_STR_I(src_hi, rd, off + 4), ctx);
1057                 break;
1058         }
1059 }
1060
1061 /* dst = *(size*)(src + off) */
1062 static inline void emit_ldx_r(const s8 dst[], const s8 src,
1063                               s16 off, struct jit_ctx *ctx, const u8 sz){
1064         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
1065         const s8 *rd = is_stacked(dst_lo) ? tmp : dst;
1066         s8 rm = src;
1067
1068         if (!is_ldst_imm(off, sz)) {
1069                 emit_a32_mov_i(tmp[0], off, ctx);
1070                 emit(ARM_ADD_R(tmp[0], tmp[0], src), ctx);
1071                 rm = tmp[0];
1072                 off = 0;
1073         } else if (rd[1] == rm) {
1074                 emit(ARM_MOV_R(tmp[0], rm), ctx);
1075                 rm = tmp[0];
1076         }
1077         switch (sz) {
1078         case BPF_B:
1079                 /* Load a Byte */
1080                 emit(ARM_LDRB_I(rd[1], rm, off), ctx);
1081                 if (!ctx->prog->aux->verifier_zext)
1082                         emit_a32_mov_i(rd[0], 0, ctx);
1083                 break;
1084         case BPF_H:
1085                 /* Load a HalfWord */
1086                 emit(ARM_LDRH_I(rd[1], rm, off), ctx);
1087                 if (!ctx->prog->aux->verifier_zext)
1088                         emit_a32_mov_i(rd[0], 0, ctx);
1089                 break;
1090         case BPF_W:
1091                 /* Load a Word */
1092                 emit(ARM_LDR_I(rd[1], rm, off), ctx);
1093                 if (!ctx->prog->aux->verifier_zext)
1094                         emit_a32_mov_i(rd[0], 0, ctx);
1095                 break;
1096         case BPF_DW:
1097                 /* Load a Double Word */
1098                 emit(ARM_LDR_I(rd[1], rm, off), ctx);
1099                 emit(ARM_LDR_I(rd[0], rm, off + 4), ctx);
1100                 break;
1101         }
1102         arm_bpf_put_reg64(dst, rd, ctx);
1103 }
1104
1105 /* Arithmatic Operation */
1106 static inline void emit_ar_r(const u8 rd, const u8 rt, const u8 rm,
1107                              const u8 rn, struct jit_ctx *ctx, u8 op,
1108                              bool is_jmp64) {
1109         switch (op) {
1110         case BPF_JSET:
1111                 if (is_jmp64) {
1112                         emit(ARM_AND_R(ARM_IP, rt, rn), ctx);
1113                         emit(ARM_AND_R(ARM_LR, rd, rm), ctx);
1114                         emit(ARM_ORRS_R(ARM_IP, ARM_LR, ARM_IP), ctx);
1115                 } else {
1116                         emit(ARM_ANDS_R(ARM_IP, rt, rn), ctx);
1117                 }
1118                 break;
1119         case BPF_JEQ:
1120         case BPF_JNE:
1121         case BPF_JGT:
1122         case BPF_JGE:
1123         case BPF_JLE:
1124         case BPF_JLT:
1125                 if (is_jmp64) {
1126                         emit(ARM_CMP_R(rd, rm), ctx);
1127                         /* Only compare low halve if high halve are equal. */
1128                         _emit(ARM_COND_EQ, ARM_CMP_R(rt, rn), ctx);
1129                 } else {
1130                         emit(ARM_CMP_R(rt, rn), ctx);
1131                 }
1132                 break;
1133         case BPF_JSLE:
1134         case BPF_JSGT:
1135                 emit(ARM_CMP_R(rn, rt), ctx);
1136                 if (is_jmp64)
1137                         emit(ARM_SBCS_R(ARM_IP, rm, rd), ctx);
1138                 break;
1139         case BPF_JSLT:
1140         case BPF_JSGE:
1141                 emit(ARM_CMP_R(rt, rn), ctx);
1142                 if (is_jmp64)
1143                         emit(ARM_SBCS_R(ARM_IP, rd, rm), ctx);
1144                 break;
1145         }
1146 }
1147
1148 static int out_offset = -1; /* initialized on the first pass of build_body() */
1149 static int emit_bpf_tail_call(struct jit_ctx *ctx)
1150 {
1151
1152         /* bpf_tail_call(void *prog_ctx, struct bpf_array *array, u64 index) */
1153         const s8 *r2 = bpf2a32[BPF_REG_2];
1154         const s8 *r3 = bpf2a32[BPF_REG_3];
1155         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
1156         const s8 *tmp2 = bpf2a32[TMP_REG_2];
1157         const s8 *tcc = bpf2a32[TCALL_CNT];
1158         const s8 *tc;
1159         const int idx0 = ctx->idx;
1160 #define cur_offset (ctx->idx - idx0)
1161 #define jmp_offset (out_offset - (cur_offset) - 2)
1162         u32 lo, hi;
1163         s8 r_array, r_index;
1164         int off;
1165
1166         /* if (index >= array->map.max_entries)
1167          *      goto out;
1168          */
1169         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct bpf_array, map.max_entries) >
1170                      ARM_INST_LDST__IMM12);
1171         off = offsetof(struct bpf_array, map.max_entries);
1172         r_array = arm_bpf_get_reg32(r2[1], tmp2[0], ctx);
1173         /* index is 32-bit for arrays */
1174         r_index = arm_bpf_get_reg32(r3[1], tmp2[1], ctx);
1175         /* array->map.max_entries */
1176         emit(ARM_LDR_I(tmp[1], r_array, off), ctx);
1177         /* index >= array->map.max_entries */
1178         emit(ARM_CMP_R(r_index, tmp[1]), ctx);
1179         _emit(ARM_COND_CS, ARM_B(jmp_offset), ctx);
1180
1181         /* tmp2[0] = array, tmp2[1] = index */
1182
1183         /* if (tail_call_cnt > MAX_TAIL_CALL_CNT)
1184          *      goto out;
1185          * tail_call_cnt++;
1186          */
1187         lo = (u32)MAX_TAIL_CALL_CNT;
1188         hi = (u32)((u64)MAX_TAIL_CALL_CNT >> 32);
1189         tc = arm_bpf_get_reg64(tcc, tmp, ctx);
1190         emit(ARM_CMP_I(tc[0], hi), ctx);
1191         _emit(ARM_COND_EQ, ARM_CMP_I(tc[1], lo), ctx);
1192         _emit(ARM_COND_HI, ARM_B(jmp_offset), ctx);
1193         emit(ARM_ADDS_I(tc[1], tc[1], 1), ctx);
1194         emit(ARM_ADC_I(tc[0], tc[0], 0), ctx);
1195         arm_bpf_put_reg64(tcc, tmp, ctx);
1196
1197         /* prog = array->ptrs[index]
1198          * if (prog == NULL)
1199          *      goto out;
1200          */
1201         BUILD_BUG_ON(imm8m(offsetof(struct bpf_array, ptrs)) < 0);
1202         off = imm8m(offsetof(struct bpf_array, ptrs));
1203         emit(ARM_ADD_I(tmp[1], r_array, off), ctx);
1204         emit(ARM_LDR_R_SI(tmp[1], tmp[1], r_index, SRTYPE_ASL, 2), ctx);
1205         emit(ARM_CMP_I(tmp[1], 0), ctx);
1206         _emit(ARM_COND_EQ, ARM_B(jmp_offset), ctx);
1207
1208         /* goto *(prog->bpf_func + prologue_size); */
1209         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct bpf_prog, bpf_func) >
1210                      ARM_INST_LDST__IMM12);
1211         off = offsetof(struct bpf_prog, bpf_func);
1212         emit(ARM_LDR_I(tmp[1], tmp[1], off), ctx);
1213         emit(ARM_ADD_I(tmp[1], tmp[1], ctx->prologue_bytes), ctx);
1214         emit_bx_r(tmp[1], ctx);
1215
1216         /* out: */
1217         if (out_offset == -1)
1218                 out_offset = cur_offset;
1219         if (cur_offset != out_offset) {
1220                 pr_err_once("tail_call out_offset = %d, expected %d!\n",
1221                             cur_offset, out_offset);
1222                 return -1;
1223         }
1224         return 0;
1225 #undef cur_offset
1226 #undef jmp_offset
1227 }
1228
1229 /* 0xabcd => 0xcdab */
1230 static inline void emit_rev16(const u8 rd, const u8 rn, struct jit_ctx *ctx)
1231 {
1232 #if __LINUX_ARM_ARCH__ < 6
1233         const s8 *tmp2 = bpf2a32[TMP_REG_2];
1234
1235         emit(ARM_AND_I(tmp2[1], rn, 0xff), ctx);
1236         emit(ARM_MOV_SI(tmp2[0], rn, SRTYPE_LSR, 8), ctx);
1237         emit(ARM_AND_I(tmp2[0], tmp2[0], 0xff), ctx);
1238         emit(ARM_ORR_SI(rd, tmp2[0], tmp2[1], SRTYPE_LSL, 8), ctx);
1239 #else /* ARMv6+ */
1240         emit(ARM_REV16(rd, rn), ctx);
1241 #endif
1242 }
1243
1244 /* 0xabcdefgh => 0xghefcdab */
1245 static inline void emit_rev32(const u8 rd, const u8 rn, struct jit_ctx *ctx)
1246 {
1247 #if __LINUX_ARM_ARCH__ < 6
1248         const s8 *tmp2 = bpf2a32[TMP_REG_2];
1249
1250         emit(ARM_AND_I(tmp2[1], rn, 0xff), ctx);
1251         emit(ARM_MOV_SI(tmp2[0], rn, SRTYPE_LSR, 24), ctx);
1252         emit(ARM_ORR_SI(ARM_IP, tmp2[0], tmp2[1], SRTYPE_LSL, 24), ctx);
1253
1254         emit(ARM_MOV_SI(tmp2[1], rn, SRTYPE_LSR, 8), ctx);
1255         emit(ARM_AND_I(tmp2[1], tmp2[1], 0xff), ctx);
1256         emit(ARM_MOV_SI(tmp2[0], rn, SRTYPE_LSR, 16), ctx);
1257         emit(ARM_AND_I(tmp2[0], tmp2[0], 0xff), ctx);
1258         emit(ARM_MOV_SI(tmp2[0], tmp2[0], SRTYPE_LSL, 8), ctx);
1259         emit(ARM_ORR_SI(tmp2[0], tmp2[0], tmp2[1], SRTYPE_LSL, 16), ctx);
1260         emit(ARM_ORR_R(rd, ARM_IP, tmp2[0]), ctx);
1261
1262 #else /* ARMv6+ */
1263         emit(ARM_REV(rd, rn), ctx);
1264 #endif
1265 }
1266
1267 // push the scratch stack register on top of the stack
1268 static inline void emit_push_r64(const s8 src[], struct jit_ctx *ctx)
1269 {
1270         const s8 *tmp2 = bpf2a32[TMP_REG_2];
1271         const s8 *rt;
1272         u16 reg_set = 0;
1273
1274         rt = arm_bpf_get_reg64(src, tmp2, ctx);
1275
1276         reg_set = (1 << rt[1]) | (1 << rt[0]);
1277         emit(ARM_PUSH(reg_set), ctx);
1278 }
1279
1280 static void build_prologue(struct jit_ctx *ctx)
1281 {
1282         const s8 arm_r0 = bpf2a32[BPF_REG_0][1];
1283         const s8 *bpf_r1 = bpf2a32[BPF_REG_1];
1284         const s8 *bpf_fp = bpf2a32[BPF_REG_FP];
1285         const s8 *tcc = bpf2a32[TCALL_CNT];
1286
1287         /* Save callee saved registers. */
1288 #ifdef CONFIG_FRAME_POINTER
1289         u16 reg_set = CALLEE_PUSH_MASK | 1 << ARM_IP | 1 << ARM_PC;
1290         emit(ARM_MOV_R(ARM_IP, ARM_SP), ctx);
1291         emit(ARM_PUSH(reg_set), ctx);
1292         emit(ARM_SUB_I(ARM_FP, ARM_IP, 4), ctx);
1293 #else
1294         emit(ARM_PUSH(CALLEE_PUSH_MASK), ctx);
1295         emit(ARM_MOV_R(ARM_FP, ARM_SP), ctx);
1296 #endif
1297         /* mov r3, #0 */
1298         /* sub r2, sp, #SCRATCH_SIZE */
1299         emit(ARM_MOV_I(bpf_r1[0], 0), ctx);
1300         emit(ARM_SUB_I(bpf_r1[1], ARM_SP, SCRATCH_SIZE), ctx);
1301
1302         ctx->stack_size = imm8m(STACK_SIZE);
1303
1304         /* Set up function call stack */
1305         emit(ARM_SUB_I(ARM_SP, ARM_SP, ctx->stack_size), ctx);
1306
1307         /* Set up BPF prog stack base register */
1308         emit_a32_mov_r64(true, bpf_fp, bpf_r1, ctx);
1309
1310         /* Initialize Tail Count */
1311         emit(ARM_MOV_I(bpf_r1[1], 0), ctx);
1312         emit_a32_mov_r64(true, tcc, bpf_r1, ctx);
1313
1314         /* Move BPF_CTX to BPF_R1 */
1315         emit(ARM_MOV_R(bpf_r1[1], arm_r0), ctx);
1316
1317         /* end of prologue */
1318 }
1319
1320 /* restore callee saved registers. */
1321 static void build_epilogue(struct jit_ctx *ctx)
1322 {
1323 #ifdef CONFIG_FRAME_POINTER
1324         /* When using frame pointers, some additional registers need to
1325          * be loaded. */
1326         u16 reg_set = CALLEE_POP_MASK | 1 << ARM_SP;
1327         emit(ARM_SUB_I(ARM_SP, ARM_FP, hweight16(reg_set) * 4), ctx);
1328         emit(ARM_LDM(ARM_SP, reg_set), ctx);
1329 #else
1330         /* Restore callee saved registers. */
1331         emit(ARM_MOV_R(ARM_SP, ARM_FP), ctx);
1332         emit(ARM_POP(CALLEE_POP_MASK), ctx);
1333 #endif
1334 }
1335
1336 /*
1337  * Convert an eBPF instruction to native instruction, i.e
1338  * JITs an eBPF instruction.
1339  * Returns :
1340  *      0  - Successfully JITed an 8-byte eBPF instruction
1341  *      >0 - Successfully JITed a 16-byte eBPF instruction
1342  *      <0 - Failed to JIT.
1343  */
1344 static int build_insn(const struct bpf_insn *insn, struct jit_ctx *ctx)
1345 {
1346         const u8 code = insn->code;
1347         const s8 *dst = bpf2a32[insn->dst_reg];
1348         const s8 *src = bpf2a32[insn->src_reg];
1349         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
1350         const s8 *tmp2 = bpf2a32[TMP_REG_2];
1351         const s16 off = insn->off;
1352         const s32 imm = insn->imm;
1353         const int i = insn - ctx->prog->insnsi;
1354         const bool is64 = BPF_CLASS(code) == BPF_ALU64;
1355         const s8 *rd, *rs;
1356         s8 rd_lo, rt, rm, rn;
1357         s32 jmp_offset;
1358
1359 #define check_imm(bits, imm) do {                               \
1360         if ((imm) >= (1 << ((bits) - 1)) ||                     \
1361             (imm) < -(1 << ((bits) - 1))) {                     \
1362                 pr_info("[%2d] imm=%d(0x%x) out of range\n",    \
1363                         i, imm, imm);                           \
1364                 return -EINVAL;                                 \
1365         }                                                       \
1366 } while (0)
1367 #define check_imm24(imm) check_imm(24, imm)
1368
1369         switch (code) {
1370         /* ALU operations */
1371
1372         /* dst = src */
1373         case BPF_ALU | BPF_MOV | BPF_K:
1374         case BPF_ALU | BPF_MOV | BPF_X:
1375         case BPF_ALU64 | BPF_MOV | BPF_K:
1376         case BPF_ALU64 | BPF_MOV | BPF_X:
1377                 switch (BPF_SRC(code)) {
1378                 case BPF_X:
1379                         if (imm == 1) {
1380                                 /* Special mov32 for zext */
1381                                 emit_a32_mov_i(dst_hi, 0, ctx);
1382                                 break;
1383                         }
1384                         emit_a32_mov_r64(is64, dst, src, ctx);
1385                         break;
1386                 case BPF_K:
1387                         /* Sign-extend immediate value to destination reg */
1388                         emit_a32_mov_se_i64(is64, dst, imm, ctx);
1389                         break;
1390                 }
1391                 break;
1392         /* dst = dst + src/imm */
1393         /* dst = dst - src/imm */
1394         /* dst = dst | src/imm */
1395         /* dst = dst & src/imm */
1396         /* dst = dst ^ src/imm */
1397         /* dst = dst * src/imm */
1398         /* dst = dst << src */
1399         /* dst = dst >> src */
1400         case BPF_ALU | BPF_ADD | BPF_K:
1401         case BPF_ALU | BPF_ADD | BPF_X:
1402         case BPF_ALU | BPF_SUB | BPF_K:
1403         case BPF_ALU | BPF_SUB | BPF_X:
1404         case BPF_ALU | BPF_OR | BPF_K:
1405         case BPF_ALU | BPF_OR | BPF_X:
1406         case BPF_ALU | BPF_AND | BPF_K:
1407         case BPF_ALU | BPF_AND | BPF_X:
1408         case BPF_ALU | BPF_XOR | BPF_K:
1409         case BPF_ALU | BPF_XOR | BPF_X:
1410         case BPF_ALU | BPF_MUL | BPF_K:
1411         case BPF_ALU | BPF_MUL | BPF_X:
1412         case BPF_ALU | BPF_LSH | BPF_X:
1413         case BPF_ALU | BPF_RSH | BPF_X:
1414         case BPF_ALU | BPF_ARSH | BPF_X:
1415         case BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_K:
1416         case BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X:
1417         case BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_K:
1418         case BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X:
1419         case BPF_ALU64 | BPF_OR | BPF_K:
1420         case BPF_ALU64 | BPF_OR | BPF_X:
1421         case BPF_ALU64 | BPF_AND | BPF_K:
1422         case BPF_ALU64 | BPF_AND | BPF_X:
1423         case BPF_ALU64 | BPF_XOR | BPF_K:
1424         case BPF_ALU64 | BPF_XOR | BPF_X:
1425                 switch (BPF_SRC(code)) {
1426                 case BPF_X:
1427                         emit_a32_alu_r64(is64, dst, src, ctx, BPF_OP(code));
1428                         break;
1429                 case BPF_K:
1430                         /* Move immediate value to the temporary register
1431                          * and then do the ALU operation on the temporary
1432                          * register as this will sign-extend the immediate
1433                          * value into temporary reg and then it would be
1434                          * safe to do the operation on it.
1435                          */
1436                         emit_a32_mov_se_i64(is64, tmp2, imm, ctx);
1437                         emit_a32_alu_r64(is64, dst, tmp2, ctx, BPF_OP(code));
1438                         break;
1439                 }
1440                 break;
1441         /* dst = dst / src(imm) */
1442         /* dst = dst % src(imm) */
1443         case BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_K:
1444         case BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X:
1445         case BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_K:
1446         case BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X:
1447                 rd_lo = arm_bpf_get_reg32(dst_lo, tmp2[1], ctx);
1448                 switch (BPF_SRC(code)) {
1449                 case BPF_X:
1450                         rt = arm_bpf_get_reg32(src_lo, tmp2[0], ctx);
1451                         break;
1452                 case BPF_K:
1453                         rt = tmp2[0];
1454                         emit_a32_mov_i(rt, imm, ctx);
1455                         break;
1456                 default:
1457                         rt = src_lo;
1458                         break;
1459                 }
1460                 emit_udivmod(rd_lo, rd_lo, rt, ctx, BPF_OP(code));
1461                 arm_bpf_put_reg32(dst_lo, rd_lo, ctx);
1462                 if (!ctx->prog->aux->verifier_zext)
1463                         emit_a32_mov_i(dst_hi, 0, ctx);
1464                 break;
1465         case BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_K:
1466         case BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X:
1467         case BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_K:
1468         case BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_X:
1469                 goto notyet;
1470         /* dst = dst << imm */
1471         /* dst = dst >> imm */
1472         /* dst = dst >> imm (signed) */
1473         case BPF_ALU | BPF_LSH | BPF_K:
1474         case BPF_ALU | BPF_RSH | BPF_K:
1475         case BPF_ALU | BPF_ARSH | BPF_K:
1476                 if (unlikely(imm > 31))
1477                         return -EINVAL;
1478                 if (imm)
1479                         emit_a32_alu_i(dst_lo, imm, ctx, BPF_OP(code));
1480                 if (!ctx->prog->aux->verifier_zext)
1481                         emit_a32_mov_i(dst_hi, 0, ctx);
1482                 break;
1483         /* dst = dst << imm */
1484         case BPF_ALU64 | BPF_LSH | BPF_K:
1485                 if (unlikely(imm > 63))
1486                         return -EINVAL;
1487                 emit_a32_lsh_i64(dst, imm, ctx);
1488                 break;
1489         /* dst = dst >> imm */
1490         case BPF_ALU64 | BPF_RSH | BPF_K:
1491                 if (unlikely(imm > 63))
1492                         return -EINVAL;
1493                 emit_a32_rsh_i64(dst, imm, ctx);
1494                 break;
1495         /* dst = dst << src */
1496         case BPF_ALU64 | BPF_LSH | BPF_X:
1497                 emit_a32_lsh_r64(dst, src, ctx);
1498                 break;
1499         /* dst = dst >> src */
1500         case BPF_ALU64 | BPF_RSH | BPF_X:
1501                 emit_a32_rsh_r64(dst, src, ctx);
1502                 break;
1503         /* dst = dst >> src (signed) */
1504         case BPF_ALU64 | BPF_ARSH | BPF_X:
1505                 emit_a32_arsh_r64(dst, src, ctx);
1506                 break;
1507         /* dst = dst >> imm (signed) */
1508         case BPF_ALU64 | BPF_ARSH | BPF_K:
1509                 if (unlikely(imm > 63))
1510                         return -EINVAL;
1511                 emit_a32_arsh_i64(dst, imm, ctx);
1512                 break;
1513         /* dst = ~dst */
1514         case BPF_ALU | BPF_NEG:
1515                 emit_a32_alu_i(dst_lo, 0, ctx, BPF_OP(code));
1516                 if (!ctx->prog->aux->verifier_zext)
1517                         emit_a32_mov_i(dst_hi, 0, ctx);
1518                 break;
1519         /* dst = ~dst (64 bit) */
1520         case BPF_ALU64 | BPF_NEG:
1521                 emit_a32_neg64(dst, ctx);
1522                 break;
1523         /* dst = dst * src/imm */
1524         case BPF_ALU64 | BPF_MUL | BPF_X:
1525         case BPF_ALU64 | BPF_MUL | BPF_K:
1526                 switch (BPF_SRC(code)) {
1527                 case BPF_X:
1528                         emit_a32_mul_r64(dst, src, ctx);
1529                         break;
1530                 case BPF_K:
1531                         /* Move immediate value to the temporary register
1532                          * and then do the multiplication on it as this
1533                          * will sign-extend the immediate value into temp
1534                          * reg then it would be safe to do the operation
1535                          * on it.
1536                          */
1537                         emit_a32_mov_se_i64(is64, tmp2, imm, ctx);
1538                         emit_a32_mul_r64(dst, tmp2, ctx);
1539                         break;
1540                 }
1541                 break;
1542         /* dst = htole(dst) */
1543         /* dst = htobe(dst) */
1544         case BPF_ALU | BPF_END | BPF_FROM_LE:
1545         case BPF_ALU | BPF_END | BPF_FROM_BE:
1546                 rd = arm_bpf_get_reg64(dst, tmp, ctx);
1547                 if (BPF_SRC(code) == BPF_FROM_LE)
1548                         goto emit_bswap_uxt;
1549                 switch (imm) {
1550                 case 16:
1551                         emit_rev16(rd[1], rd[1], ctx);
1552                         goto emit_bswap_uxt;
1553                 case 32:
1554                         emit_rev32(rd[1], rd[1], ctx);
1555                         goto emit_bswap_uxt;
1556                 case 64:
1557                         emit_rev32(ARM_LR, rd[1], ctx);
1558                         emit_rev32(rd[1], rd[0], ctx);
1559                         emit(ARM_MOV_R(rd[0], ARM_LR), ctx);
1560                         break;
1561                 }
1562                 goto exit;
1563 emit_bswap_uxt:
1564                 switch (imm) {
1565                 case 16:
1566                         /* zero-extend 16 bits into 64 bits */
1567 #if __LINUX_ARM_ARCH__ < 6
1568                         emit_a32_mov_i(tmp2[1], 0xffff, ctx);
1569                         emit(ARM_AND_R(rd[1], rd[1], tmp2[1]), ctx);
1570 #else /* ARMv6+ */
1571                         emit(ARM_UXTH(rd[1], rd[1]), ctx);
1572 #endif
1573                         if (!ctx->prog->aux->verifier_zext)
1574                                 emit(ARM_EOR_R(rd[0], rd[0], rd[0]), ctx);
1575                         break;
1576                 case 32:
1577                         /* zero-extend 32 bits into 64 bits */
1578                         if (!ctx->prog->aux->verifier_zext)
1579                                 emit(ARM_EOR_R(rd[0], rd[0], rd[0]), ctx);
1580                         break;
1581                 case 64:
1582                         /* nop */
1583                         break;
1584                 }
1585 exit:
1586                 arm_bpf_put_reg64(dst, rd, ctx);
1587                 break;
1588         /* dst = imm64 */
1589         case BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW:
1590         {
1591                 u64 val = (u32)imm | (u64)insn[1].imm << 32;
1592
1593                 emit_a32_mov_i64(dst, val, ctx);
1594
1595                 return 1;
1596         }
1597         /* LDX: dst = *(size *)(src + off) */
1598         case BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_W:
1599         case BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_H:
1600         case BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_B:
1601         case BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_DW:
1602                 rn = arm_bpf_get_reg32(src_lo, tmp2[1], ctx);
1603                 emit_ldx_r(dst, rn, off, ctx, BPF_SIZE(code));
1604                 break;
1605         /* speculation barrier */
1606         case BPF_ST | BPF_NOSPEC:
1607                 break;
1608         /* ST: *(size *)(dst + off) = imm */
1609         case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_W:
1610         case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_H:
1611         case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_B:
1612         case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_DW:
1613                 switch (BPF_SIZE(code)) {
1614                 case BPF_DW:
1615                         /* Sign-extend immediate value into temp reg */
1616                         emit_a32_mov_se_i64(true, tmp2, imm, ctx);
1617                         break;
1618                 case BPF_W:
1619                 case BPF_H:
1620                 case BPF_B:
1621                         emit_a32_mov_i(tmp2[1], imm, ctx);
1622                         break;
1623                 }
1624                 emit_str_r(dst_lo, tmp2, off, ctx, BPF_SIZE(code));
1625                 break;
1626         /* Atomic ops */
1627         case BPF_STX | BPF_ATOMIC | BPF_W:
1628         case BPF_STX | BPF_ATOMIC | BPF_DW:
1629                 goto notyet;
1630         /* STX: *(size *)(dst + off) = src */
1631         case BPF_STX | BPF_MEM | BPF_W:
1632         case BPF_STX | BPF_MEM | BPF_H:
1633         case BPF_STX | BPF_MEM | BPF_B:
1634         case BPF_STX | BPF_MEM | BPF_DW:
1635                 rs = arm_bpf_get_reg64(src, tmp2, ctx);
1636                 emit_str_r(dst_lo, rs, off, ctx, BPF_SIZE(code));
1637                 break;
1638         /* PC += off if dst == src */
1639         /* PC += off if dst > src */
1640         /* PC += off if dst >= src */
1641         /* PC += off if dst < src */
1642         /* PC += off if dst <= src */
1643         /* PC += off if dst != src */
1644         /* PC += off if dst > src (signed) */
1645         /* PC += off if dst >= src (signed) */
1646         /* PC += off if dst < src (signed) */
1647         /* PC += off if dst <= src (signed) */
1648         /* PC += off if dst & src */
1649         case BPF_JMP | BPF_JEQ | BPF_X:
1650         case BPF_JMP | BPF_JGT | BPF_X:
1651         case BPF_JMP | BPF_JGE | BPF_X:
1652         case BPF_JMP | BPF_JNE | BPF_X:
1653         case BPF_JMP | BPF_JSGT | BPF_X:
1654         case BPF_JMP | BPF_JSGE | BPF_X:
1655         case BPF_JMP | BPF_JSET | BPF_X:
1656         case BPF_JMP | BPF_JLE | BPF_X:
1657         case BPF_JMP | BPF_JLT | BPF_X:
1658         case BPF_JMP | BPF_JSLT | BPF_X:
1659         case BPF_JMP | BPF_JSLE | BPF_X:
1660         case BPF_JMP32 | BPF_JEQ | BPF_X:
1661         case BPF_JMP32 | BPF_JGT | BPF_X:
1662         case BPF_JMP32 | BPF_JGE | BPF_X:
1663         case BPF_JMP32 | BPF_JNE | BPF_X:
1664         case BPF_JMP32 | BPF_JSGT | BPF_X:
1665         case BPF_JMP32 | BPF_JSGE | BPF_X:
1666         case BPF_JMP32 | BPF_JSET | BPF_X:
1667         case BPF_JMP32 | BPF_JLE | BPF_X:
1668         case BPF_JMP32 | BPF_JLT | BPF_X:
1669         case BPF_JMP32 | BPF_JSLT | BPF_X:
1670         case BPF_JMP32 | BPF_JSLE | BPF_X:
1671                 /* Setup source registers */
1672                 rm = arm_bpf_get_reg32(src_hi, tmp2[0], ctx);
1673                 rn = arm_bpf_get_reg32(src_lo, tmp2[1], ctx);
1674                 goto go_jmp;
1675         /* PC += off if dst == imm */
1676         /* PC += off if dst > imm */
1677         /* PC += off if dst >= imm */
1678         /* PC += off if dst < imm */
1679         /* PC += off if dst <= imm */
1680         /* PC += off if dst != imm */
1681         /* PC += off if dst > imm (signed) */
1682         /* PC += off if dst >= imm (signed) */
1683         /* PC += off if dst < imm (signed) */
1684         /* PC += off if dst <= imm (signed) */
1685         /* PC += off if dst & imm */
1686         case BPF_JMP | BPF_JEQ | BPF_K:
1687         case BPF_JMP | BPF_JGT | BPF_K:
1688         case BPF_JMP | BPF_JGE | BPF_K:
1689         case BPF_JMP | BPF_JNE | BPF_K:
1690         case BPF_JMP | BPF_JSGT | BPF_K:
1691         case BPF_JMP | BPF_JSGE | BPF_K:
1692         case BPF_JMP | BPF_JSET | BPF_K:
1693         case BPF_JMP | BPF_JLT | BPF_K:
1694         case BPF_JMP | BPF_JLE | BPF_K:
1695         case BPF_JMP | BPF_JSLT | BPF_K:
1696         case BPF_JMP | BPF_JSLE | BPF_K:
1697         case BPF_JMP32 | BPF_JEQ | BPF_K:
1698         case BPF_JMP32 | BPF_JGT | BPF_K:
1699         case BPF_JMP32 | BPF_JGE | BPF_K:
1700         case BPF_JMP32 | BPF_JNE | BPF_K:
1701         case BPF_JMP32 | BPF_JSGT | BPF_K:
1702         case BPF_JMP32 | BPF_JSGE | BPF_K:
1703         case BPF_JMP32 | BPF_JSET | BPF_K:
1704         case BPF_JMP32 | BPF_JLT | BPF_K:
1705         case BPF_JMP32 | BPF_JLE | BPF_K:
1706         case BPF_JMP32 | BPF_JSLT | BPF_K:
1707         case BPF_JMP32 | BPF_JSLE | BPF_K:
1708                 if (off == 0)
1709                         break;
1710                 rm = tmp2[0];
1711                 rn = tmp2[1];
1712                 /* Sign-extend immediate value */
1713                 emit_a32_mov_se_i64(true, tmp2, imm, ctx);
1714 go_jmp:
1715                 /* Setup destination register */
1716                 rd = arm_bpf_get_reg64(dst, tmp, ctx);
1717
1718                 /* Check for the condition */
1719                 emit_ar_r(rd[0], rd[1], rm, rn, ctx, BPF_OP(code),
1720                           BPF_CLASS(code) == BPF_JMP);
1721
1722                 /* Setup JUMP instruction */
1723                 jmp_offset = bpf2a32_offset(i+off, i, ctx);
1724                 switch (BPF_OP(code)) {
1725                 case BPF_JNE:
1726                 case BPF_JSET:
1727                         _emit(ARM_COND_NE, ARM_B(jmp_offset), ctx);
1728                         break;
1729                 case BPF_JEQ:
1730                         _emit(ARM_COND_EQ, ARM_B(jmp_offset), ctx);
1731                         break;
1732                 case BPF_JGT:
1733                         _emit(ARM_COND_HI, ARM_B(jmp_offset), ctx);
1734                         break;
1735                 case BPF_JGE:
1736                         _emit(ARM_COND_CS, ARM_B(jmp_offset), ctx);
1737                         break;
1738                 case BPF_JSGT:
1739                         _emit(ARM_COND_LT, ARM_B(jmp_offset), ctx);
1740                         break;
1741                 case BPF_JSGE:
1742                         _emit(ARM_COND_GE, ARM_B(jmp_offset), ctx);
1743                         break;
1744                 case BPF_JLE:
1745                         _emit(ARM_COND_LS, ARM_B(jmp_offset), ctx);
1746                         break;
1747                 case BPF_JLT:
1748                         _emit(ARM_COND_CC, ARM_B(jmp_offset), ctx);
1749                         break;
1750                 case BPF_JSLT:
1751                         _emit(ARM_COND_LT, ARM_B(jmp_offset), ctx);
1752                         break;
1753                 case BPF_JSLE:
1754                         _emit(ARM_COND_GE, ARM_B(jmp_offset), ctx);
1755                         break;
1756                 }
1757                 break;
1758         /* JMP OFF */
1759         case BPF_JMP | BPF_JA:
1760         {
1761                 if (off == 0)
1762                         break;
1763                 jmp_offset = bpf2a32_offset(i+off, i, ctx);
1764                 check_imm24(jmp_offset);
1765                 emit(ARM_B(jmp_offset), ctx);
1766                 break;
1767         }
1768         /* tail call */
1769         case BPF_JMP | BPF_TAIL_CALL:
1770                 if (emit_bpf_tail_call(ctx))
1771                         return -EFAULT;
1772                 break;
1773         /* function call */
1774         case BPF_JMP | BPF_CALL:
1775         {
1776                 const s8 *r0 = bpf2a32[BPF_REG_0];
1777                 const s8 *r1 = bpf2a32[BPF_REG_1];
1778                 const s8 *r2 = bpf2a32[BPF_REG_2];
1779                 const s8 *r3 = bpf2a32[BPF_REG_3];
1780                 const s8 *r4 = bpf2a32[BPF_REG_4];
1781                 const s8 *r5 = bpf2a32[BPF_REG_5];
1782                 const u32 func = (u32)__bpf_call_base + (u32)imm;
1783
1784                 emit_a32_mov_r64(true, r0, r1, ctx);
1785                 emit_a32_mov_r64(true, r1, r2, ctx);
1786                 emit_push_r64(r5, ctx);
1787                 emit_push_r64(r4, ctx);
1788                 emit_push_r64(r3, ctx);
1789
1790                 emit_a32_mov_i(tmp[1], func, ctx);
1791                 emit_blx_r(tmp[1], ctx);
1792
1793                 emit(ARM_ADD_I(ARM_SP, ARM_SP, imm8m(24)), ctx); // callee clean
1794                 break;
1795         }
1796         /* function return */
1797         case BPF_JMP | BPF_EXIT:
1798                 /* Optimization: when last instruction is EXIT
1799                  * simply fallthrough to epilogue.
1800                  */
1801                 if (i == ctx->prog->len - 1)
1802                         break;
1803                 jmp_offset = epilogue_offset(ctx);
1804                 check_imm24(jmp_offset);
1805                 emit(ARM_B(jmp_offset), ctx);
1806                 break;
1807 notyet:
1808                 pr_info_once("*** NOT YET: opcode %02x ***\n", code);
1809                 return -EFAULT;
1810         default:
1811                 pr_err_once("unknown opcode %02x\n", code);
1812                 return -EINVAL;
1813         }
1814
1815         if (ctx->flags & FLAG_IMM_OVERFLOW)
1816                 /*
1817                  * this instruction generated an overflow when
1818                  * trying to access the literal pool, so
1819                  * delegate this filter to the kernel interpreter.
1820                  */
1821                 return -1;
1822         return 0;
1823 }
1824
1825 static int build_body(struct jit_ctx *ctx)
1826 {
1827         const struct bpf_prog *prog = ctx->prog;
1828         unsigned int i;
1829
1830         for (i = 0; i < prog->len; i++) {
1831                 const struct bpf_insn *insn = &(prog->insnsi[i]);
1832                 int ret;
1833
1834                 ret = build_insn(insn, ctx);
1835
1836                 /* It's used with loading the 64 bit immediate value. */
1837                 if (ret > 0) {
1838                         i++;
1839                         if (ctx->target == NULL)
1840                                 ctx->offsets[i] = ctx->idx;
1841                         continue;
1842                 }
1843
1844                 if (ctx->target == NULL)
1845                         ctx->offsets[i] = ctx->idx;
1846
1847                 /* If unsuccesfull, return with error code */
1848                 if (ret)
1849                         return ret;
1850         }
1851         return 0;
1852 }
1853
1854 static int validate_code(struct jit_ctx *ctx)
1855 {
1856         int i;
1857
1858         for (i = 0; i < ctx->idx; i++) {
1859                 if (ctx->target[i] == __opcode_to_mem_arm(ARM_INST_UDF))
1860                         return -1;
1861         }
1862
1863         return 0;
1864 }
1865
1866 void bpf_jit_compile(struct bpf_prog *prog)
1867 {
1868         /* Nothing to do here. We support Internal BPF. */
1869 }
1870
1871 bool bpf_jit_needs_zext(void)
1872 {
1873         return true;
1874 }
1875
1876 struct bpf_prog *bpf_int_jit_compile(struct bpf_prog *prog)
1877 {
1878         struct bpf_prog *tmp, *orig_prog = prog;
1879         struct bpf_binary_header *header;
1880         bool tmp_blinded = false;
1881         struct jit_ctx ctx;
1882         unsigned int tmp_idx;
1883         unsigned int image_size;
1884         u8 *image_ptr;
1885
1886         /* If BPF JIT was not enabled then we must fall back to
1887          * the interpreter.
1888          */
1889         if (!prog->jit_requested)
1890                 return orig_prog;
1891
1892         /* If constant blinding was enabled and we failed during blinding
1893          * then we must fall back to the interpreter. Otherwise, we save
1894          * the new JITed code.
1895          */
1896         tmp = bpf_jit_blind_constants(prog);
1897
1898         if (IS_ERR(tmp))
1899                 return orig_prog;
1900         if (tmp != prog) {
1901                 tmp_blinded = true;
1902                 prog = tmp;
1903         }
1904
1905         memset(&ctx, 0, sizeof(ctx));
1906         ctx.prog = prog;
1907         ctx.cpu_architecture = cpu_architecture();
1908
1909         /* Not able to allocate memory for offsets[] , then
1910          * we must fall back to the interpreter
1911          */
1912         ctx.offsets = kcalloc(prog->len, sizeof(int), GFP_KERNEL);
1913         if (ctx.offsets == NULL) {
1914                 prog = orig_prog;
1915                 goto out;
1916         }
1917
1918         /* 1) fake pass to find in the length of the JITed code,
1919          * to compute ctx->offsets and other context variables
1920          * needed to compute final JITed code.
1921          * Also, calculate random starting pointer/start of JITed code
1922          * which is prefixed by random number of fault instructions.
1923          *
1924          * If the first pass fails then there is no chance of it
1925          * being successful in the second pass, so just fall back
1926          * to the interpreter.
1927          */
1928         if (build_body(&ctx)) {
1929                 prog = orig_prog;
1930                 goto out_off;
1931         }
1932
1933         tmp_idx = ctx.idx;
1934         build_prologue(&ctx);
1935         ctx.prologue_bytes = (ctx.idx - tmp_idx) * 4;
1936
1937         ctx.epilogue_offset = ctx.idx;
1938
1939 #if __LINUX_ARM_ARCH__ < 7
1940         tmp_idx = ctx.idx;
1941         build_epilogue(&ctx);
1942         ctx.epilogue_bytes = (ctx.idx - tmp_idx) * 4;
1943
1944         ctx.idx += ctx.imm_count;
1945         if (ctx.imm_count) {
1946                 ctx.imms = kcalloc(ctx.imm_count, sizeof(u32), GFP_KERNEL);
1947                 if (ctx.imms == NULL) {
1948                         prog = orig_prog;
1949                         goto out_off;
1950                 }
1951         }
1952 #else
1953         /* there's nothing about the epilogue on ARMv7 */
1954         build_epilogue(&ctx);
1955 #endif
1956         /* Now we can get the actual image size of the JITed arm code.
1957          * Currently, we are not considering the THUMB-2 instructions
1958          * for jit, although it can decrease the size of the image.
1959          *
1960          * As each arm instruction is of length 32bit, we are translating
1961          * number of JITed intructions into the size required to store these
1962          * JITed code.
1963          */
1964         image_size = sizeof(u32) * ctx.idx;
1965
1966         /* Now we know the size of the structure to make */
1967         header = bpf_jit_binary_alloc(image_size, &image_ptr,
1968                                       sizeof(u32), jit_fill_hole);
1969         /* Not able to allocate memory for the structure then
1970          * we must fall back to the interpretation
1971          */
1972         if (header == NULL) {
1973                 prog = orig_prog;
1974                 goto out_imms;
1975         }
1976
1977         /* 2.) Actual pass to generate final JIT code */
1978         ctx.target = (u32 *) image_ptr;
1979         ctx.idx = 0;
1980
1981         build_prologue(&ctx);
1982
1983         /* If building the body of the JITed code fails somehow,
1984          * we fall back to the interpretation.
1985          */
1986         if (build_body(&ctx) < 0) {
1987                 image_ptr = NULL;
1988                 bpf_jit_binary_free(header);
1989                 prog = orig_prog;
1990                 goto out_imms;
1991         }
1992         build_epilogue(&ctx);
1993
1994         /* 3.) Extra pass to validate JITed Code */
1995         if (validate_code(&ctx)) {
1996                 image_ptr = NULL;
1997                 bpf_jit_binary_free(header);
1998                 prog = orig_prog;
1999                 goto out_imms;
2000         }
2001         flush_icache_range((u32)header, (u32)(ctx.target + ctx.idx));
2002
2003         if (bpf_jit_enable > 1)
2004                 /* there are 2 passes here */
2005                 bpf_jit_dump(prog->len, image_size, 2, ctx.target);
2006
2007         bpf_jit_binary_lock_ro(header);
2008         prog->bpf_func = (void *)ctx.target;
2009         prog->jited = 1;
2010         prog->jited_len = image_size;
2011
2012 out_imms:
2013 #if __LINUX_ARM_ARCH__ < 7
2014         if (ctx.imm_count)
2015                 kfree(ctx.imms);
2016 #endif
2017 out_off:
2018         kfree(ctx.offsets);
2019 out:
2020         if (tmp_blinded)
2021                 bpf_jit_prog_release_other(prog, prog == orig_prog ?
2022                                            tmp : orig_prog);
2023         return prog;
2024 }
2025