Merge branch 'rework/kthreads' into for-linus
[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
27 #include "disasm.h"
28
29 static const struct bpf_verifier_ops * const bpf_verifier_ops[] = {
30 #define BPF_PROG_TYPE(_id, _name, prog_ctx_type, kern_ctx_type) \
31         [_id] = & _name ## _verifier_ops,
32 #define BPF_MAP_TYPE(_id, _ops)
33 #define BPF_LINK_TYPE(_id, _name)
34 #include <linux/bpf_types.h>
35 #undef BPF_PROG_TYPE
36 #undef BPF_MAP_TYPE
37 #undef BPF_LINK_TYPE
38 };
39
40 /* bpf_check() is a static code analyzer that walks eBPF program
41  * instruction by instruction and updates register/stack state.
42  * All paths of conditional branches are analyzed until 'bpf_exit' insn.
43  *
44  * The first pass is depth-first-search to check that the program is a DAG.
45  * It rejects the following programs:
46  * - larger than BPF_MAXINSNS insns
47  * - if loop is present (detected via back-edge)
48  * - unreachable insns exist (shouldn't be a forest. program = one function)
49  * - out of bounds or malformed jumps
50  * The second pass is all possible path descent from the 1st insn.
51  * Since it's analyzing all paths through the program, the length of the
52  * analysis is limited to 64k insn, which may be hit even if total number of
53  * insn is less then 4K, but there are too many branches that change stack/regs.
54  * Number of 'branches to be analyzed' is limited to 1k
55  *
56  * On entry to each instruction, each register has a type, and the instruction
57  * changes the types of the registers depending on instruction semantics.
58  * If instruction is BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_5), then type of R5 is
59  * copied to R1.
60  *
61  * All registers are 64-bit.
62  * R0 - return register
63  * R1-R5 argument passing registers
64  * R6-R9 callee saved registers
65  * R10 - frame pointer read-only
66  *
67  * At the start of BPF program the register R1 contains a pointer to bpf_context
68  * and has type PTR_TO_CTX.
69  *
70  * Verifier tracks arithmetic operations on pointers in case:
71  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_10),
72  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_1, -20),
73  * 1st insn copies R10 (which has FRAME_PTR) type into R1
74  * and 2nd arithmetic instruction is pattern matched to recognize
75  * that it wants to construct a pointer to some element within stack.
76  * So after 2nd insn, the register R1 has type PTR_TO_STACK
77  * (and -20 constant is saved for further stack bounds checking).
78  * Meaning that this reg is a pointer to stack plus known immediate constant.
79  *
80  * Most of the time the registers have SCALAR_VALUE type, which
81  * means the register has some value, but it's not a valid pointer.
82  * (like pointer plus pointer becomes SCALAR_VALUE type)
83  *
84  * When verifier sees load or store instructions the type of base register
85  * can be: PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_CTX, PTR_TO_STACK, PTR_TO_SOCKET. These are
86  * four pointer types recognized by check_mem_access() function.
87  *
88  * PTR_TO_MAP_VALUE means that this register is pointing to 'map element value'
89  * and the range of [ptr, ptr + map's value_size) is accessible.
90  *
91  * registers used to pass values to function calls are checked against
92  * function argument constraints.
93  *
94  * ARG_PTR_TO_MAP_KEY is one of such argument constraints.
95  * It means that the register type passed to this function must be
96  * PTR_TO_STACK and it will be used inside the function as
97  * 'pointer to map element key'
98  *
99  * For example the argument constraints for bpf_map_lookup_elem():
100  *   .ret_type = RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL,
101  *   .arg1_type = ARG_CONST_MAP_PTR,
102  *   .arg2_type = ARG_PTR_TO_MAP_KEY,
103  *
104  * ret_type says that this function returns 'pointer to map elem value or null'
105  * function expects 1st argument to be a const pointer to 'struct bpf_map' and
106  * 2nd argument should be a pointer to stack, which will be used inside
107  * the helper function as a pointer to map element key.
108  *
109  * On the kernel side the helper function looks like:
110  * u64 bpf_map_lookup_elem(u64 r1, u64 r2, u64 r3, u64 r4, u64 r5)
111  * {
112  *    struct bpf_map *map = (struct bpf_map *) (unsigned long) r1;
113  *    void *key = (void *) (unsigned long) r2;
114  *    void *value;
115  *
116  *    here kernel can access 'key' and 'map' pointers safely, knowing that
117  *    [key, key + map->key_size) bytes are valid and were initialized on
118  *    the stack of eBPF program.
119  * }
120  *
121  * Corresponding eBPF program may look like:
122  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_2, BPF_REG_10),  // after this insn R2 type is FRAME_PTR
123  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_2, -4), // after this insn R2 type is PTR_TO_STACK
124  *    BPF_LD_MAP_FD(BPF_REG_1, map_fd),      // after this insn R1 type is CONST_PTR_TO_MAP
125  *    BPF_RAW_INSN(BPF_JMP | BPF_CALL, 0, 0, 0, BPF_FUNC_map_lookup_elem),
126  * here verifier looks at prototype of map_lookup_elem() and sees:
127  * .arg1_type == ARG_CONST_MAP_PTR and R1->type == CONST_PTR_TO_MAP, which is ok,
128  * Now verifier knows that this map has key of R1->map_ptr->key_size bytes
129  *
130  * Then .arg2_type == ARG_PTR_TO_MAP_KEY and R2->type == PTR_TO_STACK, ok so far,
131  * Now verifier checks that [R2, R2 + map's key_size) are within stack limits
132  * and were initialized prior to this call.
133  * If it's ok, then verifier allows this BPF_CALL insn and looks at
134  * .ret_type which is RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL, so it sets
135  * R0->type = PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL which means bpf_map_lookup_elem() function
136  * returns either pointer to map value or NULL.
137  *
138  * When type PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL passes through 'if (reg != 0) goto +off'
139  * insn, the register holding that pointer in the true branch changes state to
140  * PTR_TO_MAP_VALUE and the same register changes state to CONST_IMM in the false
141  * branch. See check_cond_jmp_op().
142  *
143  * After the call R0 is set to return type of the function and registers R1-R5
144  * are set to NOT_INIT to indicate that they are no longer readable.
145  *
146  * The following reference types represent a potential reference to a kernel
147  * resource which, after first being allocated, must be checked and freed by
148  * the BPF program:
149  * - PTR_TO_SOCKET_OR_NULL, PTR_TO_SOCKET
150  *
151  * When the verifier sees a helper call return a reference type, it allocates a
152  * pointer id for the reference and stores it in the current function state.
153  * Similar to the way that PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL is converted into
154  * PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_SOCKET_OR_NULL becomes PTR_TO_SOCKET when the type
155  * passes through a NULL-check conditional. For the branch wherein the state is
156  * changed to CONST_IMM, the verifier releases the reference.
157  *
158  * For each helper function that allocates a reference, such as
159  * bpf_sk_lookup_tcp(), there is a corresponding release function, such as
160  * bpf_sk_release(). When a reference type passes into the release function,
161  * the verifier also releases the reference. If any unchecked or unreleased
162  * reference remains at the end of the program, the verifier rejects it.
163  */
164
165 /* verifier_state + insn_idx are pushed to stack when branch is encountered */
166 struct bpf_verifier_stack_elem {
167         /* verifer state is 'st'
168          * before processing instruction 'insn_idx'
169          * and after processing instruction 'prev_insn_idx'
170          */
171         struct bpf_verifier_state st;
172         int insn_idx;
173         int prev_insn_idx;
174         struct bpf_verifier_stack_elem *next;
175         /* length of verifier log at the time this state was pushed on stack */
176         u32 log_pos;
177 };
178
179 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ    8192
180 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES     64
181
182 #define BPF_MAP_KEY_POISON      (1ULL << 63)
183 #define BPF_MAP_KEY_SEEN        (1ULL << 62)
184
185 #define BPF_MAP_PTR_UNPRIV      1UL
186 #define BPF_MAP_PTR_POISON      ((void *)((0xeB9FUL << 1) +     \
187                                           POISON_POINTER_DELTA))
188 #define BPF_MAP_PTR(X)          ((struct bpf_map *)((X) & ~BPF_MAP_PTR_UNPRIV))
189
190 static int acquire_reference_state(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx);
191 static int release_reference(struct bpf_verifier_env *env, int ref_obj_id);
192
193 static bool bpf_map_ptr_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
194 {
195         return BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) == BPF_MAP_PTR_POISON;
196 }
197
198 static bool bpf_map_ptr_unpriv(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
199 {
200         return aux->map_ptr_state & BPF_MAP_PTR_UNPRIV;
201 }
202
203 static void bpf_map_ptr_store(struct bpf_insn_aux_data *aux,
204                               const struct bpf_map *map, bool unpriv)
205 {
206         BUILD_BUG_ON((unsigned long)BPF_MAP_PTR_POISON & BPF_MAP_PTR_UNPRIV);
207         unpriv |= bpf_map_ptr_unpriv(aux);
208         aux->map_ptr_state = (unsigned long)map |
209                              (unpriv ? BPF_MAP_PTR_UNPRIV : 0UL);
210 }
211
212 static bool bpf_map_key_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
213 {
214         return aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_POISON;
215 }
216
217 static bool bpf_map_key_unseen(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
218 {
219         return !(aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_SEEN);
220 }
221
222 static u64 bpf_map_key_immediate(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
223 {
224         return aux->map_key_state & ~(BPF_MAP_KEY_SEEN | BPF_MAP_KEY_POISON);
225 }
226
227 static void bpf_map_key_store(struct bpf_insn_aux_data *aux, u64 state)
228 {
229         bool poisoned = bpf_map_key_poisoned(aux);
230
231         aux->map_key_state = state | BPF_MAP_KEY_SEEN |
232                              (poisoned ? BPF_MAP_KEY_POISON : 0ULL);
233 }
234
235 static bool bpf_pseudo_call(const struct bpf_insn *insn)
236 {
237         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
238                insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL;
239 }
240
241 static bool bpf_pseudo_kfunc_call(const struct bpf_insn *insn)
242 {
243         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
244                insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL;
245 }
246
247 struct bpf_call_arg_meta {
248         struct bpf_map *map_ptr;
249         bool raw_mode;
250         bool pkt_access;
251         u8 release_regno;
252         int regno;
253         int access_size;
254         int mem_size;
255         u64 msize_max_value;
256         int ref_obj_id;
257         int map_uid;
258         int func_id;
259         struct btf *btf;
260         u32 btf_id;
261         struct btf *ret_btf;
262         u32 ret_btf_id;
263         u32 subprogno;
264         struct bpf_map_value_off_desc *kptr_off_desc;
265         u8 uninit_dynptr_regno;
266 };
267
268 struct btf *btf_vmlinux;
269
270 static DEFINE_MUTEX(bpf_verifier_lock);
271
272 static const struct bpf_line_info *
273 find_linfo(const struct bpf_verifier_env *env, u32 insn_off)
274 {
275         const struct bpf_line_info *linfo;
276         const struct bpf_prog *prog;
277         u32 i, nr_linfo;
278
279         prog = env->prog;
280         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
281
282         if (!nr_linfo || insn_off >= prog->len)
283                 return NULL;
284
285         linfo = prog->aux->linfo;
286         for (i = 1; i < nr_linfo; i++)
287                 if (insn_off < linfo[i].insn_off)
288                         break;
289
290         return &linfo[i - 1];
291 }
292
293 void bpf_verifier_vlog(struct bpf_verifier_log *log, const char *fmt,
294                        va_list args)
295 {
296         unsigned int n;
297
298         n = vscnprintf(log->kbuf, BPF_VERIFIER_TMP_LOG_SIZE, fmt, args);
299
300         WARN_ONCE(n >= BPF_VERIFIER_TMP_LOG_SIZE - 1,
301                   "verifier log line truncated - local buffer too short\n");
302
303         if (log->level == BPF_LOG_KERNEL) {
304                 bool newline = n > 0 && log->kbuf[n - 1] == '\n';
305
306                 pr_err("BPF: %s%s", log->kbuf, newline ? "" : "\n");
307                 return;
308         }
309
310         n = min(log->len_total - log->len_used - 1, n);
311         log->kbuf[n] = '\0';
312         if (!copy_to_user(log->ubuf + log->len_used, log->kbuf, n + 1))
313                 log->len_used += n;
314         else
315                 log->ubuf = NULL;
316 }
317
318 static void bpf_vlog_reset(struct bpf_verifier_log *log, u32 new_pos)
319 {
320         char zero = 0;
321
322         if (!bpf_verifier_log_needed(log))
323                 return;
324
325         log->len_used = new_pos;
326         if (put_user(zero, log->ubuf + new_pos))
327                 log->ubuf = NULL;
328 }
329
330 /* log_level controls verbosity level of eBPF verifier.
331  * bpf_verifier_log_write() is used to dump the verification trace to the log,
332  * so the user can figure out what's wrong with the program
333  */
334 __printf(2, 3) void bpf_verifier_log_write(struct bpf_verifier_env *env,
335                                            const char *fmt, ...)
336 {
337         va_list args;
338
339         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
340                 return;
341
342         va_start(args, fmt);
343         bpf_verifier_vlog(&env->log, fmt, args);
344         va_end(args);
345 }
346 EXPORT_SYMBOL_GPL(bpf_verifier_log_write);
347
348 __printf(2, 3) static void verbose(void *private_data, const char *fmt, ...)
349 {
350         struct bpf_verifier_env *env = private_data;
351         va_list args;
352
353         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
354                 return;
355
356         va_start(args, fmt);
357         bpf_verifier_vlog(&env->log, fmt, args);
358         va_end(args);
359 }
360
361 __printf(2, 3) void bpf_log(struct bpf_verifier_log *log,
362                             const char *fmt, ...)
363 {
364         va_list args;
365
366         if (!bpf_verifier_log_needed(log))
367                 return;
368
369         va_start(args, fmt);
370         bpf_verifier_vlog(log, fmt, args);
371         va_end(args);
372 }
373
374 static const char *ltrim(const char *s)
375 {
376         while (isspace(*s))
377                 s++;
378
379         return s;
380 }
381
382 __printf(3, 4) static void verbose_linfo(struct bpf_verifier_env *env,
383                                          u32 insn_off,
384                                          const char *prefix_fmt, ...)
385 {
386         const struct bpf_line_info *linfo;
387
388         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
389                 return;
390
391         linfo = find_linfo(env, insn_off);
392         if (!linfo || linfo == env->prev_linfo)
393                 return;
394
395         if (prefix_fmt) {
396                 va_list args;
397
398                 va_start(args, prefix_fmt);
399                 bpf_verifier_vlog(&env->log, prefix_fmt, args);
400                 va_end(args);
401         }
402
403         verbose(env, "%s\n",
404                 ltrim(btf_name_by_offset(env->prog->aux->btf,
405                                          linfo->line_off)));
406
407         env->prev_linfo = linfo;
408 }
409
410 static void verbose_invalid_scalar(struct bpf_verifier_env *env,
411                                    struct bpf_reg_state *reg,
412                                    struct tnum *range, const char *ctx,
413                                    const char *reg_name)
414 {
415         char tn_buf[48];
416
417         verbose(env, "At %s the register %s ", ctx, reg_name);
418         if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
419                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
420                 verbose(env, "has value %s", tn_buf);
421         } else {
422                 verbose(env, "has unknown scalar value");
423         }
424         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), *range);
425         verbose(env, " should have been in %s\n", tn_buf);
426 }
427
428 static bool type_is_pkt_pointer(enum bpf_reg_type type)
429 {
430         return type == PTR_TO_PACKET ||
431                type == PTR_TO_PACKET_META;
432 }
433
434 static bool type_is_sk_pointer(enum bpf_reg_type type)
435 {
436         return type == PTR_TO_SOCKET ||
437                 type == PTR_TO_SOCK_COMMON ||
438                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
439                 type == PTR_TO_XDP_SOCK;
440 }
441
442 static bool reg_type_not_null(enum bpf_reg_type type)
443 {
444         return type == PTR_TO_SOCKET ||
445                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
446                 type == PTR_TO_MAP_VALUE ||
447                 type == PTR_TO_MAP_KEY ||
448                 type == PTR_TO_SOCK_COMMON;
449 }
450
451 static bool reg_may_point_to_spin_lock(const struct bpf_reg_state *reg)
452 {
453         return reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE &&
454                 map_value_has_spin_lock(reg->map_ptr);
455 }
456
457 static bool reg_type_may_be_refcounted_or_null(enum bpf_reg_type type)
458 {
459         return base_type(type) == PTR_TO_SOCKET ||
460                 base_type(type) == PTR_TO_TCP_SOCK ||
461                 base_type(type) == PTR_TO_MEM ||
462                 base_type(type) == PTR_TO_BTF_ID;
463 }
464
465 static bool type_is_rdonly_mem(u32 type)
466 {
467         return type & MEM_RDONLY;
468 }
469
470 static bool arg_type_may_be_refcounted(enum bpf_arg_type type)
471 {
472         return type == ARG_PTR_TO_SOCK_COMMON;
473 }
474
475 static bool type_may_be_null(u32 type)
476 {
477         return type & PTR_MAYBE_NULL;
478 }
479
480 static bool may_be_acquire_function(enum bpf_func_id func_id)
481 {
482         return func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_tcp ||
483                 func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_udp ||
484                 func_id == BPF_FUNC_skc_lookup_tcp ||
485                 func_id == BPF_FUNC_map_lookup_elem ||
486                 func_id == BPF_FUNC_ringbuf_reserve;
487 }
488
489 static bool is_acquire_function(enum bpf_func_id func_id,
490                                 const struct bpf_map *map)
491 {
492         enum bpf_map_type map_type = map ? map->map_type : BPF_MAP_TYPE_UNSPEC;
493
494         if (func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_tcp ||
495             func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_udp ||
496             func_id == BPF_FUNC_skc_lookup_tcp ||
497             func_id == BPF_FUNC_ringbuf_reserve ||
498             func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg)
499                 return true;
500
501         if (func_id == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
502             (map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
503              map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH))
504                 return true;
505
506         return false;
507 }
508
509 static bool is_ptr_cast_function(enum bpf_func_id func_id)
510 {
511         return func_id == BPF_FUNC_tcp_sock ||
512                 func_id == BPF_FUNC_sk_fullsock ||
513                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_sock ||
514                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp6_sock ||
515                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_udp6_sock ||
516                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_mptcp_sock ||
517                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_timewait_sock ||
518                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_request_sock;
519 }
520
521 static bool is_cmpxchg_insn(const struct bpf_insn *insn)
522 {
523         return BPF_CLASS(insn->code) == BPF_STX &&
524                BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC &&
525                insn->imm == BPF_CMPXCHG;
526 }
527
528 /* string representation of 'enum bpf_reg_type'
529  *
530  * Note that reg_type_str() can not appear more than once in a single verbose()
531  * statement.
532  */
533 static const char *reg_type_str(struct bpf_verifier_env *env,
534                                 enum bpf_reg_type type)
535 {
536         char postfix[16] = {0}, prefix[32] = {0};
537         static const char * const str[] = {
538                 [NOT_INIT]              = "?",
539                 [SCALAR_VALUE]          = "scalar",
540                 [PTR_TO_CTX]            = "ctx",
541                 [CONST_PTR_TO_MAP]      = "map_ptr",
542                 [PTR_TO_MAP_VALUE]      = "map_value",
543                 [PTR_TO_STACK]          = "fp",
544                 [PTR_TO_PACKET]         = "pkt",
545                 [PTR_TO_PACKET_META]    = "pkt_meta",
546                 [PTR_TO_PACKET_END]     = "pkt_end",
547                 [PTR_TO_FLOW_KEYS]      = "flow_keys",
548                 [PTR_TO_SOCKET]         = "sock",
549                 [PTR_TO_SOCK_COMMON]    = "sock_common",
550                 [PTR_TO_TCP_SOCK]       = "tcp_sock",
551                 [PTR_TO_TP_BUFFER]      = "tp_buffer",
552                 [PTR_TO_XDP_SOCK]       = "xdp_sock",
553                 [PTR_TO_BTF_ID]         = "ptr_",
554                 [PTR_TO_MEM]            = "mem",
555                 [PTR_TO_BUF]            = "buf",
556                 [PTR_TO_FUNC]           = "func",
557                 [PTR_TO_MAP_KEY]        = "map_key",
558         };
559
560         if (type & PTR_MAYBE_NULL) {
561                 if (base_type(type) == PTR_TO_BTF_ID)
562                         strncpy(postfix, "or_null_", 16);
563                 else
564                         strncpy(postfix, "_or_null", 16);
565         }
566
567         if (type & MEM_RDONLY)
568                 strncpy(prefix, "rdonly_", 32);
569         if (type & MEM_ALLOC)
570                 strncpy(prefix, "alloc_", 32);
571         if (type & MEM_USER)
572                 strncpy(prefix, "user_", 32);
573         if (type & MEM_PERCPU)
574                 strncpy(prefix, "percpu_", 32);
575         if (type & PTR_UNTRUSTED)
576                 strncpy(prefix, "untrusted_", 32);
577
578         snprintf(env->type_str_buf, TYPE_STR_BUF_LEN, "%s%s%s",
579                  prefix, str[base_type(type)], postfix);
580         return env->type_str_buf;
581 }
582
583 static char slot_type_char[] = {
584         [STACK_INVALID] = '?',
585         [STACK_SPILL]   = 'r',
586         [STACK_MISC]    = 'm',
587         [STACK_ZERO]    = '0',
588         [STACK_DYNPTR]  = 'd',
589 };
590
591 static void print_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
592                            enum bpf_reg_liveness live)
593 {
594         if (live & (REG_LIVE_READ | REG_LIVE_WRITTEN | REG_LIVE_DONE))
595             verbose(env, "_");
596         if (live & REG_LIVE_READ)
597                 verbose(env, "r");
598         if (live & REG_LIVE_WRITTEN)
599                 verbose(env, "w");
600         if (live & REG_LIVE_DONE)
601                 verbose(env, "D");
602 }
603
604 static int get_spi(s32 off)
605 {
606         return (-off - 1) / BPF_REG_SIZE;
607 }
608
609 static bool is_spi_bounds_valid(struct bpf_func_state *state, int spi, int nr_slots)
610 {
611         int allocated_slots = state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE;
612
613         /* We need to check that slots between [spi - nr_slots + 1, spi] are
614          * within [0, allocated_stack).
615          *
616          * Please note that the spi grows downwards. For example, a dynptr
617          * takes the size of two stack slots; the first slot will be at
618          * spi and the second slot will be at spi - 1.
619          */
620         return spi - nr_slots + 1 >= 0 && spi < allocated_slots;
621 }
622
623 static struct bpf_func_state *func(struct bpf_verifier_env *env,
624                                    const struct bpf_reg_state *reg)
625 {
626         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
627
628         return cur->frame[reg->frameno];
629 }
630
631 static const char *kernel_type_name(const struct btf* btf, u32 id)
632 {
633         return btf_name_by_offset(btf, btf_type_by_id(btf, id)->name_off);
634 }
635
636 static void mark_reg_scratched(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno)
637 {
638         env->scratched_regs |= 1U << regno;
639 }
640
641 static void mark_stack_slot_scratched(struct bpf_verifier_env *env, u32 spi)
642 {
643         env->scratched_stack_slots |= 1ULL << spi;
644 }
645
646 static bool reg_scratched(const struct bpf_verifier_env *env, u32 regno)
647 {
648         return (env->scratched_regs >> regno) & 1;
649 }
650
651 static bool stack_slot_scratched(const struct bpf_verifier_env *env, u64 regno)
652 {
653         return (env->scratched_stack_slots >> regno) & 1;
654 }
655
656 static bool verifier_state_scratched(const struct bpf_verifier_env *env)
657 {
658         return env->scratched_regs || env->scratched_stack_slots;
659 }
660
661 static void mark_verifier_state_clean(struct bpf_verifier_env *env)
662 {
663         env->scratched_regs = 0U;
664         env->scratched_stack_slots = 0ULL;
665 }
666
667 /* Used for printing the entire verifier state. */
668 static void mark_verifier_state_scratched(struct bpf_verifier_env *env)
669 {
670         env->scratched_regs = ~0U;
671         env->scratched_stack_slots = ~0ULL;
672 }
673
674 static enum bpf_dynptr_type arg_to_dynptr_type(enum bpf_arg_type arg_type)
675 {
676         switch (arg_type & DYNPTR_TYPE_FLAG_MASK) {
677         case DYNPTR_TYPE_LOCAL:
678                 return BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL;
679         case DYNPTR_TYPE_RINGBUF:
680                 return BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
681         default:
682                 return BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID;
683         }
684 }
685
686 static bool dynptr_type_refcounted(enum bpf_dynptr_type type)
687 {
688         return type == BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
689 }
690
691 static int mark_stack_slots_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
692                                    enum bpf_arg_type arg_type, int insn_idx)
693 {
694         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
695         enum bpf_dynptr_type type;
696         int spi, i, id;
697
698         spi = get_spi(reg->off);
699
700         if (!is_spi_bounds_valid(state, spi, BPF_DYNPTR_NR_SLOTS))
701                 return -EINVAL;
702
703         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
704                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_DYNPTR;
705                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_DYNPTR;
706         }
707
708         type = arg_to_dynptr_type(arg_type);
709         if (type == BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID)
710                 return -EINVAL;
711
712         state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.first_slot = true;
713         state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type = type;
714         state->stack[spi - 1].spilled_ptr.dynptr.type = type;
715
716         if (dynptr_type_refcounted(type)) {
717                 /* The id is used to track proper releasing */
718                 id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
719                 if (id < 0)
720                         return id;
721
722                 state->stack[spi].spilled_ptr.id = id;
723                 state->stack[spi - 1].spilled_ptr.id = id;
724         }
725
726         return 0;
727 }
728
729 static int unmark_stack_slots_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
730 {
731         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
732         int spi, i;
733
734         spi = get_spi(reg->off);
735
736         if (!is_spi_bounds_valid(state, spi, BPF_DYNPTR_NR_SLOTS))
737                 return -EINVAL;
738
739         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
740                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_INVALID;
741                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_INVALID;
742         }
743
744         /* Invalidate any slices associated with this dynptr */
745         if (dynptr_type_refcounted(state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type)) {
746                 release_reference(env, state->stack[spi].spilled_ptr.id);
747                 state->stack[spi].spilled_ptr.id = 0;
748                 state->stack[spi - 1].spilled_ptr.id = 0;
749         }
750
751         state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.first_slot = false;
752         state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type = 0;
753         state->stack[spi - 1].spilled_ptr.dynptr.type = 0;
754
755         return 0;
756 }
757
758 static bool is_dynptr_reg_valid_uninit(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
759 {
760         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
761         int spi = get_spi(reg->off);
762         int i;
763
764         if (!is_spi_bounds_valid(state, spi, BPF_DYNPTR_NR_SLOTS))
765                 return true;
766
767         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
768                 if (state->stack[spi].slot_type[i] == STACK_DYNPTR ||
769                     state->stack[spi - 1].slot_type[i] == STACK_DYNPTR)
770                         return false;
771         }
772
773         return true;
774 }
775
776 static bool is_dynptr_reg_valid_init(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
777                                      enum bpf_arg_type arg_type)
778 {
779         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
780         int spi = get_spi(reg->off);
781         int i;
782
783         if (!is_spi_bounds_valid(state, spi, BPF_DYNPTR_NR_SLOTS) ||
784             !state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.first_slot)
785                 return false;
786
787         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
788                 if (state->stack[spi].slot_type[i] != STACK_DYNPTR ||
789                     state->stack[spi - 1].slot_type[i] != STACK_DYNPTR)
790                         return false;
791         }
792
793         /* ARG_PTR_TO_DYNPTR takes any type of dynptr */
794         if (arg_type == ARG_PTR_TO_DYNPTR)
795                 return true;
796
797         return state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type == arg_to_dynptr_type(arg_type);
798 }
799
800 /* The reg state of a pointer or a bounded scalar was saved when
801  * it was spilled to the stack.
802  */
803 static bool is_spilled_reg(const struct bpf_stack_state *stack)
804 {
805         return stack->slot_type[BPF_REG_SIZE - 1] == STACK_SPILL;
806 }
807
808 static void scrub_spilled_slot(u8 *stype)
809 {
810         if (*stype != STACK_INVALID)
811                 *stype = STACK_MISC;
812 }
813
814 static void print_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
815                                  const struct bpf_func_state *state,
816                                  bool print_all)
817 {
818         const struct bpf_reg_state *reg;
819         enum bpf_reg_type t;
820         int i;
821
822         if (state->frameno)
823                 verbose(env, " frame%d:", state->frameno);
824         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
825                 reg = &state->regs[i];
826                 t = reg->type;
827                 if (t == NOT_INIT)
828                         continue;
829                 if (!print_all && !reg_scratched(env, i))
830                         continue;
831                 verbose(env, " R%d", i);
832                 print_liveness(env, reg->live);
833                 verbose(env, "=");
834                 if (t == SCALAR_VALUE && reg->precise)
835                         verbose(env, "P");
836                 if ((t == SCALAR_VALUE || t == PTR_TO_STACK) &&
837                     tnum_is_const(reg->var_off)) {
838                         /* reg->off should be 0 for SCALAR_VALUE */
839                         verbose(env, "%s", t == SCALAR_VALUE ? "" : reg_type_str(env, t));
840                         verbose(env, "%lld", reg->var_off.value + reg->off);
841                 } else {
842                         const char *sep = "";
843
844                         verbose(env, "%s", reg_type_str(env, t));
845                         if (base_type(t) == PTR_TO_BTF_ID)
846                                 verbose(env, "%s", kernel_type_name(reg->btf, reg->btf_id));
847                         verbose(env, "(");
848 /*
849  * _a stands for append, was shortened to avoid multiline statements below.
850  * This macro is used to output a comma separated list of attributes.
851  */
852 #define verbose_a(fmt, ...) ({ verbose(env, "%s" fmt, sep, __VA_ARGS__); sep = ","; })
853
854                         if (reg->id)
855                                 verbose_a("id=%d", reg->id);
856                         if (reg_type_may_be_refcounted_or_null(t) && reg->ref_obj_id)
857                                 verbose_a("ref_obj_id=%d", reg->ref_obj_id);
858                         if (t != SCALAR_VALUE)
859                                 verbose_a("off=%d", reg->off);
860                         if (type_is_pkt_pointer(t))
861                                 verbose_a("r=%d", reg->range);
862                         else if (base_type(t) == CONST_PTR_TO_MAP ||
863                                  base_type(t) == PTR_TO_MAP_KEY ||
864                                  base_type(t) == PTR_TO_MAP_VALUE)
865                                 verbose_a("ks=%d,vs=%d",
866                                           reg->map_ptr->key_size,
867                                           reg->map_ptr->value_size);
868                         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
869                                 /* Typically an immediate SCALAR_VALUE, but
870                                  * could be a pointer whose offset is too big
871                                  * for reg->off
872                                  */
873                                 verbose_a("imm=%llx", reg->var_off.value);
874                         } else {
875                                 if (reg->smin_value != reg->umin_value &&
876                                     reg->smin_value != S64_MIN)
877                                         verbose_a("smin=%lld", (long long)reg->smin_value);
878                                 if (reg->smax_value != reg->umax_value &&
879                                     reg->smax_value != S64_MAX)
880                                         verbose_a("smax=%lld", (long long)reg->smax_value);
881                                 if (reg->umin_value != 0)
882                                         verbose_a("umin=%llu", (unsigned long long)reg->umin_value);
883                                 if (reg->umax_value != U64_MAX)
884                                         verbose_a("umax=%llu", (unsigned long long)reg->umax_value);
885                                 if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
886                                         char tn_buf[48];
887
888                                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
889                                         verbose_a("var_off=%s", tn_buf);
890                                 }
891                                 if (reg->s32_min_value != reg->smin_value &&
892                                     reg->s32_min_value != S32_MIN)
893                                         verbose_a("s32_min=%d", (int)(reg->s32_min_value));
894                                 if (reg->s32_max_value != reg->smax_value &&
895                                     reg->s32_max_value != S32_MAX)
896                                         verbose_a("s32_max=%d", (int)(reg->s32_max_value));
897                                 if (reg->u32_min_value != reg->umin_value &&
898                                     reg->u32_min_value != U32_MIN)
899                                         verbose_a("u32_min=%d", (int)(reg->u32_min_value));
900                                 if (reg->u32_max_value != reg->umax_value &&
901                                     reg->u32_max_value != U32_MAX)
902                                         verbose_a("u32_max=%d", (int)(reg->u32_max_value));
903                         }
904 #undef verbose_a
905
906                         verbose(env, ")");
907                 }
908         }
909         for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
910                 char types_buf[BPF_REG_SIZE + 1];
911                 bool valid = false;
912                 int j;
913
914                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++) {
915                         if (state->stack[i].slot_type[j] != STACK_INVALID)
916                                 valid = true;
917                         types_buf[j] = slot_type_char[
918                                         state->stack[i].slot_type[j]];
919                 }
920                 types_buf[BPF_REG_SIZE] = 0;
921                 if (!valid)
922                         continue;
923                 if (!print_all && !stack_slot_scratched(env, i))
924                         continue;
925                 verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
926                 print_liveness(env, state->stack[i].spilled_ptr.live);
927                 if (is_spilled_reg(&state->stack[i])) {
928                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
929                         t = reg->type;
930                         verbose(env, "=%s", t == SCALAR_VALUE ? "" : reg_type_str(env, t));
931                         if (t == SCALAR_VALUE && reg->precise)
932                                 verbose(env, "P");
933                         if (t == SCALAR_VALUE && tnum_is_const(reg->var_off))
934                                 verbose(env, "%lld", reg->var_off.value + reg->off);
935                 } else {
936                         verbose(env, "=%s", types_buf);
937                 }
938         }
939         if (state->acquired_refs && state->refs[0].id) {
940                 verbose(env, " refs=%d", state->refs[0].id);
941                 for (i = 1; i < state->acquired_refs; i++)
942                         if (state->refs[i].id)
943                                 verbose(env, ",%d", state->refs[i].id);
944         }
945         if (state->in_callback_fn)
946                 verbose(env, " cb");
947         if (state->in_async_callback_fn)
948                 verbose(env, " async_cb");
949         verbose(env, "\n");
950         mark_verifier_state_clean(env);
951 }
952
953 static inline u32 vlog_alignment(u32 pos)
954 {
955         return round_up(max(pos + BPF_LOG_MIN_ALIGNMENT / 2, BPF_LOG_ALIGNMENT),
956                         BPF_LOG_MIN_ALIGNMENT) - pos - 1;
957 }
958
959 static void print_insn_state(struct bpf_verifier_env *env,
960                              const struct bpf_func_state *state)
961 {
962         if (env->prev_log_len && env->prev_log_len == env->log.len_used) {
963                 /* remove new line character */
964                 bpf_vlog_reset(&env->log, env->prev_log_len - 1);
965                 verbose(env, "%*c;", vlog_alignment(env->prev_insn_print_len), ' ');
966         } else {
967                 verbose(env, "%d:", env->insn_idx);
968         }
969         print_verifier_state(env, state, false);
970 }
971
972 /* copy array src of length n * size bytes to dst. dst is reallocated if it's too
973  * small to hold src. This is different from krealloc since we don't want to preserve
974  * the contents of dst.
975  *
976  * Leaves dst untouched if src is NULL or length is zero. Returns NULL if memory could
977  * not be allocated.
978  */
979 static void *copy_array(void *dst, const void *src, size_t n, size_t size, gfp_t flags)
980 {
981         size_t bytes;
982
983         if (ZERO_OR_NULL_PTR(src))
984                 goto out;
985
986         if (unlikely(check_mul_overflow(n, size, &bytes)))
987                 return NULL;
988
989         if (ksize(dst) < bytes) {
990                 kfree(dst);
991                 dst = kmalloc_track_caller(bytes, flags);
992                 if (!dst)
993                         return NULL;
994         }
995
996         memcpy(dst, src, bytes);
997 out:
998         return dst ? dst : ZERO_SIZE_PTR;
999 }
1000
1001 /* resize an array from old_n items to new_n items. the array is reallocated if it's too
1002  * small to hold new_n items. new items are zeroed out if the array grows.
1003  *
1004  * Contrary to krealloc_array, does not free arr if new_n is zero.
1005  */
1006 static void *realloc_array(void *arr, size_t old_n, size_t new_n, size_t size)
1007 {
1008         if (!new_n || old_n == new_n)
1009                 goto out;
1010
1011         arr = krealloc_array(arr, new_n, size, GFP_KERNEL);
1012         if (!arr)
1013                 return NULL;
1014
1015         if (new_n > old_n)
1016                 memset(arr + old_n * size, 0, (new_n - old_n) * size);
1017
1018 out:
1019         return arr ? arr : ZERO_SIZE_PTR;
1020 }
1021
1022 static int copy_reference_state(struct bpf_func_state *dst, const struct bpf_func_state *src)
1023 {
1024         dst->refs = copy_array(dst->refs, src->refs, src->acquired_refs,
1025                                sizeof(struct bpf_reference_state), GFP_KERNEL);
1026         if (!dst->refs)
1027                 return -ENOMEM;
1028
1029         dst->acquired_refs = src->acquired_refs;
1030         return 0;
1031 }
1032
1033 static int copy_stack_state(struct bpf_func_state *dst, const struct bpf_func_state *src)
1034 {
1035         size_t n = src->allocated_stack / BPF_REG_SIZE;
1036
1037         dst->stack = copy_array(dst->stack, src->stack, n, sizeof(struct bpf_stack_state),
1038                                 GFP_KERNEL);
1039         if (!dst->stack)
1040                 return -ENOMEM;
1041
1042         dst->allocated_stack = src->allocated_stack;
1043         return 0;
1044 }
1045
1046 static int resize_reference_state(struct bpf_func_state *state, size_t n)
1047 {
1048         state->refs = realloc_array(state->refs, state->acquired_refs, n,
1049                                     sizeof(struct bpf_reference_state));
1050         if (!state->refs)
1051                 return -ENOMEM;
1052
1053         state->acquired_refs = n;
1054         return 0;
1055 }
1056
1057 static int grow_stack_state(struct bpf_func_state *state, int size)
1058 {
1059         size_t old_n = state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE, n = size / BPF_REG_SIZE;
1060
1061         if (old_n >= n)
1062                 return 0;
1063
1064         state->stack = realloc_array(state->stack, old_n, n, sizeof(struct bpf_stack_state));
1065         if (!state->stack)
1066                 return -ENOMEM;
1067
1068         state->allocated_stack = size;
1069         return 0;
1070 }
1071
1072 /* Acquire a pointer id from the env and update the state->refs to include
1073  * this new pointer reference.
1074  * On success, returns a valid pointer id to associate with the register
1075  * On failure, returns a negative errno.
1076  */
1077 static int acquire_reference_state(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
1078 {
1079         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
1080         int new_ofs = state->acquired_refs;
1081         int id, err;
1082
1083         err = resize_reference_state(state, state->acquired_refs + 1);
1084         if (err)
1085                 return err;
1086         id = ++env->id_gen;
1087         state->refs[new_ofs].id = id;
1088         state->refs[new_ofs].insn_idx = insn_idx;
1089
1090         return id;
1091 }
1092
1093 /* release function corresponding to acquire_reference_state(). Idempotent. */
1094 static int release_reference_state(struct bpf_func_state *state, int ptr_id)
1095 {
1096         int i, last_idx;
1097
1098         last_idx = state->acquired_refs - 1;
1099         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
1100                 if (state->refs[i].id == ptr_id) {
1101                         if (last_idx && i != last_idx)
1102                                 memcpy(&state->refs[i], &state->refs[last_idx],
1103                                        sizeof(*state->refs));
1104                         memset(&state->refs[last_idx], 0, sizeof(*state->refs));
1105                         state->acquired_refs--;
1106                         return 0;
1107                 }
1108         }
1109         return -EINVAL;
1110 }
1111
1112 static void free_func_state(struct bpf_func_state *state)
1113 {
1114         if (!state)
1115                 return;
1116         kfree(state->refs);
1117         kfree(state->stack);
1118         kfree(state);
1119 }
1120
1121 static void clear_jmp_history(struct bpf_verifier_state *state)
1122 {
1123         kfree(state->jmp_history);
1124         state->jmp_history = NULL;
1125         state->jmp_history_cnt = 0;
1126 }
1127
1128 static void free_verifier_state(struct bpf_verifier_state *state,
1129                                 bool free_self)
1130 {
1131         int i;
1132
1133         for (i = 0; i <= state->curframe; i++) {
1134                 free_func_state(state->frame[i]);
1135                 state->frame[i] = NULL;
1136         }
1137         clear_jmp_history(state);
1138         if (free_self)
1139                 kfree(state);
1140 }
1141
1142 /* copy verifier state from src to dst growing dst stack space
1143  * when necessary to accommodate larger src stack
1144  */
1145 static int copy_func_state(struct bpf_func_state *dst,
1146                            const struct bpf_func_state *src)
1147 {
1148         int err;
1149
1150         memcpy(dst, src, offsetof(struct bpf_func_state, acquired_refs));
1151         err = copy_reference_state(dst, src);
1152         if (err)
1153                 return err;
1154         return copy_stack_state(dst, src);
1155 }
1156
1157 static int copy_verifier_state(struct bpf_verifier_state *dst_state,
1158                                const struct bpf_verifier_state *src)
1159 {
1160         struct bpf_func_state *dst;
1161         int i, err;
1162
1163         dst_state->jmp_history = copy_array(dst_state->jmp_history, src->jmp_history,
1164                                             src->jmp_history_cnt, sizeof(struct bpf_idx_pair),
1165                                             GFP_USER);
1166         if (!dst_state->jmp_history)
1167                 return -ENOMEM;
1168         dst_state->jmp_history_cnt = src->jmp_history_cnt;
1169
1170         /* if dst has more stack frames then src frame, free them */
1171         for (i = src->curframe + 1; i <= dst_state->curframe; i++) {
1172                 free_func_state(dst_state->frame[i]);
1173                 dst_state->frame[i] = NULL;
1174         }
1175         dst_state->speculative = src->speculative;
1176         dst_state->curframe = src->curframe;
1177         dst_state->active_spin_lock = src->active_spin_lock;
1178         dst_state->branches = src->branches;
1179         dst_state->parent = src->parent;
1180         dst_state->first_insn_idx = src->first_insn_idx;
1181         dst_state->last_insn_idx = src->last_insn_idx;
1182         for (i = 0; i <= src->curframe; i++) {
1183                 dst = dst_state->frame[i];
1184                 if (!dst) {
1185                         dst = kzalloc(sizeof(*dst), GFP_KERNEL);
1186                         if (!dst)
1187                                 return -ENOMEM;
1188                         dst_state->frame[i] = dst;
1189                 }
1190                 err = copy_func_state(dst, src->frame[i]);
1191                 if (err)
1192                         return err;
1193         }
1194         return 0;
1195 }
1196
1197 static void update_branch_counts(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
1198 {
1199         while (st) {
1200                 u32 br = --st->branches;
1201
1202                 /* WARN_ON(br > 1) technically makes sense here,
1203                  * but see comment in push_stack(), hence:
1204                  */
1205                 WARN_ONCE((int)br < 0,
1206                           "BUG update_branch_counts:branches_to_explore=%d\n",
1207                           br);
1208                 if (br)
1209                         break;
1210                 st = st->parent;
1211         }
1212 }
1213
1214 static int pop_stack(struct bpf_verifier_env *env, int *prev_insn_idx,
1215                      int *insn_idx, bool pop_log)
1216 {
1217         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
1218         struct bpf_verifier_stack_elem *elem, *head = env->head;
1219         int err;
1220
1221         if (env->head == NULL)
1222                 return -ENOENT;
1223
1224         if (cur) {
1225                 err = copy_verifier_state(cur, &head->st);
1226                 if (err)
1227                         return err;
1228         }
1229         if (pop_log)
1230                 bpf_vlog_reset(&env->log, head->log_pos);
1231         if (insn_idx)
1232                 *insn_idx = head->insn_idx;
1233         if (prev_insn_idx)
1234                 *prev_insn_idx = head->prev_insn_idx;
1235         elem = head->next;
1236         free_verifier_state(&head->st, false);
1237         kfree(head);
1238         env->head = elem;
1239         env->stack_size--;
1240         return 0;
1241 }
1242
1243 static struct bpf_verifier_state *push_stack(struct bpf_verifier_env *env,
1244                                              int insn_idx, int prev_insn_idx,
1245                                              bool speculative)
1246 {
1247         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
1248         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
1249         int err;
1250
1251         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
1252         if (!elem)
1253                 goto err;
1254
1255         elem->insn_idx = insn_idx;
1256         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
1257         elem->next = env->head;
1258         elem->log_pos = env->log.len_used;
1259         env->head = elem;
1260         env->stack_size++;
1261         err = copy_verifier_state(&elem->st, cur);
1262         if (err)
1263                 goto err;
1264         elem->st.speculative |= speculative;
1265         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ) {
1266                 verbose(env, "The sequence of %d jumps is too complex.\n",
1267                         env->stack_size);
1268                 goto err;
1269         }
1270         if (elem->st.parent) {
1271                 ++elem->st.parent->branches;
1272                 /* WARN_ON(branches > 2) technically makes sense here,
1273                  * but
1274                  * 1. speculative states will bump 'branches' for non-branch
1275                  * instructions
1276                  * 2. is_state_visited() heuristics may decide not to create
1277                  * a new state for a sequence of branches and all such current
1278                  * and cloned states will be pointing to a single parent state
1279                  * which might have large 'branches' count.
1280                  */
1281         }
1282         return &elem->st;
1283 err:
1284         free_verifier_state(env->cur_state, true);
1285         env->cur_state = NULL;
1286         /* pop all elements and return */
1287         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
1288         return NULL;
1289 }
1290
1291 #define CALLER_SAVED_REGS 6
1292 static const int caller_saved[CALLER_SAVED_REGS] = {
1293         BPF_REG_0, BPF_REG_1, BPF_REG_2, BPF_REG_3, BPF_REG_4, BPF_REG_5
1294 };
1295
1296 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
1297                                 struct bpf_reg_state *reg);
1298
1299 /* This helper doesn't clear reg->id */
1300 static void ___mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1301 {
1302         reg->var_off = tnum_const(imm);
1303         reg->smin_value = (s64)imm;
1304         reg->smax_value = (s64)imm;
1305         reg->umin_value = imm;
1306         reg->umax_value = imm;
1307
1308         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1309         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1310         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1311         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1312 }
1313
1314 /* Mark the unknown part of a register (variable offset or scalar value) as
1315  * known to have the value @imm.
1316  */
1317 static void __mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1318 {
1319         /* Clear id, off, and union(map_ptr, range) */
1320         memset(((u8 *)reg) + sizeof(reg->type), 0,
1321                offsetof(struct bpf_reg_state, var_off) - sizeof(reg->type));
1322         ___mark_reg_known(reg, imm);
1323 }
1324
1325 static void __mark_reg32_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1326 {
1327         reg->var_off = tnum_const_subreg(reg->var_off, imm);
1328         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1329         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1330         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1331         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1332 }
1333
1334 /* Mark the 'variable offset' part of a register as zero.  This should be
1335  * used only on registers holding a pointer type.
1336  */
1337 static void __mark_reg_known_zero(struct bpf_reg_state *reg)
1338 {
1339         __mark_reg_known(reg, 0);
1340 }
1341
1342 static void __mark_reg_const_zero(struct bpf_reg_state *reg)
1343 {
1344         __mark_reg_known(reg, 0);
1345         reg->type = SCALAR_VALUE;
1346 }
1347
1348 static void mark_reg_known_zero(struct bpf_verifier_env *env,
1349                                 struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1350 {
1351         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1352                 verbose(env, "mark_reg_known_zero(regs, %u)\n", regno);
1353                 /* Something bad happened, let's kill all regs */
1354                 for (regno = 0; regno < MAX_BPF_REG; regno++)
1355                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1356                 return;
1357         }
1358         __mark_reg_known_zero(regs + regno);
1359 }
1360
1361 static void mark_ptr_not_null_reg(struct bpf_reg_state *reg)
1362 {
1363         if (base_type(reg->type) == PTR_TO_MAP_VALUE) {
1364                 const struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
1365
1366                 if (map->inner_map_meta) {
1367                         reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
1368                         reg->map_ptr = map->inner_map_meta;
1369                         /* transfer reg's id which is unique for every map_lookup_elem
1370                          * as UID of the inner map.
1371                          */
1372                         if (map_value_has_timer(map->inner_map_meta))
1373                                 reg->map_uid = reg->id;
1374                 } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_XSKMAP) {
1375                         reg->type = PTR_TO_XDP_SOCK;
1376                 } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
1377                            map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH) {
1378                         reg->type = PTR_TO_SOCKET;
1379                 } else {
1380                         reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
1381                 }
1382                 return;
1383         }
1384
1385         reg->type &= ~PTR_MAYBE_NULL;
1386 }
1387
1388 static bool reg_is_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg)
1389 {
1390         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
1391 }
1392
1393 static bool reg_is_pkt_pointer_any(const struct bpf_reg_state *reg)
1394 {
1395         return reg_is_pkt_pointer(reg) ||
1396                reg->type == PTR_TO_PACKET_END;
1397 }
1398
1399 /* Unmodified PTR_TO_PACKET[_META,_END] register from ctx access. */
1400 static bool reg_is_init_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg,
1401                                     enum bpf_reg_type which)
1402 {
1403         /* The register can already have a range from prior markings.
1404          * This is fine as long as it hasn't been advanced from its
1405          * origin.
1406          */
1407         return reg->type == which &&
1408                reg->id == 0 &&
1409                reg->off == 0 &&
1410                tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
1411 }
1412
1413 /* Reset the min/max bounds of a register */
1414 static void __mark_reg_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1415 {
1416         reg->smin_value = S64_MIN;
1417         reg->smax_value = S64_MAX;
1418         reg->umin_value = 0;
1419         reg->umax_value = U64_MAX;
1420
1421         reg->s32_min_value = S32_MIN;
1422         reg->s32_max_value = S32_MAX;
1423         reg->u32_min_value = 0;
1424         reg->u32_max_value = U32_MAX;
1425 }
1426
1427 static void __mark_reg64_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1428 {
1429         reg->smin_value = S64_MIN;
1430         reg->smax_value = S64_MAX;
1431         reg->umin_value = 0;
1432         reg->umax_value = U64_MAX;
1433 }
1434
1435 static void __mark_reg32_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1436 {
1437         reg->s32_min_value = S32_MIN;
1438         reg->s32_max_value = S32_MAX;
1439         reg->u32_min_value = 0;
1440         reg->u32_max_value = U32_MAX;
1441 }
1442
1443 static void __update_reg32_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1444 {
1445         struct tnum var32_off = tnum_subreg(reg->var_off);
1446
1447         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
1448         reg->s32_min_value = max_t(s32, reg->s32_min_value,
1449                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MIN));
1450         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
1451         reg->s32_max_value = min_t(s32, reg->s32_max_value,
1452                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MAX));
1453         reg->u32_min_value = max_t(u32, reg->u32_min_value, (u32)var32_off.value);
1454         reg->u32_max_value = min(reg->u32_max_value,
1455                                  (u32)(var32_off.value | var32_off.mask));
1456 }
1457
1458 static void __update_reg64_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1459 {
1460         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
1461         reg->smin_value = max_t(s64, reg->smin_value,
1462                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MIN));
1463         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
1464         reg->smax_value = min_t(s64, reg->smax_value,
1465                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MAX));
1466         reg->umin_value = max(reg->umin_value, reg->var_off.value);
1467         reg->umax_value = min(reg->umax_value,
1468                               reg->var_off.value | reg->var_off.mask);
1469 }
1470
1471 static void __update_reg_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1472 {
1473         __update_reg32_bounds(reg);
1474         __update_reg64_bounds(reg);
1475 }
1476
1477 /* Uses signed min/max values to inform unsigned, and vice-versa */
1478 static void __reg32_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1479 {
1480         /* Learn sign from signed bounds.
1481          * If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
1482          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
1483          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
1484          */
1485         if (reg->s32_min_value >= 0 || reg->s32_max_value < 0) {
1486                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value =
1487                         max_t(u32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
1488                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value =
1489                         min_t(u32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
1490                 return;
1491         }
1492         /* Learn sign from unsigned bounds.  Signed bounds cross the sign
1493          * boundary, so we must be careful.
1494          */
1495         if ((s32)reg->u32_max_value >= 0) {
1496                 /* Positive.  We can't learn anything from the smin, but smax
1497                  * is positive, hence safe.
1498                  */
1499                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value;
1500                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value =
1501                         min_t(u32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
1502         } else if ((s32)reg->u32_min_value < 0) {
1503                 /* Negative.  We can't learn anything from the smax, but smin
1504                  * is negative, hence safe.
1505                  */
1506                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value =
1507                         max_t(u32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
1508                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value;
1509         }
1510 }
1511
1512 static void __reg64_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1513 {
1514         /* Learn sign from signed bounds.
1515          * If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
1516          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
1517          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
1518          */
1519         if (reg->smin_value >= 0 || reg->smax_value < 0) {
1520                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
1521                                                           reg->umin_value);
1522                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
1523                                                           reg->umax_value);
1524                 return;
1525         }
1526         /* Learn sign from unsigned bounds.  Signed bounds cross the sign
1527          * boundary, so we must be careful.
1528          */
1529         if ((s64)reg->umax_value >= 0) {
1530                 /* Positive.  We can't learn anything from the smin, but smax
1531                  * is positive, hence safe.
1532                  */
1533                 reg->smin_value = reg->umin_value;
1534                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
1535                                                           reg->umax_value);
1536         } else if ((s64)reg->umin_value < 0) {
1537                 /* Negative.  We can't learn anything from the smax, but smin
1538                  * is negative, hence safe.
1539                  */
1540                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
1541                                                           reg->umin_value);
1542                 reg->smax_value = reg->umax_value;
1543         }
1544 }
1545
1546 static void __reg_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1547 {
1548         __reg32_deduce_bounds(reg);
1549         __reg64_deduce_bounds(reg);
1550 }
1551
1552 /* Attempts to improve var_off based on unsigned min/max information */
1553 static void __reg_bound_offset(struct bpf_reg_state *reg)
1554 {
1555         struct tnum var64_off = tnum_intersect(reg->var_off,
1556                                                tnum_range(reg->umin_value,
1557                                                           reg->umax_value));
1558         struct tnum var32_off = tnum_intersect(tnum_subreg(reg->var_off),
1559                                                 tnum_range(reg->u32_min_value,
1560                                                            reg->u32_max_value));
1561
1562         reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(var64_off), var32_off);
1563 }
1564
1565 static bool __reg32_bound_s64(s32 a)
1566 {
1567         return a >= 0 && a <= S32_MAX;
1568 }
1569
1570 static void __reg_assign_32_into_64(struct bpf_reg_state *reg)
1571 {
1572         reg->umin_value = reg->u32_min_value;
1573         reg->umax_value = reg->u32_max_value;
1574
1575         /* Attempt to pull 32-bit signed bounds into 64-bit bounds but must
1576          * be positive otherwise set to worse case bounds and refine later
1577          * from tnum.
1578          */
1579         if (__reg32_bound_s64(reg->s32_min_value) &&
1580             __reg32_bound_s64(reg->s32_max_value)) {
1581                 reg->smin_value = reg->s32_min_value;
1582                 reg->smax_value = reg->s32_max_value;
1583         } else {
1584                 reg->smin_value = 0;
1585                 reg->smax_value = U32_MAX;
1586         }
1587 }
1588
1589 static void __reg_combine_32_into_64(struct bpf_reg_state *reg)
1590 {
1591         /* special case when 64-bit register has upper 32-bit register
1592          * zeroed. Typically happens after zext or <<32, >>32 sequence
1593          * allowing us to use 32-bit bounds directly,
1594          */
1595         if (tnum_equals_const(tnum_clear_subreg(reg->var_off), 0)) {
1596                 __reg_assign_32_into_64(reg);
1597         } else {
1598                 /* Otherwise the best we can do is push lower 32bit known and
1599                  * unknown bits into register (var_off set from jmp logic)
1600                  * then learn as much as possible from the 64-bit tnum
1601                  * known and unknown bits. The previous smin/smax bounds are
1602                  * invalid here because of jmp32 compare so mark them unknown
1603                  * so they do not impact tnum bounds calculation.
1604                  */
1605                 __mark_reg64_unbounded(reg);
1606                 __update_reg_bounds(reg);
1607         }
1608
1609         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
1610          * slightly.  e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
1611          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
1612          */
1613         __reg_deduce_bounds(reg);
1614         __reg_bound_offset(reg);
1615         __update_reg_bounds(reg);
1616 }
1617
1618 static bool __reg64_bound_s32(s64 a)
1619 {
1620         return a >= S32_MIN && a <= S32_MAX;
1621 }
1622
1623 static bool __reg64_bound_u32(u64 a)
1624 {
1625         return a >= U32_MIN && a <= U32_MAX;
1626 }
1627
1628 static void __reg_combine_64_into_32(struct bpf_reg_state *reg)
1629 {
1630         __mark_reg32_unbounded(reg);
1631
1632         if (__reg64_bound_s32(reg->smin_value) && __reg64_bound_s32(reg->smax_value)) {
1633                 reg->s32_min_value = (s32)reg->smin_value;
1634                 reg->s32_max_value = (s32)reg->smax_value;
1635         }
1636         if (__reg64_bound_u32(reg->umin_value) && __reg64_bound_u32(reg->umax_value)) {
1637                 reg->u32_min_value = (u32)reg->umin_value;
1638                 reg->u32_max_value = (u32)reg->umax_value;
1639         }
1640
1641         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
1642          * slightly.  e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
1643          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
1644          */
1645         __reg_deduce_bounds(reg);
1646         __reg_bound_offset(reg);
1647         __update_reg_bounds(reg);
1648 }
1649
1650 /* Mark a register as having a completely unknown (scalar) value. */
1651 static void __mark_reg_unknown(const struct bpf_verifier_env *env,
1652                                struct bpf_reg_state *reg)
1653 {
1654         /*
1655          * Clear type, id, off, and union(map_ptr, range) and
1656          * padding between 'type' and union
1657          */
1658         memset(reg, 0, offsetof(struct bpf_reg_state, var_off));
1659         reg->type = SCALAR_VALUE;
1660         reg->var_off = tnum_unknown;
1661         reg->frameno = 0;
1662         reg->precise = env->subprog_cnt > 1 || !env->bpf_capable;
1663         __mark_reg_unbounded(reg);
1664 }
1665
1666 static void mark_reg_unknown(struct bpf_verifier_env *env,
1667                              struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1668 {
1669         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1670                 verbose(env, "mark_reg_unknown(regs, %u)\n", regno);
1671                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
1672                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
1673                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1674                 return;
1675         }
1676         __mark_reg_unknown(env, regs + regno);
1677 }
1678
1679 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
1680                                 struct bpf_reg_state *reg)
1681 {
1682         __mark_reg_unknown(env, reg);
1683         reg->type = NOT_INIT;
1684 }
1685
1686 static void mark_reg_not_init(struct bpf_verifier_env *env,
1687                               struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1688 {
1689         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1690                 verbose(env, "mark_reg_not_init(regs, %u)\n", regno);
1691                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
1692                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
1693                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1694                 return;
1695         }
1696         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1697 }
1698
1699 static void mark_btf_ld_reg(struct bpf_verifier_env *env,
1700                             struct bpf_reg_state *regs, u32 regno,
1701                             enum bpf_reg_type reg_type,
1702                             struct btf *btf, u32 btf_id,
1703                             enum bpf_type_flag flag)
1704 {
1705         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
1706                 mark_reg_unknown(env, regs, regno);
1707                 return;
1708         }
1709         mark_reg_known_zero(env, regs, regno);
1710         regs[regno].type = PTR_TO_BTF_ID | flag;
1711         regs[regno].btf = btf;
1712         regs[regno].btf_id = btf_id;
1713 }
1714
1715 #define DEF_NOT_SUBREG  (0)
1716 static void init_reg_state(struct bpf_verifier_env *env,
1717                            struct bpf_func_state *state)
1718 {
1719         struct bpf_reg_state *regs = state->regs;
1720         int i;
1721
1722         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
1723                 mark_reg_not_init(env, regs, i);
1724                 regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
1725                 regs[i].parent = NULL;
1726                 regs[i].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
1727         }
1728
1729         /* frame pointer */
1730         regs[BPF_REG_FP].type = PTR_TO_STACK;
1731         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_FP);
1732         regs[BPF_REG_FP].frameno = state->frameno;
1733 }
1734
1735 #define BPF_MAIN_FUNC (-1)
1736 static void init_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
1737                             struct bpf_func_state *state,
1738                             int callsite, int frameno, int subprogno)
1739 {
1740         state->callsite = callsite;
1741         state->frameno = frameno;
1742         state->subprogno = subprogno;
1743         init_reg_state(env, state);
1744         mark_verifier_state_scratched(env);
1745 }
1746
1747 /* Similar to push_stack(), but for async callbacks */
1748 static struct bpf_verifier_state *push_async_cb(struct bpf_verifier_env *env,
1749                                                 int insn_idx, int prev_insn_idx,
1750                                                 int subprog)
1751 {
1752         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
1753         struct bpf_func_state *frame;
1754
1755         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
1756         if (!elem)
1757                 goto err;
1758
1759         elem->insn_idx = insn_idx;
1760         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
1761         elem->next = env->head;
1762         elem->log_pos = env->log.len_used;
1763         env->head = elem;
1764         env->stack_size++;
1765         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ) {
1766                 verbose(env,
1767                         "The sequence of %d jumps is too complex for async cb.\n",
1768                         env->stack_size);
1769                 goto err;
1770         }
1771         /* Unlike push_stack() do not copy_verifier_state().
1772          * The caller state doesn't matter.
1773          * This is async callback. It starts in a fresh stack.
1774          * Initialize it similar to do_check_common().
1775          */
1776         elem->st.branches = 1;
1777         frame = kzalloc(sizeof(*frame), GFP_KERNEL);
1778         if (!frame)
1779                 goto err;
1780         init_func_state(env, frame,
1781                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
1782                         0 /* frameno within this callchain */,
1783                         subprog /* subprog number within this prog */);
1784         elem->st.frame[0] = frame;
1785         return &elem->st;
1786 err:
1787         free_verifier_state(env->cur_state, true);
1788         env->cur_state = NULL;
1789         /* pop all elements and return */
1790         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
1791         return NULL;
1792 }
1793
1794
1795 enum reg_arg_type {
1796         SRC_OP,         /* register is used as source operand */
1797         DST_OP,         /* register is used as destination operand */
1798         DST_OP_NO_MARK  /* same as above, check only, don't mark */
1799 };
1800
1801 static int cmp_subprogs(const void *a, const void *b)
1802 {
1803         return ((struct bpf_subprog_info *)a)->start -
1804                ((struct bpf_subprog_info *)b)->start;
1805 }
1806
1807 static int find_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
1808 {
1809         struct bpf_subprog_info *p;
1810
1811         p = bsearch(&off, env->subprog_info, env->subprog_cnt,
1812                     sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs);
1813         if (!p)
1814                 return -ENOENT;
1815         return p - env->subprog_info;
1816
1817 }
1818
1819 static int add_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
1820 {
1821         int insn_cnt = env->prog->len;
1822         int ret;
1823
1824         if (off >= insn_cnt || off < 0) {
1825                 verbose(env, "call to invalid destination\n");
1826                 return -EINVAL;
1827         }
1828         ret = find_subprog(env, off);
1829         if (ret >= 0)
1830                 return ret;
1831         if (env->subprog_cnt >= BPF_MAX_SUBPROGS) {
1832                 verbose(env, "too many subprograms\n");
1833                 return -E2BIG;
1834         }
1835         /* determine subprog starts. The end is one before the next starts */
1836         env->subprog_info[env->subprog_cnt++].start = off;
1837         sort(env->subprog_info, env->subprog_cnt,
1838              sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs, NULL);
1839         return env->subprog_cnt - 1;
1840 }
1841
1842 #define MAX_KFUNC_DESCS 256
1843 #define MAX_KFUNC_BTFS  256
1844
1845 struct bpf_kfunc_desc {
1846         struct btf_func_model func_model;
1847         u32 func_id;
1848         s32 imm;
1849         u16 offset;
1850 };
1851
1852 struct bpf_kfunc_btf {
1853         struct btf *btf;
1854         struct module *module;
1855         u16 offset;
1856 };
1857
1858 struct bpf_kfunc_desc_tab {
1859         struct bpf_kfunc_desc descs[MAX_KFUNC_DESCS];
1860         u32 nr_descs;
1861 };
1862
1863 struct bpf_kfunc_btf_tab {
1864         struct bpf_kfunc_btf descs[MAX_KFUNC_BTFS];
1865         u32 nr_descs;
1866 };
1867
1868 static int kfunc_desc_cmp_by_id_off(const void *a, const void *b)
1869 {
1870         const struct bpf_kfunc_desc *d0 = a;
1871         const struct bpf_kfunc_desc *d1 = b;
1872
1873         /* func_id is not greater than BTF_MAX_TYPE */
1874         return d0->func_id - d1->func_id ?: d0->offset - d1->offset;
1875 }
1876
1877 static int kfunc_btf_cmp_by_off(const void *a, const void *b)
1878 {
1879         const struct bpf_kfunc_btf *d0 = a;
1880         const struct bpf_kfunc_btf *d1 = b;
1881
1882         return d0->offset - d1->offset;
1883 }
1884
1885 static const struct bpf_kfunc_desc *
1886 find_kfunc_desc(const struct bpf_prog *prog, u32 func_id, u16 offset)
1887 {
1888         struct bpf_kfunc_desc desc = {
1889                 .func_id = func_id,
1890                 .offset = offset,
1891         };
1892         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
1893
1894         tab = prog->aux->kfunc_tab;
1895         return bsearch(&desc, tab->descs, tab->nr_descs,
1896                        sizeof(tab->descs[0]), kfunc_desc_cmp_by_id_off);
1897 }
1898
1899 static struct btf *__find_kfunc_desc_btf(struct bpf_verifier_env *env,
1900                                          s16 offset)
1901 {
1902         struct bpf_kfunc_btf kf_btf = { .offset = offset };
1903         struct bpf_kfunc_btf_tab *tab;
1904         struct bpf_kfunc_btf *b;
1905         struct module *mod;
1906         struct btf *btf;
1907         int btf_fd;
1908
1909         tab = env->prog->aux->kfunc_btf_tab;
1910         b = bsearch(&kf_btf, tab->descs, tab->nr_descs,
1911                     sizeof(tab->descs[0]), kfunc_btf_cmp_by_off);
1912         if (!b) {
1913                 if (tab->nr_descs == MAX_KFUNC_BTFS) {
1914                         verbose(env, "too many different module BTFs\n");
1915                         return ERR_PTR(-E2BIG);
1916                 }
1917
1918                 if (bpfptr_is_null(env->fd_array)) {
1919                         verbose(env, "kfunc offset > 0 without fd_array is invalid\n");
1920                         return ERR_PTR(-EPROTO);
1921                 }
1922
1923                 if (copy_from_bpfptr_offset(&btf_fd, env->fd_array,
1924                                             offset * sizeof(btf_fd),
1925                                             sizeof(btf_fd)))
1926                         return ERR_PTR(-EFAULT);
1927
1928                 btf = btf_get_by_fd(btf_fd);
1929                 if (IS_ERR(btf)) {
1930                         verbose(env, "invalid module BTF fd specified\n");
1931                         return btf;
1932                 }
1933
1934                 if (!btf_is_module(btf)) {
1935                         verbose(env, "BTF fd for kfunc is not a module BTF\n");
1936                         btf_put(btf);
1937                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1938                 }
1939
1940                 mod = btf_try_get_module(btf);
1941                 if (!mod) {
1942                         btf_put(btf);
1943                         return ERR_PTR(-ENXIO);
1944                 }
1945
1946                 b = &tab->descs[tab->nr_descs++];
1947                 b->btf = btf;
1948                 b->module = mod;
1949                 b->offset = offset;
1950
1951                 sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
1952                      kfunc_btf_cmp_by_off, NULL);
1953         }
1954         return b->btf;
1955 }
1956
1957 void bpf_free_kfunc_btf_tab(struct bpf_kfunc_btf_tab *tab)
1958 {
1959         if (!tab)
1960                 return;
1961
1962         while (tab->nr_descs--) {
1963                 module_put(tab->descs[tab->nr_descs].module);
1964                 btf_put(tab->descs[tab->nr_descs].btf);
1965         }
1966         kfree(tab);
1967 }
1968
1969 static struct btf *find_kfunc_desc_btf(struct bpf_verifier_env *env, s16 offset)
1970 {
1971         if (offset) {
1972                 if (offset < 0) {
1973                         /* In the future, this can be allowed to increase limit
1974                          * of fd index into fd_array, interpreted as u16.
1975                          */
1976                         verbose(env, "negative offset disallowed for kernel module function call\n");
1977                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1978                 }
1979
1980                 return __find_kfunc_desc_btf(env, offset);
1981         }
1982         return btf_vmlinux ?: ERR_PTR(-ENOENT);
1983 }
1984
1985 static int add_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, u32 func_id, s16 offset)
1986 {
1987         const struct btf_type *func, *func_proto;
1988         struct bpf_kfunc_btf_tab *btf_tab;
1989         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
1990         struct bpf_prog_aux *prog_aux;
1991         struct bpf_kfunc_desc *desc;
1992         const char *func_name;
1993         struct btf *desc_btf;
1994         unsigned long call_imm;
1995         unsigned long addr;
1996         int err;
1997
1998         prog_aux = env->prog->aux;
1999         tab = prog_aux->kfunc_tab;
2000         btf_tab = prog_aux->kfunc_btf_tab;
2001         if (!tab) {
2002                 if (!btf_vmlinux) {
2003                         verbose(env, "calling kernel function is not supported without CONFIG_DEBUG_INFO_BTF\n");
2004                         return -ENOTSUPP;
2005                 }
2006
2007                 if (!env->prog->jit_requested) {
2008                         verbose(env, "JIT is required for calling kernel function\n");
2009                         return -ENOTSUPP;
2010                 }
2011
2012                 if (!bpf_jit_supports_kfunc_call()) {
2013                         verbose(env, "JIT does not support calling kernel function\n");
2014                         return -ENOTSUPP;
2015                 }
2016
2017                 if (!env->prog->gpl_compatible) {
2018                         verbose(env, "cannot call kernel function from non-GPL compatible program\n");
2019                         return -EINVAL;
2020                 }
2021
2022                 tab = kzalloc(sizeof(*tab), GFP_KERNEL);
2023                 if (!tab)
2024                         return -ENOMEM;
2025                 prog_aux->kfunc_tab = tab;
2026         }
2027
2028         /* func_id == 0 is always invalid, but instead of returning an error, be
2029          * conservative and wait until the code elimination pass before returning
2030          * error, so that invalid calls that get pruned out can be in BPF programs
2031          * loaded from userspace.  It is also required that offset be untouched
2032          * for such calls.
2033          */
2034         if (!func_id && !offset)
2035                 return 0;
2036
2037         if (!btf_tab && offset) {
2038                 btf_tab = kzalloc(sizeof(*btf_tab), GFP_KERNEL);
2039                 if (!btf_tab)
2040                         return -ENOMEM;
2041                 prog_aux->kfunc_btf_tab = btf_tab;
2042         }
2043
2044         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(env, offset);
2045         if (IS_ERR(desc_btf)) {
2046                 verbose(env, "failed to find BTF for kernel function\n");
2047                 return PTR_ERR(desc_btf);
2048         }
2049
2050         if (find_kfunc_desc(env->prog, func_id, offset))
2051                 return 0;
2052
2053         if (tab->nr_descs == MAX_KFUNC_DESCS) {
2054                 verbose(env, "too many different kernel function calls\n");
2055                 return -E2BIG;
2056         }
2057
2058         func = btf_type_by_id(desc_btf, func_id);
2059         if (!func || !btf_type_is_func(func)) {
2060                 verbose(env, "kernel btf_id %u is not a function\n",
2061                         func_id);
2062                 return -EINVAL;
2063         }
2064         func_proto = btf_type_by_id(desc_btf, func->type);
2065         if (!func_proto || !btf_type_is_func_proto(func_proto)) {
2066                 verbose(env, "kernel function btf_id %u does not have a valid func_proto\n",
2067                         func_id);
2068                 return -EINVAL;
2069         }
2070
2071         func_name = btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
2072         addr = kallsyms_lookup_name(func_name);
2073         if (!addr) {
2074                 verbose(env, "cannot find address for kernel function %s\n",
2075                         func_name);
2076                 return -EINVAL;
2077         }
2078
2079         call_imm = BPF_CALL_IMM(addr);
2080         /* Check whether or not the relative offset overflows desc->imm */
2081         if ((unsigned long)(s32)call_imm != call_imm) {
2082                 verbose(env, "address of kernel function %s is out of range\n",
2083                         func_name);
2084                 return -EINVAL;
2085         }
2086
2087         desc = &tab->descs[tab->nr_descs++];
2088         desc->func_id = func_id;
2089         desc->imm = call_imm;
2090         desc->offset = offset;
2091         err = btf_distill_func_proto(&env->log, desc_btf,
2092                                      func_proto, func_name,
2093                                      &desc->func_model);
2094         if (!err)
2095                 sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2096                      kfunc_desc_cmp_by_id_off, NULL);
2097         return err;
2098 }
2099
2100 static int kfunc_desc_cmp_by_imm(const void *a, const void *b)
2101 {
2102         const struct bpf_kfunc_desc *d0 = a;
2103         const struct bpf_kfunc_desc *d1 = b;
2104
2105         if (d0->imm > d1->imm)
2106                 return 1;
2107         else if (d0->imm < d1->imm)
2108                 return -1;
2109         return 0;
2110 }
2111
2112 static void sort_kfunc_descs_by_imm(struct bpf_prog *prog)
2113 {
2114         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2115
2116         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2117         if (!tab)
2118                 return;
2119
2120         sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2121              kfunc_desc_cmp_by_imm, NULL);
2122 }
2123
2124 bool bpf_prog_has_kfunc_call(const struct bpf_prog *prog)
2125 {
2126         return !!prog->aux->kfunc_tab;
2127 }
2128
2129 const struct btf_func_model *
2130 bpf_jit_find_kfunc_model(const struct bpf_prog *prog,
2131                          const struct bpf_insn *insn)
2132 {
2133         const struct bpf_kfunc_desc desc = {
2134                 .imm = insn->imm,
2135         };
2136         const struct bpf_kfunc_desc *res;
2137         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2138
2139         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2140         res = bsearch(&desc, tab->descs, tab->nr_descs,
2141                       sizeof(tab->descs[0]), kfunc_desc_cmp_by_imm);
2142
2143         return res ? &res->func_model : NULL;
2144 }
2145
2146 static int add_subprog_and_kfunc(struct bpf_verifier_env *env)
2147 {
2148         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
2149         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
2150         int i, ret, insn_cnt = env->prog->len;
2151
2152         /* Add entry function. */
2153         ret = add_subprog(env, 0);
2154         if (ret)
2155                 return ret;
2156
2157         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
2158                 if (!bpf_pseudo_func(insn) && !bpf_pseudo_call(insn) &&
2159                     !bpf_pseudo_kfunc_call(insn))
2160                         continue;
2161
2162                 if (!env->bpf_capable) {
2163                         verbose(env, "loading/calling other bpf or kernel functions are allowed for CAP_BPF and CAP_SYS_ADMIN\n");
2164                         return -EPERM;
2165                 }
2166
2167                 if (bpf_pseudo_func(insn) || bpf_pseudo_call(insn))
2168                         ret = add_subprog(env, i + insn->imm + 1);
2169                 else
2170                         ret = add_kfunc_call(env, insn->imm, insn->off);
2171
2172                 if (ret < 0)
2173                         return ret;
2174         }
2175
2176         /* Add a fake 'exit' subprog which could simplify subprog iteration
2177          * logic. 'subprog_cnt' should not be increased.
2178          */
2179         subprog[env->subprog_cnt].start = insn_cnt;
2180
2181         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
2182                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
2183                         verbose(env, "func#%d @%d\n", i, subprog[i].start);
2184
2185         return 0;
2186 }
2187
2188 static int check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
2189 {
2190         int i, subprog_start, subprog_end, off, cur_subprog = 0;
2191         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
2192         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
2193         int insn_cnt = env->prog->len;
2194
2195         /* now check that all jumps are within the same subprog */
2196         subprog_start = subprog[cur_subprog].start;
2197         subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
2198         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
2199                 u8 code = insn[i].code;
2200
2201                 if (code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
2202                     insn[i].imm == BPF_FUNC_tail_call &&
2203                     insn[i].src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
2204                         subprog[cur_subprog].has_tail_call = true;
2205                 if (BPF_CLASS(code) == BPF_LD &&
2206                     (BPF_MODE(code) == BPF_ABS || BPF_MODE(code) == BPF_IND))
2207                         subprog[cur_subprog].has_ld_abs = true;
2208                 if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP && BPF_CLASS(code) != BPF_JMP32)
2209                         goto next;
2210                 if (BPF_OP(code) == BPF_EXIT || BPF_OP(code) == BPF_CALL)
2211                         goto next;
2212                 off = i + insn[i].off + 1;
2213                 if (off < subprog_start || off >= subprog_end) {
2214                         verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", i, off);
2215                         return -EINVAL;
2216                 }
2217 next:
2218                 if (i == subprog_end - 1) {
2219                         /* to avoid fall-through from one subprog into another
2220                          * the last insn of the subprog should be either exit
2221                          * or unconditional jump back
2222                          */
2223                         if (code != (BPF_JMP | BPF_EXIT) &&
2224                             code != (BPF_JMP | BPF_JA)) {
2225                                 verbose(env, "last insn is not an exit or jmp\n");
2226                                 return -EINVAL;
2227                         }
2228                         subprog_start = subprog_end;
2229                         cur_subprog++;
2230                         if (cur_subprog < env->subprog_cnt)
2231                                 subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
2232                 }
2233         }
2234         return 0;
2235 }
2236
2237 /* Parentage chain of this register (or stack slot) should take care of all
2238  * issues like callee-saved registers, stack slot allocation time, etc.
2239  */
2240 static int mark_reg_read(struct bpf_verifier_env *env,
2241                          const struct bpf_reg_state *state,
2242                          struct bpf_reg_state *parent, u8 flag)
2243 {
2244         bool writes = parent == state->parent; /* Observe write marks */
2245         int cnt = 0;
2246
2247         while (parent) {
2248                 /* if read wasn't screened by an earlier write ... */
2249                 if (writes && state->live & REG_LIVE_WRITTEN)
2250                         break;
2251                 if (parent->live & REG_LIVE_DONE) {
2252                         verbose(env, "verifier BUG type %s var_off %lld off %d\n",
2253                                 reg_type_str(env, parent->type),
2254                                 parent->var_off.value, parent->off);
2255                         return -EFAULT;
2256                 }
2257                 /* The first condition is more likely to be true than the
2258                  * second, checked it first.
2259                  */
2260                 if ((parent->live & REG_LIVE_READ) == flag ||
2261                     parent->live & REG_LIVE_READ64)
2262                         /* The parentage chain never changes and
2263                          * this parent was already marked as LIVE_READ.
2264                          * There is no need to keep walking the chain again and
2265                          * keep re-marking all parents as LIVE_READ.
2266                          * This case happens when the same register is read
2267                          * multiple times without writes into it in-between.
2268                          * Also, if parent has the stronger REG_LIVE_READ64 set,
2269                          * then no need to set the weak REG_LIVE_READ32.
2270                          */
2271                         break;
2272                 /* ... then we depend on parent's value */
2273                 parent->live |= flag;
2274                 /* REG_LIVE_READ64 overrides REG_LIVE_READ32. */
2275                 if (flag == REG_LIVE_READ64)
2276                         parent->live &= ~REG_LIVE_READ32;
2277                 state = parent;
2278                 parent = state->parent;
2279                 writes = true;
2280                 cnt++;
2281         }
2282
2283         if (env->longest_mark_read_walk < cnt)
2284                 env->longest_mark_read_walk = cnt;
2285         return 0;
2286 }
2287
2288 /* This function is supposed to be used by the following 32-bit optimization
2289  * code only. It returns TRUE if the source or destination register operates
2290  * on 64-bit, otherwise return FALSE.
2291  */
2292 static bool is_reg64(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
2293                      u32 regno, struct bpf_reg_state *reg, enum reg_arg_type t)
2294 {
2295         u8 code, class, op;
2296
2297         code = insn->code;
2298         class = BPF_CLASS(code);
2299         op = BPF_OP(code);
2300         if (class == BPF_JMP) {
2301                 /* BPF_EXIT for "main" will reach here. Return TRUE
2302                  * conservatively.
2303                  */
2304                 if (op == BPF_EXIT)
2305                         return true;
2306                 if (op == BPF_CALL) {
2307                         /* BPF to BPF call will reach here because of marking
2308                          * caller saved clobber with DST_OP_NO_MARK for which we
2309                          * don't care the register def because they are anyway
2310                          * marked as NOT_INIT already.
2311                          */
2312                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
2313                                 return false;
2314                         /* Helper call will reach here because of arg type
2315                          * check, conservatively return TRUE.
2316                          */
2317                         if (t == SRC_OP)
2318                                 return true;
2319
2320                         return false;
2321                 }
2322         }
2323
2324         if (class == BPF_ALU64 || class == BPF_JMP ||
2325             /* BPF_END always use BPF_ALU class. */
2326             (class == BPF_ALU && op == BPF_END && insn->imm == 64))
2327                 return true;
2328
2329         if (class == BPF_ALU || class == BPF_JMP32)
2330                 return false;
2331
2332         if (class == BPF_LDX) {
2333                 if (t != SRC_OP)
2334                         return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
2335                 /* LDX source must be ptr. */
2336                 return true;
2337         }
2338
2339         if (class == BPF_STX) {
2340                 /* BPF_STX (including atomic variants) has multiple source
2341                  * operands, one of which is a ptr. Check whether the caller is
2342                  * asking about it.
2343                  */
2344                 if (t == SRC_OP && reg->type != SCALAR_VALUE)
2345                         return true;
2346                 return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
2347         }
2348
2349         if (class == BPF_LD) {
2350                 u8 mode = BPF_MODE(code);
2351
2352                 /* LD_IMM64 */
2353                 if (mode == BPF_IMM)
2354                         return true;
2355
2356                 /* Both LD_IND and LD_ABS return 32-bit data. */
2357                 if (t != SRC_OP)
2358                         return  false;
2359
2360                 /* Implicit ctx ptr. */
2361                 if (regno == BPF_REG_6)
2362                         return true;
2363
2364                 /* Explicit source could be any width. */
2365                 return true;
2366         }
2367
2368         if (class == BPF_ST)
2369                 /* The only source register for BPF_ST is a ptr. */
2370                 return true;
2371
2372         /* Conservatively return true at default. */
2373         return true;
2374 }
2375
2376 /* Return the regno defined by the insn, or -1. */
2377 static int insn_def_regno(const struct bpf_insn *insn)
2378 {
2379         switch (BPF_CLASS(insn->code)) {
2380         case BPF_JMP:
2381         case BPF_JMP32:
2382         case BPF_ST:
2383                 return -1;
2384         case BPF_STX:
2385                 if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC &&
2386                     (insn->imm & BPF_FETCH)) {
2387                         if (insn->imm == BPF_CMPXCHG)
2388                                 return BPF_REG_0;
2389                         else
2390                                 return insn->src_reg;
2391                 } else {
2392                         return -1;
2393                 }
2394         default:
2395                 return insn->dst_reg;
2396         }
2397 }
2398
2399 /* Return TRUE if INSN has defined any 32-bit value explicitly. */
2400 static bool insn_has_def32(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
2401 {
2402         int dst_reg = insn_def_regno(insn);
2403
2404         if (dst_reg == -1)
2405                 return false;
2406
2407         return !is_reg64(env, insn, dst_reg, NULL, DST_OP);
2408 }
2409
2410 static void mark_insn_zext(struct bpf_verifier_env *env,
2411                            struct bpf_reg_state *reg)
2412 {
2413         s32 def_idx = reg->subreg_def;
2414
2415         if (def_idx == DEF_NOT_SUBREG)
2416                 return;
2417
2418         env->insn_aux_data[def_idx - 1].zext_dst = true;
2419         /* The dst will be zero extended, so won't be sub-register anymore. */
2420         reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
2421 }
2422
2423 static int check_reg_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
2424                          enum reg_arg_type t)
2425 {
2426         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
2427         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
2428         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + env->insn_idx;
2429         struct bpf_reg_state *reg, *regs = state->regs;
2430         bool rw64;
2431
2432         if (regno >= MAX_BPF_REG) {
2433                 verbose(env, "R%d is invalid\n", regno);
2434                 return -EINVAL;
2435         }
2436
2437         mark_reg_scratched(env, regno);
2438
2439         reg = &regs[regno];
2440         rw64 = is_reg64(env, insn, regno, reg, t);
2441         if (t == SRC_OP) {
2442                 /* check whether register used as source operand can be read */
2443                 if (reg->type == NOT_INIT) {
2444                         verbose(env, "R%d !read_ok\n", regno);
2445                         return -EACCES;
2446                 }
2447                 /* We don't need to worry about FP liveness because it's read-only */
2448                 if (regno == BPF_REG_FP)
2449                         return 0;
2450
2451                 if (rw64)
2452                         mark_insn_zext(env, reg);
2453
2454                 return mark_reg_read(env, reg, reg->parent,
2455                                      rw64 ? REG_LIVE_READ64 : REG_LIVE_READ32);
2456         } else {
2457                 /* check whether register used as dest operand can be written to */
2458                 if (regno == BPF_REG_FP) {
2459                         verbose(env, "frame pointer is read only\n");
2460                         return -EACCES;
2461                 }
2462                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2463                 reg->subreg_def = rw64 ? DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
2464                 if (t == DST_OP)
2465                         mark_reg_unknown(env, regs, regno);
2466         }
2467         return 0;
2468 }
2469
2470 /* for any branch, call, exit record the history of jmps in the given state */
2471 static int push_jmp_history(struct bpf_verifier_env *env,
2472                             struct bpf_verifier_state *cur)
2473 {
2474         u32 cnt = cur->jmp_history_cnt;
2475         struct bpf_idx_pair *p;
2476
2477         cnt++;
2478         p = krealloc(cur->jmp_history, cnt * sizeof(*p), GFP_USER);
2479         if (!p)
2480                 return -ENOMEM;
2481         p[cnt - 1].idx = env->insn_idx;
2482         p[cnt - 1].prev_idx = env->prev_insn_idx;
2483         cur->jmp_history = p;
2484         cur->jmp_history_cnt = cnt;
2485         return 0;
2486 }
2487
2488 /* Backtrack one insn at a time. If idx is not at the top of recorded
2489  * history then previous instruction came from straight line execution.
2490  */
2491 static int get_prev_insn_idx(struct bpf_verifier_state *st, int i,
2492                              u32 *history)
2493 {
2494         u32 cnt = *history;
2495
2496         if (cnt && st->jmp_history[cnt - 1].idx == i) {
2497                 i = st->jmp_history[cnt - 1].prev_idx;
2498                 (*history)--;
2499         } else {
2500                 i--;
2501         }
2502         return i;
2503 }
2504
2505 static const char *disasm_kfunc_name(void *data, const struct bpf_insn *insn)
2506 {
2507         const struct btf_type *func;
2508         struct btf *desc_btf;
2509
2510         if (insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL)
2511                 return NULL;
2512
2513         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(data, insn->off);
2514         if (IS_ERR(desc_btf))
2515                 return "<error>";
2516
2517         func = btf_type_by_id(desc_btf, insn->imm);
2518         return btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
2519 }
2520
2521 /* For given verifier state backtrack_insn() is called from the last insn to
2522  * the first insn. Its purpose is to compute a bitmask of registers and
2523  * stack slots that needs precision in the parent verifier state.
2524  */
2525 static int backtrack_insn(struct bpf_verifier_env *env, int idx,
2526                           u32 *reg_mask, u64 *stack_mask)
2527 {
2528         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
2529                 .cb_call        = disasm_kfunc_name,
2530                 .cb_print       = verbose,
2531                 .private_data   = env,
2532         };
2533         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + idx;
2534         u8 class = BPF_CLASS(insn->code);
2535         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
2536         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
2537         u32 dreg = 1u << insn->dst_reg;
2538         u32 sreg = 1u << insn->src_reg;
2539         u32 spi;
2540
2541         if (insn->code == 0)
2542                 return 0;
2543         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
2544                 verbose(env, "regs=%x stack=%llx before ", *reg_mask, *stack_mask);
2545                 verbose(env, "%d: ", idx);
2546                 print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
2547         }
2548
2549         if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
2550                 if (!(*reg_mask & dreg))
2551                         return 0;
2552                 if (opcode == BPF_MOV) {
2553                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
2554                                 /* dreg = sreg
2555                                  * dreg needs precision after this insn
2556                                  * sreg needs precision before this insn
2557                                  */
2558                                 *reg_mask &= ~dreg;
2559                                 *reg_mask |= sreg;
2560                         } else {
2561                                 /* dreg = K
2562                                  * dreg needs precision after this insn.
2563                                  * Corresponding register is already marked
2564                                  * as precise=true in this verifier state.
2565                                  * No further markings in parent are necessary
2566                                  */
2567                                 *reg_mask &= ~dreg;
2568                         }
2569                 } else {
2570                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
2571                                 /* dreg += sreg
2572                                  * both dreg and sreg need precision
2573                                  * before this insn
2574                                  */
2575                                 *reg_mask |= sreg;
2576                         } /* else dreg += K
2577                            * dreg still needs precision before this insn
2578                            */
2579                 }
2580         } else if (class == BPF_LDX) {
2581                 if (!(*reg_mask & dreg))
2582                         return 0;
2583                 *reg_mask &= ~dreg;
2584
2585                 /* scalars can only be spilled into stack w/o losing precision.
2586                  * Load from any other memory can be zero extended.
2587                  * The desire to keep that precision is already indicated
2588                  * by 'precise' mark in corresponding register of this state.
2589                  * No further tracking necessary.
2590                  */
2591                 if (insn->src_reg != BPF_REG_FP)
2592                         return 0;
2593
2594                 /* dreg = *(u64 *)[fp - off] was a fill from the stack.
2595                  * that [fp - off] slot contains scalar that needs to be
2596                  * tracked with precision
2597                  */
2598                 spi = (-insn->off - 1) / BPF_REG_SIZE;
2599                 if (spi >= 64) {
2600                         verbose(env, "BUG spi %d\n", spi);
2601                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
2602                         return -EFAULT;
2603                 }
2604                 *stack_mask |= 1ull << spi;
2605         } else if (class == BPF_STX || class == BPF_ST) {
2606                 if (*reg_mask & dreg)
2607                         /* stx & st shouldn't be using _scalar_ dst_reg
2608                          * to access memory. It means backtracking
2609                          * encountered a case of pointer subtraction.
2610                          */
2611                         return -ENOTSUPP;
2612                 /* scalars can only be spilled into stack */
2613                 if (insn->dst_reg != BPF_REG_FP)
2614                         return 0;
2615                 spi = (-insn->off - 1) / BPF_REG_SIZE;
2616                 if (spi >= 64) {
2617                         verbose(env, "BUG spi %d\n", spi);
2618                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
2619                         return -EFAULT;
2620                 }
2621                 if (!(*stack_mask & (1ull << spi)))
2622                         return 0;
2623                 *stack_mask &= ~(1ull << spi);
2624                 if (class == BPF_STX)
2625                         *reg_mask |= sreg;
2626         } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
2627                 if (opcode == BPF_CALL) {
2628                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
2629                                 return -ENOTSUPP;
2630                         /* regular helper call sets R0 */
2631                         *reg_mask &= ~1;
2632                         if (*reg_mask & 0x3f) {
2633                                 /* if backtracing was looking for registers R1-R5
2634                                  * they should have been found already.
2635                                  */
2636                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", *reg_mask);
2637                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
2638                                 return -EFAULT;
2639                         }
2640                 } else if (opcode == BPF_EXIT) {
2641                         return -ENOTSUPP;
2642                 }
2643         } else if (class == BPF_LD) {
2644                 if (!(*reg_mask & dreg))
2645                         return 0;
2646                 *reg_mask &= ~dreg;
2647                 /* It's ld_imm64 or ld_abs or ld_ind.
2648                  * For ld_imm64 no further tracking of precision
2649                  * into parent is necessary
2650                  */
2651                 if (mode == BPF_IND || mode == BPF_ABS)
2652                         /* to be analyzed */
2653                         return -ENOTSUPP;
2654         }
2655         return 0;
2656 }
2657
2658 /* the scalar precision tracking algorithm:
2659  * . at the start all registers have precise=false.
2660  * . scalar ranges are tracked as normal through alu and jmp insns.
2661  * . once precise value of the scalar register is used in:
2662  *   .  ptr + scalar alu
2663  *   . if (scalar cond K|scalar)
2664  *   .  helper_call(.., scalar, ...) where ARG_CONST is expected
2665  *   backtrack through the verifier states and mark all registers and
2666  *   stack slots with spilled constants that these scalar regisers
2667  *   should be precise.
2668  * . during state pruning two registers (or spilled stack slots)
2669  *   are equivalent if both are not precise.
2670  *
2671  * Note the verifier cannot simply walk register parentage chain,
2672  * since many different registers and stack slots could have been
2673  * used to compute single precise scalar.
2674  *
2675  * The approach of starting with precise=true for all registers and then
2676  * backtrack to mark a register as not precise when the verifier detects
2677  * that program doesn't care about specific value (e.g., when helper
2678  * takes register as ARG_ANYTHING parameter) is not safe.
2679  *
2680  * It's ok to walk single parentage chain of the verifier states.
2681  * It's possible that this backtracking will go all the way till 1st insn.
2682  * All other branches will be explored for needing precision later.
2683  *
2684  * The backtracking needs to deal with cases like:
2685  *   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)
2686  * r9 -= r8
2687  * r5 = r9
2688  * if r5 > 0x79f goto pc+7
2689  *    R5_w=inv(id=0,umax_value=1951,var_off=(0x0; 0x7ff))
2690  * r5 += 1
2691  * ...
2692  * call bpf_perf_event_output#25
2693  *   where .arg5_type = ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO
2694  *
2695  * and this case:
2696  * r6 = 1
2697  * call foo // uses callee's r6 inside to compute r0
2698  * r0 += r6
2699  * if r0 == 0 goto
2700  *
2701  * to track above reg_mask/stack_mask needs to be independent for each frame.
2702  *
2703  * Also if parent's curframe > frame where backtracking started,
2704  * the verifier need to mark registers in both frames, otherwise callees
2705  * may incorrectly prune callers. This is similar to
2706  * commit 7640ead93924 ("bpf: verifier: make sure callees don't prune with caller differences")
2707  *
2708  * For now backtracking falls back into conservative marking.
2709  */
2710 static void mark_all_scalars_precise(struct bpf_verifier_env *env,
2711                                      struct bpf_verifier_state *st)
2712 {
2713         struct bpf_func_state *func;
2714         struct bpf_reg_state *reg;
2715         int i, j;
2716
2717         /* big hammer: mark all scalars precise in this path.
2718          * pop_stack may still get !precise scalars.
2719          */
2720         for (; st; st = st->parent)
2721                 for (i = 0; i <= st->curframe; i++) {
2722                         func = st->frame[i];
2723                         for (j = 0; j < BPF_REG_FP; j++) {
2724                                 reg = &func->regs[j];
2725                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE)
2726                                         continue;
2727                                 reg->precise = true;
2728                         }
2729                         for (j = 0; j < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; j++) {
2730                                 if (!is_spilled_reg(&func->stack[j]))
2731                                         continue;
2732                                 reg = &func->stack[j].spilled_ptr;
2733                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE)
2734                                         continue;
2735                                 reg->precise = true;
2736                         }
2737                 }
2738 }
2739
2740 static int __mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
2741                                   int spi)
2742 {
2743         struct bpf_verifier_state *st = env->cur_state;
2744         int first_idx = st->first_insn_idx;
2745         int last_idx = env->insn_idx;
2746         struct bpf_func_state *func;
2747         struct bpf_reg_state *reg;
2748         u32 reg_mask = regno >= 0 ? 1u << regno : 0;
2749         u64 stack_mask = spi >= 0 ? 1ull << spi : 0;
2750         bool skip_first = true;
2751         bool new_marks = false;
2752         int i, err;
2753
2754         if (!env->bpf_capable)
2755                 return 0;
2756
2757         func = st->frame[st->curframe];
2758         if (regno >= 0) {
2759                 reg = &func->regs[regno];
2760                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2761                         WARN_ONCE(1, "backtracing misuse");
2762                         return -EFAULT;
2763                 }
2764                 if (!reg->precise)
2765                         new_marks = true;
2766                 else
2767                         reg_mask = 0;
2768                 reg->precise = true;
2769         }
2770
2771         while (spi >= 0) {
2772                 if (!is_spilled_reg(&func->stack[spi])) {
2773                         stack_mask = 0;
2774                         break;
2775                 }
2776                 reg = &func->stack[spi].spilled_ptr;
2777                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2778                         stack_mask = 0;
2779                         break;
2780                 }
2781                 if (!reg->precise)
2782                         new_marks = true;
2783                 else
2784                         stack_mask = 0;
2785                 reg->precise = true;
2786                 break;
2787         }
2788
2789         if (!new_marks)
2790                 return 0;
2791         if (!reg_mask && !stack_mask)
2792                 return 0;
2793         for (;;) {
2794                 DECLARE_BITMAP(mask, 64);
2795                 u32 history = st->jmp_history_cnt;
2796
2797                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
2798                         verbose(env, "last_idx %d first_idx %d\n", last_idx, first_idx);
2799                 for (i = last_idx;;) {
2800                         if (skip_first) {
2801                                 err = 0;
2802                                 skip_first = false;
2803                         } else {
2804                                 err = backtrack_insn(env, i, &reg_mask, &stack_mask);
2805                         }
2806                         if (err == -ENOTSUPP) {
2807                                 mark_all_scalars_precise(env, st);
2808                                 return 0;
2809                         } else if (err) {
2810                                 return err;
2811                         }
2812                         if (!reg_mask && !stack_mask)
2813                                 /* Found assignment(s) into tracked register in this state.
2814                                  * Since this state is already marked, just return.
2815                                  * Nothing to be tracked further in the parent state.
2816                                  */
2817                                 return 0;
2818                         if (i == first_idx)
2819                                 break;
2820                         i = get_prev_insn_idx(st, i, &history);
2821                         if (i >= env->prog->len) {
2822                                 /* This can happen if backtracking reached insn 0
2823                                  * and there are still reg_mask or stack_mask
2824                                  * to backtrack.
2825                                  * It means the backtracking missed the spot where
2826                                  * particular register was initialized with a constant.
2827                                  */
2828                                 verbose(env, "BUG backtracking idx %d\n", i);
2829                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
2830                                 return -EFAULT;
2831                         }
2832                 }
2833                 st = st->parent;
2834                 if (!st)
2835                         break;
2836
2837                 new_marks = false;
2838                 func = st->frame[st->curframe];
2839                 bitmap_from_u64(mask, reg_mask);
2840                 for_each_set_bit(i, mask, 32) {
2841                         reg = &func->regs[i];
2842                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2843                                 reg_mask &= ~(1u << i);
2844                                 continue;
2845                         }
2846                         if (!reg->precise)
2847                                 new_marks = true;
2848                         reg->precise = true;
2849                 }
2850
2851                 bitmap_from_u64(mask, stack_mask);
2852                 for_each_set_bit(i, mask, 64) {
2853                         if (i >= func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE) {
2854                                 /* the sequence of instructions:
2855                                  * 2: (bf) r3 = r10
2856                                  * 3: (7b) *(u64 *)(r3 -8) = r0
2857                                  * 4: (79) r4 = *(u64 *)(r10 -8)
2858                                  * doesn't contain jmps. It's backtracked
2859                                  * as a single block.
2860                                  * During backtracking insn 3 is not recognized as
2861                                  * stack access, so at the end of backtracking
2862                                  * stack slot fp-8 is still marked in stack_mask.
2863                                  * However the parent state may not have accessed
2864                                  * fp-8 and it's "unallocated" stack space.
2865                                  * In such case fallback to conservative.
2866                                  */
2867                                 mark_all_scalars_precise(env, st);
2868                                 return 0;
2869                         }
2870
2871                         if (!is_spilled_reg(&func->stack[i])) {
2872                                 stack_mask &= ~(1ull << i);
2873                                 continue;
2874                         }
2875                         reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
2876                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2877                                 stack_mask &= ~(1ull << i);
2878                                 continue;
2879                         }
2880                         if (!reg->precise)
2881                                 new_marks = true;
2882                         reg->precise = true;
2883                 }
2884                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
2885                         verbose(env, "parent %s regs=%x stack=%llx marks:",
2886                                 new_marks ? "didn't have" : "already had",
2887                                 reg_mask, stack_mask);
2888                         print_verifier_state(env, func, true);
2889                 }
2890
2891                 if (!reg_mask && !stack_mask)
2892                         break;
2893                 if (!new_marks)
2894                         break;
2895
2896                 last_idx = st->last_insn_idx;
2897                 first_idx = st->first_insn_idx;
2898         }
2899         return 0;
2900 }
2901
2902 static int mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
2903 {
2904         return __mark_chain_precision(env, regno, -1);
2905 }
2906
2907 static int mark_chain_precision_stack(struct bpf_verifier_env *env, int spi)
2908 {
2909         return __mark_chain_precision(env, -1, spi);
2910 }
2911
2912 static bool is_spillable_regtype(enum bpf_reg_type type)
2913 {
2914         switch (base_type(type)) {
2915         case PTR_TO_MAP_VALUE:
2916         case PTR_TO_STACK:
2917         case PTR_TO_CTX:
2918         case PTR_TO_PACKET:
2919         case PTR_TO_PACKET_META:
2920         case PTR_TO_PACKET_END:
2921         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
2922         case CONST_PTR_TO_MAP:
2923         case PTR_TO_SOCKET:
2924         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
2925         case PTR_TO_TCP_SOCK:
2926         case PTR_TO_XDP_SOCK:
2927         case PTR_TO_BTF_ID:
2928         case PTR_TO_BUF:
2929         case PTR_TO_MEM:
2930         case PTR_TO_FUNC:
2931         case PTR_TO_MAP_KEY:
2932                 return true;
2933         default:
2934                 return false;
2935         }
2936 }
2937
2938 /* Does this register contain a constant zero? */
2939 static bool register_is_null(struct bpf_reg_state *reg)
2940 {
2941         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
2942 }
2943
2944 static bool register_is_const(struct bpf_reg_state *reg)
2945 {
2946         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_is_const(reg->var_off);
2947 }
2948
2949 static bool __is_scalar_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
2950 {
2951         return tnum_is_unknown(reg->var_off) &&
2952                reg->smin_value == S64_MIN && reg->smax_value == S64_MAX &&
2953                reg->umin_value == 0 && reg->umax_value == U64_MAX &&
2954                reg->s32_min_value == S32_MIN && reg->s32_max_value == S32_MAX &&
2955                reg->u32_min_value == 0 && reg->u32_max_value == U32_MAX;
2956 }
2957
2958 static bool register_is_bounded(struct bpf_reg_state *reg)
2959 {
2960         return reg->type == SCALAR_VALUE && !__is_scalar_unbounded(reg);
2961 }
2962
2963 static bool __is_pointer_value(bool allow_ptr_leaks,
2964                                const struct bpf_reg_state *reg)
2965 {
2966         if (allow_ptr_leaks)
2967                 return false;
2968
2969         return reg->type != SCALAR_VALUE;
2970 }
2971
2972 static void save_register_state(struct bpf_func_state *state,
2973                                 int spi, struct bpf_reg_state *reg,
2974                                 int size)
2975 {
2976         int i;
2977
2978         state->stack[spi].spilled_ptr = *reg;
2979         if (size == BPF_REG_SIZE)
2980                 state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2981
2982         for (i = BPF_REG_SIZE; i > BPF_REG_SIZE - size; i--)
2983                 state->stack[spi].slot_type[i - 1] = STACK_SPILL;
2984
2985         /* size < 8 bytes spill */
2986         for (; i; i--)
2987                 scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[i - 1]);
2988 }
2989
2990 /* check_stack_{read,write}_fixed_off functions track spill/fill of registers,
2991  * stack boundary and alignment are checked in check_mem_access()
2992  */
2993 static int check_stack_write_fixed_off(struct bpf_verifier_env *env,
2994                                        /* stack frame we're writing to */
2995                                        struct bpf_func_state *state,
2996                                        int off, int size, int value_regno,
2997                                        int insn_idx)
2998 {
2999         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
3000         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE, err;
3001         u32 dst_reg = env->prog->insnsi[insn_idx].dst_reg;
3002         struct bpf_reg_state *reg = NULL;
3003
3004         err = grow_stack_state(state, round_up(slot + 1, BPF_REG_SIZE));
3005         if (err)
3006                 return err;
3007         /* caller checked that off % size == 0 and -MAX_BPF_STACK <= off < 0,
3008          * so it's aligned access and [off, off + size) are within stack limits
3009          */
3010         if (!env->allow_ptr_leaks &&
3011             state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL &&
3012             size != BPF_REG_SIZE) {
3013                 verbose(env, "attempt to corrupt spilled pointer on stack\n");
3014                 return -EACCES;
3015         }
3016
3017         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
3018         if (value_regno >= 0)
3019                 reg = &cur->regs[value_regno];
3020         if (!env->bypass_spec_v4) {
3021                 bool sanitize = reg && is_spillable_regtype(reg->type);
3022
3023                 for (i = 0; i < size; i++) {
3024                         if (state->stack[spi].slot_type[i] == STACK_INVALID) {
3025                                 sanitize = true;
3026                                 break;
3027                         }
3028                 }
3029
3030                 if (sanitize)
3031                         env->insn_aux_data[insn_idx].sanitize_stack_spill = true;
3032         }
3033
3034         mark_stack_slot_scratched(env, spi);
3035         if (reg && !(off % BPF_REG_SIZE) && register_is_bounded(reg) &&
3036             !register_is_null(reg) && env->bpf_capable) {
3037                 if (dst_reg != BPF_REG_FP) {
3038                         /* The backtracking logic can only recognize explicit
3039                          * stack slot address like [fp - 8]. Other spill of
3040                          * scalar via different register has to be conservative.
3041                          * Backtrack from here and mark all registers as precise
3042                          * that contributed into 'reg' being a constant.
3043                          */
3044                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
3045                         if (err)
3046                                 return err;
3047                 }
3048                 save_register_state(state, spi, reg, size);
3049         } else if (reg && is_spillable_regtype(reg->type)) {
3050                 /* register containing pointer is being spilled into stack */
3051                 if (size != BPF_REG_SIZE) {
3052                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
3053                         verbose(env, "invalid size of register spill\n");
3054                         return -EACCES;
3055                 }
3056                 if (state != cur && reg->type == PTR_TO_STACK) {
3057                         verbose(env, "cannot spill pointers to stack into stack frame of the caller\n");
3058                         return -EINVAL;
3059                 }
3060                 save_register_state(state, spi, reg, size);
3061         } else {
3062                 u8 type = STACK_MISC;
3063
3064                 /* regular write of data into stack destroys any spilled ptr */
3065                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
3066                 /* Mark slots as STACK_MISC if they belonged to spilled ptr. */
3067                 if (is_spilled_reg(&state->stack[spi]))
3068                         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++)
3069                                 scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[i]);
3070
3071                 /* only mark the slot as written if all 8 bytes were written
3072                  * otherwise read propagation may incorrectly stop too soon
3073                  * when stack slots are partially written.
3074                  * This heuristic means that read propagation will be
3075                  * conservative, since it will add reg_live_read marks
3076                  * to stack slots all the way to first state when programs
3077                  * writes+reads less than 8 bytes
3078                  */
3079                 if (size == BPF_REG_SIZE)
3080                         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
3081
3082                 /* when we zero initialize stack slots mark them as such */
3083                 if (reg && register_is_null(reg)) {
3084                         /* backtracking doesn't work for STACK_ZERO yet. */
3085                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
3086                         if (err)
3087                                 return err;
3088                         type = STACK_ZERO;
3089                 }
3090
3091                 /* Mark slots affected by this stack write. */
3092                 for (i = 0; i < size; i++)
3093                         state->stack[spi].slot_type[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] =
3094                                 type;
3095         }
3096         return 0;
3097 }
3098
3099 /* Write the stack: 'stack[ptr_regno + off] = value_regno'. 'ptr_regno' is
3100  * known to contain a variable offset.
3101  * This function checks whether the write is permitted and conservatively
3102  * tracks the effects of the write, considering that each stack slot in the
3103  * dynamic range is potentially written to.
3104  *
3105  * 'off' includes 'regno->off'.
3106  * 'value_regno' can be -1, meaning that an unknown value is being written to
3107  * the stack.
3108  *
3109  * Spilled pointers in range are not marked as written because we don't know
3110  * what's going to be actually written. This means that read propagation for
3111  * future reads cannot be terminated by this write.
3112  *
3113  * For privileged programs, uninitialized stack slots are considered
3114  * initialized by this write (even though we don't know exactly what offsets
3115  * are going to be written to). The idea is that we don't want the verifier to
3116  * reject future reads that access slots written to through variable offsets.
3117  */
3118 static int check_stack_write_var_off(struct bpf_verifier_env *env,
3119                                      /* func where register points to */
3120                                      struct bpf_func_state *state,
3121                                      int ptr_regno, int off, int size,
3122                                      int value_regno, int insn_idx)
3123 {
3124         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
3125         int min_off, max_off;
3126         int i, err;
3127         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, *value_reg = NULL;
3128         bool writing_zero = false;
3129         /* set if the fact that we're writing a zero is used to let any
3130          * stack slots remain STACK_ZERO
3131          */
3132         bool zero_used = false;
3133
3134         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
3135         ptr_reg = &cur->regs[ptr_regno];
3136         min_off = ptr_reg->smin_value + off;
3137         max_off = ptr_reg->smax_value + off + size;
3138         if (value_regno >= 0)
3139                 value_reg = &cur->regs[value_regno];
3140         if (value_reg && register_is_null(value_reg))
3141                 writing_zero = true;
3142
3143         err = grow_stack_state(state, round_up(-min_off, BPF_REG_SIZE));
3144         if (err)
3145                 return err;
3146
3147
3148         /* Variable offset writes destroy any spilled pointers in range. */
3149         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
3150                 u8 new_type, *stype;
3151                 int slot, spi;
3152
3153                 slot = -i - 1;
3154                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
3155                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
3156                 mark_stack_slot_scratched(env, spi);
3157
3158                 if (!env->allow_ptr_leaks
3159                                 && *stype != NOT_INIT
3160                                 && *stype != SCALAR_VALUE) {
3161                         /* Reject the write if there's are spilled pointers in
3162                          * range. If we didn't reject here, the ptr status
3163                          * would be erased below (even though not all slots are
3164                          * actually overwritten), possibly opening the door to
3165                          * leaks.
3166                          */
3167                         verbose(env, "spilled ptr in range of var-offset stack write; insn %d, ptr off: %d",
3168                                 insn_idx, i);
3169                         return -EINVAL;
3170                 }
3171
3172                 /* Erase all spilled pointers. */
3173                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
3174
3175                 /* Update the slot type. */
3176                 new_type = STACK_MISC;
3177                 if (writing_zero && *stype == STACK_ZERO) {
3178                         new_type = STACK_ZERO;
3179                         zero_used = true;
3180                 }
3181                 /* If the slot is STACK_INVALID, we check whether it's OK to
3182                  * pretend that it will be initialized by this write. The slot
3183                  * might not actually be written to, and so if we mark it as
3184                  * initialized future reads might leak uninitialized memory.
3185                  * For privileged programs, we will accept such reads to slots
3186                  * that may or may not be written because, if we're reject
3187                  * them, the error would be too confusing.
3188                  */
3189                 if (*stype == STACK_INVALID && !env->allow_uninit_stack) {
3190                         verbose(env, "uninit stack in range of var-offset write prohibited for !root; insn %d, off: %d",
3191                                         insn_idx, i);
3192                         return -EINVAL;
3193                 }
3194                 *stype = new_type;
3195         }
3196         if (zero_used) {
3197                 /* backtracking doesn't work for STACK_ZERO yet. */
3198                 err = mark_chain_precision(env, value_regno);
3199                 if (err)
3200                         return err;
3201         }
3202         return 0;
3203 }
3204
3205 /* When register 'dst_regno' is assigned some values from stack[min_off,
3206  * max_off), we set the register's type according to the types of the
3207  * respective stack slots. If all the stack values are known to be zeros, then
3208  * so is the destination reg. Otherwise, the register is considered to be
3209  * SCALAR. This function does not deal with register filling; the caller must
3210  * ensure that all spilled registers in the stack range have been marked as
3211  * read.
3212  */
3213 static void mark_reg_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
3214                                 /* func where src register points to */
3215                                 struct bpf_func_state *ptr_state,
3216                                 int min_off, int max_off, int dst_regno)
3217 {
3218         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
3219         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
3220         int i, slot, spi;
3221         u8 *stype;
3222         int zeros = 0;
3223
3224         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
3225                 slot = -i - 1;
3226                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
3227                 stype = ptr_state->stack[spi].slot_type;
3228                 if (stype[slot % BPF_REG_SIZE] != STACK_ZERO)
3229                         break;
3230                 zeros++;
3231         }
3232         if (zeros == max_off - min_off) {
3233                 /* any access_size read into register is zero extended,
3234                  * so the whole register == const_zero
3235                  */
3236                 __mark_reg_const_zero(&state->regs[dst_regno]);
3237                 /* backtracking doesn't support STACK_ZERO yet,
3238                  * so mark it precise here, so that later
3239                  * backtracking can stop here.
3240                  * Backtracking may not need this if this register
3241                  * doesn't participate in pointer adjustment.
3242                  * Forward propagation of precise flag is not
3243                  * necessary either. This mark is only to stop
3244                  * backtracking. Any register that contributed
3245                  * to const 0 was marked precise before spill.
3246                  */
3247                 state->regs[dst_regno].precise = true;
3248         } else {
3249                 /* have read misc data from the stack */
3250                 mark_reg_unknown(env, state->regs, dst_regno);
3251         }
3252         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
3253 }
3254
3255 /* Read the stack at 'off' and put the results into the register indicated by
3256  * 'dst_regno'. It handles reg filling if the addressed stack slot is a
3257  * spilled reg.
3258  *
3259  * 'dst_regno' can be -1, meaning that the read value is not going to a
3260  * register.
3261  *
3262  * The access is assumed to be within the current stack bounds.
3263  */
3264 static int check_stack_read_fixed_off(struct bpf_verifier_env *env,
3265                                       /* func where src register points to */
3266                                       struct bpf_func_state *reg_state,
3267                                       int off, int size, int dst_regno)
3268 {
3269         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
3270         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
3271         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE;
3272         struct bpf_reg_state *reg;
3273         u8 *stype, type;
3274
3275         stype = reg_state->stack[spi].slot_type;
3276         reg = &reg_state->stack[spi].spilled_ptr;
3277
3278         if (is_spilled_reg(&reg_state->stack[spi])) {
3279                 u8 spill_size = 1;
3280
3281                 for (i = BPF_REG_SIZE - 1; i > 0 && stype[i - 1] == STACK_SPILL; i--)
3282                         spill_size++;
3283
3284                 if (size != BPF_REG_SIZE || spill_size != BPF_REG_SIZE) {
3285                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
3286                                 verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
3287                                 verbose(env, "invalid size of register fill\n");
3288                                 return -EACCES;
3289                         }
3290
3291                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
3292                         if (dst_regno < 0)
3293                                 return 0;
3294
3295                         if (!(off % BPF_REG_SIZE) && size == spill_size) {
3296                                 /* The earlier check_reg_arg() has decided the
3297                                  * subreg_def for this insn.  Save it first.
3298                                  */
3299                                 s32 subreg_def = state->regs[dst_regno].subreg_def;
3300
3301                                 state->regs[dst_regno] = *reg;
3302                                 state->regs[dst_regno].subreg_def = subreg_def;
3303                         } else {
3304                                 for (i = 0; i < size; i++) {
3305                                         type = stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE];
3306                                         if (type == STACK_SPILL)
3307                                                 continue;
3308                                         if (type == STACK_MISC)
3309                                                 continue;
3310                                         verbose(env, "invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
3311                                                 off, i, size);
3312                                         return -EACCES;
3313                                 }
3314                                 mark_reg_unknown(env, state->regs, dst_regno);
3315                         }
3316                         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
3317                         return 0;
3318                 }
3319
3320                 if (dst_regno >= 0) {
3321                         /* restore register state from stack */
3322                         state->regs[dst_regno] = *reg;
3323                         /* mark reg as written since spilled pointer state likely
3324                          * has its liveness marks cleared by is_state_visited()
3325                          * which resets stack/reg liveness for state transitions
3326                          */
3327                         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
3328                 } else if (__is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg)) {
3329                         /* If dst_regno==-1, the caller is asking us whether
3330                          * it is acceptable to use this value as a SCALAR_VALUE
3331                          * (e.g. for XADD).
3332                          * We must not allow unprivileged callers to do that
3333                          * with spilled pointers.
3334                          */
3335                         verbose(env, "leaking pointer from stack off %d\n",
3336                                 off);
3337                         return -EACCES;
3338                 }
3339                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
3340         } else {
3341                 for (i = 0; i < size; i++) {
3342                         type = stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE];
3343                         if (type == STACK_MISC)
3344                                 continue;
3345                         if (type == STACK_ZERO)
3346                                 continue;
3347                         verbose(env, "invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
3348                                 off, i, size);
3349                         return -EACCES;
3350                 }
3351                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
3352                 if (dst_regno >= 0)
3353                         mark_reg_stack_read(env, reg_state, off, off + size, dst_regno);
3354         }
3355         return 0;
3356 }
3357
3358 enum bpf_access_src {
3359         ACCESS_DIRECT = 1,  /* the access is performed by an instruction */
3360         ACCESS_HELPER = 2,  /* the access is performed by a helper */
3361 };
3362
3363 static int check_stack_range_initialized(struct bpf_verifier_env *env,
3364                                          int regno, int off, int access_size,
3365                                          bool zero_size_allowed,
3366                                          enum bpf_access_src type,
3367                                          struct bpf_call_arg_meta *meta);
3368
3369 static struct bpf_reg_state *reg_state(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
3370 {
3371         return cur_regs(env) + regno;
3372 }
3373
3374 /* Read the stack at 'ptr_regno + off' and put the result into the register
3375  * 'dst_regno'.
3376  * 'off' includes the pointer register's fixed offset(i.e. 'ptr_regno.off'),
3377  * but not its variable offset.
3378  * 'size' is assumed to be <= reg size and the access is assumed to be aligned.
3379  *
3380  * As opposed to check_stack_read_fixed_off, this function doesn't deal with
3381  * filling registers (i.e. reads of spilled register cannot be detected when
3382  * the offset is not fixed). We conservatively mark 'dst_regno' as containing
3383  * SCALAR_VALUE. That's why we assert that the 'ptr_regno' has a variable
3384  * offset; for a fixed offset check_stack_read_fixed_off should be used
3385  * instead.
3386  */
3387 static int check_stack_read_var_off(struct bpf_verifier_env *env,
3388                                     int ptr_regno, int off, int size, int dst_regno)
3389 {
3390         /* The state of the source register. */
3391         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
3392         struct bpf_func_state *ptr_state = func(env, reg);
3393         int err;
3394         int min_off, max_off;
3395
3396         /* Note that we pass a NULL meta, so raw access will not be permitted.
3397          */
3398         err = check_stack_range_initialized(env, ptr_regno, off, size,
3399                                             false, ACCESS_DIRECT, NULL);
3400         if (err)
3401                 return err;
3402
3403         min_off = reg->smin_value + off;
3404         max_off = reg->smax_value + off;
3405         mark_reg_stack_read(env, ptr_state, min_off, max_off + size, dst_regno);
3406         return 0;
3407 }
3408
3409 /* check_stack_read dispatches to check_stack_read_fixed_off or
3410  * check_stack_read_var_off.
3411  *
3412  * The caller must ensure that the offset falls within the allocated stack
3413  * bounds.
3414  *
3415  * 'dst_regno' is a register which will receive the value from the stack. It
3416  * can be -1, meaning that the read value is not going to a register.
3417  */
3418 static int check_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
3419                             int ptr_regno, int off, int size,
3420                             int dst_regno)
3421 {
3422         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
3423         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
3424         int err;
3425         /* Some accesses are only permitted with a static offset. */
3426         bool var_off = !tnum_is_const(reg->var_off);
3427
3428         /* The offset is required to be static when reads don't go to a
3429          * register, in order to not leak pointers (see
3430          * check_stack_read_fixed_off).
3431          */
3432         if (dst_regno < 0 && var_off) {
3433                 char tn_buf[48];
3434
3435                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3436                 verbose(env, "variable offset stack pointer cannot be passed into helper function; var_off=%s off=%d size=%d\n",
3437                         tn_buf, off, size);
3438                 return -EACCES;
3439         }
3440         /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for simplicity
3441          * since it requires corresponding support in Spectre masking for stack
3442          * ALU. See also retrieve_ptr_limit().
3443          */
3444         if (!env->bypass_spec_v1 && var_off) {
3445                 char tn_buf[48];
3446
3447                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3448                 verbose(env, "R%d variable offset stack access prohibited for !root, var_off=%s\n",
3449                                 ptr_regno, tn_buf);
3450                 return -EACCES;
3451         }
3452
3453         if (!var_off) {
3454                 off += reg->var_off.value;
3455                 err = check_stack_read_fixed_off(env, state, off, size,
3456                                                  dst_regno);
3457         } else {
3458                 /* Variable offset stack reads need more conservative handling
3459                  * than fixed offset ones. Note that dst_regno >= 0 on this
3460                  * branch.
3461                  */
3462                 err = check_stack_read_var_off(env, ptr_regno, off, size,
3463                                                dst_regno);
3464         }
3465         return err;
3466 }
3467
3468
3469 /* check_stack_write dispatches to check_stack_write_fixed_off or
3470  * check_stack_write_var_off.
3471  *
3472  * 'ptr_regno' is the register used as a pointer into the stack.
3473  * 'off' includes 'ptr_regno->off', but not its variable offset (if any).
3474  * 'value_regno' is the register whose value we're writing to the stack. It can
3475  * be -1, meaning that we're not writing from a register.
3476  *
3477  * The caller must ensure that the offset falls within the maximum stack size.
3478  */
3479 static int check_stack_write(struct bpf_verifier_env *env,
3480                              int ptr_regno, int off, int size,
3481                              int value_regno, int insn_idx)
3482 {
3483         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
3484         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
3485         int err;
3486
3487         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
3488                 off += reg->var_off.value;
3489                 err = check_stack_write_fixed_off(env, state, off, size,
3490                                                   value_regno, insn_idx);
3491         } else {
3492                 /* Variable offset stack reads need more conservative handling
3493                  * than fixed offset ones.
3494                  */
3495                 err = check_stack_write_var_off(env, state,
3496                                                 ptr_regno, off, size,
3497                                                 value_regno, insn_idx);
3498         }
3499         return err;
3500 }
3501
3502 static int check_map_access_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
3503                                  int off, int size, enum bpf_access_type type)
3504 {
3505         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
3506         struct bpf_map *map = regs[regno].map_ptr;
3507         u32 cap = bpf_map_flags_to_cap(map);
3508
3509         if (type == BPF_WRITE && !(cap & BPF_MAP_CAN_WRITE)) {
3510                 verbose(env, "write into map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
3511                         map->value_size, off, size);
3512                 return -EACCES;
3513         }
3514
3515         if (type == BPF_READ && !(cap & BPF_MAP_CAN_READ)) {
3516                 verbose(env, "read from map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
3517                         map->value_size, off, size);
3518                 return -EACCES;
3519         }
3520
3521         return 0;
3522 }
3523
3524 /* check read/write into memory region (e.g., map value, ringbuf sample, etc) */
3525 static int __check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
3526                               int off, int size, u32 mem_size,
3527                               bool zero_size_allowed)
3528 {
3529         bool size_ok = size > 0 || (size == 0 && zero_size_allowed);
3530         struct bpf_reg_state *reg;
3531
3532         if (off >= 0 && size_ok && (u64)off + size <= mem_size)
3533                 return 0;
3534
3535         reg = &cur_regs(env)[regno];
3536         switch (reg->type) {
3537         case PTR_TO_MAP_KEY:
3538                 verbose(env, "invalid access to map key, key_size=%d off=%d size=%d\n",
3539                         mem_size, off, size);
3540                 break;
3541         case PTR_TO_MAP_VALUE:
3542                 verbose(env, "invalid access to map value, value_size=%d off=%d size=%d\n",
3543                         mem_size, off, size);
3544                 break;
3545         case PTR_TO_PACKET:
3546         case PTR_TO_PACKET_META:
3547         case PTR_TO_PACKET_END:
3548                 verbose(env, "invalid access to packet, off=%d size=%d, R%d(id=%d,off=%d,r=%d)\n",
3549                         off, size, regno, reg->id, off, mem_size);
3550                 break;
3551         case PTR_TO_MEM:
3552         default:
3553                 verbose(env, "invalid access to memory, mem_size=%u off=%d size=%d\n",
3554                         mem_size, off, size);
3555         }
3556
3557         return -EACCES;
3558 }
3559
3560 /* check read/write into a memory region with possible variable offset */
3561 static int check_mem_region_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
3562                                    int off, int size, u32 mem_size,
3563                                    bool zero_size_allowed)
3564 {
3565         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
3566         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
3567         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
3568         int err;
3569
3570         /* We may have adjusted the register pointing to memory region, so we
3571          * need to try adding each of min_value and max_value to off
3572          * to make sure our theoretical access will be safe.
3573          *
3574          * The minimum value is only important with signed
3575          * comparisons where we can't assume the floor of a
3576          * value is 0.  If we are using signed variables for our
3577          * index'es we need to make sure that whatever we use
3578          * will have a set floor within our range.
3579          */
3580         if (reg->smin_value < 0 &&
3581             (reg->smin_value == S64_MIN ||
3582              (off + reg->smin_value != (s64)(s32)(off + reg->smin_value)) ||
3583               reg->smin_value + off < 0)) {
3584                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
3585                         regno);
3586                 return -EACCES;
3587         }
3588         err = __check_mem_access(env, regno, reg->smin_value + off, size,
3589                                  mem_size, zero_size_allowed);
3590         if (err) {
3591                 verbose(env, "R%d min value is outside of the allowed memory range\n",
3592                         regno);
3593                 return err;
3594         }
3595
3596         /* If we haven't set a max value then we need to bail since we can't be
3597          * sure we won't do bad things.
3598          * If reg->umax_value + off could overflow, treat that as unbounded too.
3599          */
3600         if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
3601                 verbose(env, "R%d unbounded memory access, make sure to bounds check any such access\n",
3602                         regno);
3603                 return -EACCES;
3604         }
3605         err = __check_mem_access(env, regno, reg->umax_value + off, size,
3606                                  mem_size, zero_size_allowed);
3607         if (err) {
3608                 verbose(env, "R%d max value is outside of the allowed memory range\n",
3609                         regno);
3610                 return err;
3611         }
3612
3613         return 0;
3614 }
3615
3616 static int __check_ptr_off_reg(struct bpf_verifier_env *env,
3617                                const struct bpf_reg_state *reg, int regno,
3618                                bool fixed_off_ok)
3619 {
3620         /* Access to this pointer-typed register or passing it to a helper
3621          * is only allowed in its original, unmodified form.
3622          */
3623
3624         if (reg->off < 0) {
3625                 verbose(env, "negative offset %s ptr R%d off=%d disallowed\n",
3626                         reg_type_str(env, reg->type), regno, reg->off);
3627                 return -EACCES;
3628         }
3629
3630         if (!fixed_off_ok && reg->off) {
3631                 verbose(env, "dereference of modified %s ptr R%d off=%d disallowed\n",
3632                         reg_type_str(env, reg->type), regno, reg->off);
3633                 return -EACCES;
3634         }
3635
3636         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
3637                 char tn_buf[48];
3638
3639                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3640                 verbose(env, "variable %s access var_off=%s disallowed\n",
3641                         reg_type_str(env, reg->type), tn_buf);
3642                 return -EACCES;
3643         }
3644
3645         return 0;
3646 }
3647
3648 int check_ptr_off_reg(struct bpf_verifier_env *env,
3649                       const struct bpf_reg_state *reg, int regno)
3650 {
3651         return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
3652 }
3653
3654 static int map_kptr_match_type(struct bpf_verifier_env *env,
3655                                struct bpf_map_value_off_desc *off_desc,
3656                                struct bpf_reg_state *reg, u32 regno)
3657 {
3658         const char *targ_name = kernel_type_name(off_desc->kptr.btf, off_desc->kptr.btf_id);
3659         int perm_flags = PTR_MAYBE_NULL;
3660         const char *reg_name = "";
3661
3662         /* Only unreferenced case accepts untrusted pointers */
3663         if (off_desc->type == BPF_KPTR_UNREF)
3664                 perm_flags |= PTR_UNTRUSTED;
3665
3666         if (base_type(reg->type) != PTR_TO_BTF_ID || (type_flag(reg->type) & ~perm_flags))
3667                 goto bad_type;
3668
3669         if (!btf_is_kernel(reg->btf)) {
3670                 verbose(env, "R%d must point to kernel BTF\n", regno);
3671                 return -EINVAL;
3672         }
3673         /* We need to verify reg->type and reg->btf, before accessing reg->btf */
3674         reg_name = kernel_type_name(reg->btf, reg->btf_id);
3675
3676         /* For ref_ptr case, release function check should ensure we get one
3677          * referenced PTR_TO_BTF_ID, and that its fixed offset is 0. For the
3678          * normal store of unreferenced kptr, we must ensure var_off is zero.
3679          * Since ref_ptr cannot be accessed directly by BPF insns, checks for
3680          * reg->off and reg->ref_obj_id are not needed here.
3681          */
3682         if (__check_ptr_off_reg(env, reg, regno, true))
3683                 return -EACCES;
3684
3685         /* A full type match is needed, as BTF can be vmlinux or module BTF, and
3686          * we also need to take into account the reg->off.
3687          *
3688          * We want to support cases like:
3689          *
3690          * struct foo {
3691          *         struct bar br;
3692          *         struct baz bz;
3693          * };
3694          *
3695          * struct foo *v;
3696          * v = func();        // PTR_TO_BTF_ID
3697          * val->foo = v;      // reg->off is zero, btf and btf_id match type
3698          * val->bar = &v->br; // reg->off is still zero, but we need to retry with
3699          *                    // first member type of struct after comparison fails
3700          * val->baz = &v->bz; // reg->off is non-zero, so struct needs to be walked
3701          *                    // to match type
3702          *
3703          * In the kptr_ref case, check_func_arg_reg_off already ensures reg->off
3704          * is zero. We must also ensure that btf_struct_ids_match does not walk
3705          * the struct to match type against first member of struct, i.e. reject
3706          * second case from above. Hence, when type is BPF_KPTR_REF, we set
3707          * strict mode to true for type match.
3708          */
3709         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, reg->off,
3710                                   off_desc->kptr.btf, off_desc->kptr.btf_id,
3711                                   off_desc->type == BPF_KPTR_REF))
3712                 goto bad_type;
3713         return 0;
3714 bad_type:
3715         verbose(env, "invalid kptr access, R%d type=%s%s ", regno,
3716                 reg_type_str(env, reg->type), reg_name);
3717         verbose(env, "expected=%s%s", reg_type_str(env, PTR_TO_BTF_ID), targ_name);
3718         if (off_desc->type == BPF_KPTR_UNREF)
3719                 verbose(env, " or %s%s\n", reg_type_str(env, PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED),
3720                         targ_name);
3721         else
3722                 verbose(env, "\n");
3723         return -EINVAL;
3724 }
3725
3726 static int check_map_kptr_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
3727                                  int value_regno, int insn_idx,
3728                                  struct bpf_map_value_off_desc *off_desc)
3729 {
3730         struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[insn_idx];
3731         int class = BPF_CLASS(insn->code);
3732         struct bpf_reg_state *val_reg;
3733
3734         /* Things we already checked for in check_map_access and caller:
3735          *  - Reject cases where variable offset may touch kptr
3736          *  - size of access (must be BPF_DW)
3737          *  - tnum_is_const(reg->var_off)
3738          *  - off_desc->offset == off + reg->var_off.value
3739          */
3740         /* Only BPF_[LDX,STX,ST] | BPF_MEM | BPF_DW is supported */
3741         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM) {
3742                 verbose(env, "kptr in map can only be accessed using BPF_MEM instruction mode\n");
3743                 return -EACCES;
3744         }
3745
3746         /* We only allow loading referenced kptr, since it will be marked as
3747          * untrusted, similar to unreferenced kptr.
3748          */
3749         if (class != BPF_LDX && off_desc->type == BPF_KPTR_REF) {
3750                 verbose(env, "store to referenced kptr disallowed\n");
3751                 return -EACCES;
3752         }
3753
3754         if (class == BPF_LDX) {
3755                 val_reg = reg_state(env, value_regno);
3756                 /* We can simply mark the value_regno receiving the pointer
3757                  * value from map as PTR_TO_BTF_ID, with the correct type.
3758                  */
3759                 mark_btf_ld_reg(env, cur_regs(env), value_regno, PTR_TO_BTF_ID, off_desc->kptr.btf,
3760                                 off_desc->kptr.btf_id, PTR_MAYBE_NULL | PTR_UNTRUSTED);
3761                 /* For mark_ptr_or_null_reg */
3762                 val_reg->id = ++env->id_gen;
3763         } else if (class == BPF_STX) {
3764                 val_reg = reg_state(env, value_regno);
3765                 if (!register_is_null(val_reg) &&
3766                     map_kptr_match_type(env, off_desc, val_reg, value_regno))
3767                         return -EACCES;
3768         } else if (class == BPF_ST) {
3769                 if (insn->imm) {
3770                         verbose(env, "BPF_ST imm must be 0 when storing to kptr at off=%u\n",
3771                                 off_desc->offset);
3772                         return -EACCES;
3773                 }
3774         } else {
3775                 verbose(env, "kptr in map can only be accessed using BPF_LDX/BPF_STX/BPF_ST\n");
3776                 return -EACCES;
3777         }
3778         return 0;
3779 }
3780
3781 /* check read/write into a map element with possible variable offset */
3782 static int check_map_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
3783                             int off, int size, bool zero_size_allowed,
3784                             enum bpf_access_src src)
3785 {
3786         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
3787         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
3788         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
3789         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
3790         int err;
3791
3792         err = check_mem_region_access(env, regno, off, size, map->value_size,
3793                                       zero_size_allowed);
3794         if (err)
3795                 return err;
3796
3797         if (map_value_has_spin_lock(map)) {
3798                 u32 lock = map->spin_lock_off;
3799
3800                 /* if any part of struct bpf_spin_lock can be touched by
3801                  * load/store reject this program.
3802                  * To check that [x1, x2) overlaps with [y1, y2)
3803                  * it is sufficient to check x1 < y2 && y1 < x2.
3804                  */
3805                 if (reg->smin_value + off < lock + sizeof(struct bpf_spin_lock) &&
3806                      lock < reg->umax_value + off + size) {
3807                         verbose(env, "bpf_spin_lock cannot be accessed directly by load/store\n");
3808                         return -EACCES;
3809                 }
3810         }
3811         if (map_value_has_timer(map)) {
3812                 u32 t = map->timer_off;
3813
3814                 if (reg->smin_value + off < t + sizeof(struct bpf_timer) &&
3815                      t < reg->umax_value + off + size) {
3816                         verbose(env, "bpf_timer cannot be accessed directly by load/store\n");
3817                         return -EACCES;
3818                 }
3819         }
3820         if (map_value_has_kptrs(map)) {
3821                 struct bpf_map_value_off *tab = map->kptr_off_tab;
3822                 int i;
3823
3824                 for (i = 0; i < tab->nr_off; i++) {
3825                         u32 p = tab->off[i].offset;
3826
3827                         if (reg->smin_value + off < p + sizeof(u64) &&
3828                             p < reg->umax_value + off + size) {
3829                                 if (src != ACCESS_DIRECT) {
3830                                         verbose(env, "kptr cannot be accessed indirectly by helper\n");
3831                                         return -EACCES;
3832                                 }
3833                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
3834                                         verbose(env, "kptr access cannot have variable offset\n");
3835                                         return -EACCES;
3836                                 }
3837                                 if (p != off + reg->var_off.value) {
3838                                         verbose(env, "kptr access misaligned expected=%u off=%llu\n",
3839                                                 p, off + reg->var_off.value);
3840                                         return -EACCES;
3841                                 }
3842                                 if (size != bpf_size_to_bytes(BPF_DW)) {
3843                                         verbose(env, "kptr access size must be BPF_DW\n");
3844                                         return -EACCES;
3845                                 }
3846                                 break;
3847                         }
3848                 }
3849         }
3850         return err;
3851 }
3852
3853 #define MAX_PACKET_OFF 0xffff
3854
3855 static bool may_access_direct_pkt_data(struct bpf_verifier_env *env,
3856                                        const struct bpf_call_arg_meta *meta,
3857                                        enum bpf_access_type t)
3858 {
3859         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
3860
3861         switch (prog_type) {
3862         /* Program types only with direct read access go here! */
3863         case BPF_PROG_TYPE_LWT_IN:
3864         case BPF_PROG_TYPE_LWT_OUT:
3865         case BPF_PROG_TYPE_LWT_SEG6LOCAL:
3866         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
3867         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
3868         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
3869                 if (t == BPF_WRITE)
3870                         return false;
3871                 fallthrough;
3872
3873         /* Program types with direct read + write access go here! */
3874         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
3875         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
3876         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
3877         case BPF_PROG_TYPE_LWT_XMIT:
3878         case BPF_PROG_TYPE_SK_SKB:
3879         case BPF_PROG_TYPE_SK_MSG:
3880                 if (meta)
3881                         return meta->pkt_access;
3882
3883                 env->seen_direct_write = true;
3884                 return true;
3885
3886         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
3887                 if (t == BPF_WRITE)
3888                         env->seen_direct_write = true;
3889
3890                 return true;
3891
3892         default:
3893                 return false;
3894         }
3895 }
3896
3897 static int check_packet_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno, int off,
3898                                int size, bool zero_size_allowed)
3899 {
3900         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
3901         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
3902         int err;
3903
3904         /* We may have added a variable offset to the packet pointer; but any
3905          * reg->range we have comes after that.  We are only checking the fixed
3906          * offset.
3907          */
3908
3909         /* We don't allow negative numbers, because we aren't tracking enough
3910          * detail to prove they're safe.
3911          */
3912         if (reg->smin_value < 0) {
3913                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
3914                         regno);
3915                 return -EACCES;
3916         }
3917
3918         err = reg->range < 0 ? -EINVAL :
3919               __check_mem_access(env, regno, off, size, reg->range,
3920                                  zero_size_allowed);
3921         if (err) {
3922                 verbose(env, "R%d offset is outside of the packet\n", regno);
3923                 return err;
3924         }
3925
3926         /* __check_mem_access has made sure "off + size - 1" is within u16.
3927          * reg->umax_value can't be bigger than MAX_PACKET_OFF which is 0xffff,
3928          * otherwise find_good_pkt_pointers would have refused to set range info
3929          * that __check_mem_access would have rejected this pkt access.
3930          * Therefore, "off + reg->umax_value + size - 1" won't overflow u32.
3931          */
3932         env->prog->aux->max_pkt_offset =
3933                 max_t(u32, env->prog->aux->max_pkt_offset,
3934                       off + reg->umax_value + size - 1);
3935
3936         return err;
3937 }
3938
3939 /* check access to 'struct bpf_context' fields.  Supports fixed offsets only */
3940 static int check_ctx_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, int off, int size,
3941                             enum bpf_access_type t, enum bpf_reg_type *reg_type,
3942                             struct btf **btf, u32 *btf_id)
3943 {
3944         struct bpf_insn_access_aux info = {
3945                 .reg_type = *reg_type,
3946                 .log = &env->log,
3947         };
3948
3949         if (env->ops->is_valid_access &&
3950             env->ops->is_valid_access(off, size, t, env->prog, &info)) {
3951                 /* A non zero info.ctx_field_size indicates that this field is a
3952                  * candidate for later verifier transformation to load the whole
3953                  * field and then apply a mask when accessed with a narrower
3954                  * access than actual ctx access size. A zero info.ctx_field_size
3955                  * will only allow for whole field access and rejects any other
3956                  * type of narrower access.
3957                  */
3958                 *reg_type = info.reg_type;
3959
3960                 if (base_type(*reg_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
3961                         *btf = info.btf;
3962                         *btf_id = info.btf_id;
3963                 } else {
3964                         env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size = info.ctx_field_size;
3965                 }
3966                 /* remember the offset of last byte accessed in ctx */
3967                 if (env->prog->aux->max_ctx_offset < off + size)
3968                         env->prog->aux->max_ctx_offset = off + size;
3969                 return 0;
3970         }
3971
3972         verbose(env, "invalid bpf_context access off=%d size=%d\n", off, size);
3973         return -EACCES;
3974 }
3975
3976 static int check_flow_keys_access(struct bpf_verifier_env *env, int off,
3977                                   int size)
3978 {
3979         if (size < 0 || off < 0 ||
3980             (u64)off + size > sizeof(struct bpf_flow_keys)) {
3981                 verbose(env, "invalid access to flow keys off=%d size=%d\n",
3982                         off, size);
3983                 return -EACCES;
3984         }
3985         return 0;
3986 }
3987
3988 static int check_sock_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx,
3989                              u32 regno, int off, int size,
3990                              enum bpf_access_type t)
3991 {
3992         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
3993         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
3994         struct bpf_insn_access_aux info = {};
3995         bool valid;
3996
3997         if (reg->smin_value < 0) {
3998                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
3999                         regno);
4000                 return -EACCES;
4001         }
4002
4003         switch (reg->type) {
4004         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
4005                 valid = bpf_sock_common_is_valid_access(off, size, t, &info);
4006                 break;
4007         case PTR_TO_SOCKET:
4008                 valid = bpf_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
4009                 break;
4010         case PTR_TO_TCP_SOCK:
4011                 valid = bpf_tcp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
4012                 break;
4013         case PTR_TO_XDP_SOCK:
4014                 valid = bpf_xdp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
4015                 break;
4016         default:
4017                 valid = false;
4018         }
4019
4020
4021         if (valid) {
4022                 env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size =
4023                         info.ctx_field_size;
4024                 return 0;
4025         }
4026
4027         verbose(env, "R%d invalid %s access off=%d size=%d\n",
4028                 regno, reg_type_str(env, reg->type), off, size);
4029
4030         return -EACCES;
4031 }
4032
4033 static bool is_pointer_value(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4034 {
4035         return __is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg_state(env, regno));
4036 }
4037
4038 static bool is_ctx_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4039 {
4040         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
4041
4042         return reg->type == PTR_TO_CTX;
4043 }
4044
4045 static bool is_sk_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4046 {
4047         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
4048
4049         return type_is_sk_pointer(reg->type);
4050 }
4051
4052 static bool is_pkt_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4053 {
4054         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
4055
4056         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
4057 }
4058
4059 static bool is_flow_key_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4060 {
4061         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
4062
4063         /* Separate to is_ctx_reg() since we still want to allow BPF_ST here. */
4064         return reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS;
4065 }
4066
4067 static int check_pkt_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
4068                                    const struct bpf_reg_state *reg,
4069                                    int off, int size, bool strict)
4070 {
4071         struct tnum reg_off;
4072         int ip_align;
4073
4074         /* Byte size accesses are always allowed. */
4075         if (!strict || size == 1)
4076                 return 0;
4077
4078         /* For platforms that do not have a Kconfig enabling
4079          * CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS the value of
4080          * NET_IP_ALIGN is universally set to '2'.  And on platforms
4081          * that do set CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS, we get
4082          * to this code only in strict mode where we want to emulate
4083          * the NET_IP_ALIGN==2 checking.  Therefore use an
4084          * unconditional IP align value of '2'.
4085          */
4086         ip_align = 2;
4087
4088         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(ip_align + reg->off + off));
4089         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
4090                 char tn_buf[48];
4091
4092                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4093                 verbose(env,
4094                         "misaligned packet access off %d+%s+%d+%d size %d\n",
4095                         ip_align, tn_buf, reg->off, off, size);
4096                 return -EACCES;
4097         }
4098
4099         return 0;
4100 }
4101
4102 static int check_generic_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
4103                                        const struct bpf_reg_state *reg,
4104                                        const char *pointer_desc,
4105                                        int off, int size, bool strict)
4106 {
4107         struct tnum reg_off;
4108
4109         /* Byte size accesses are always allowed. */
4110         if (!strict || size == 1)
4111                 return 0;
4112
4113         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(reg->off + off));
4114         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
4115                 char tn_buf[48];
4116
4117                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4118                 verbose(env, "misaligned %saccess off %s+%d+%d size %d\n",
4119                         pointer_desc, tn_buf, reg->off, off, size);
4120                 return -EACCES;
4121         }
4122
4123         return 0;
4124 }
4125
4126 static int check_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
4127                                const struct bpf_reg_state *reg, int off,
4128                                int size, bool strict_alignment_once)
4129 {
4130         bool strict = env->strict_alignment || strict_alignment_once;
4131         const char *pointer_desc = "";
4132
4133         switch (reg->type) {
4134         case PTR_TO_PACKET:
4135         case PTR_TO_PACKET_META:
4136                 /* Special case, because of NET_IP_ALIGN. Given metadata sits
4137                  * right in front, treat it the very same way.
4138                  */
4139                 return check_pkt_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict);
4140         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
4141                 pointer_desc = "flow keys ";
4142                 break;
4143         case PTR_TO_MAP_KEY:
4144                 pointer_desc = "key ";
4145                 break;
4146         case PTR_TO_MAP_VALUE:
4147                 pointer_desc = "value ";
4148                 break;
4149         case PTR_TO_CTX:
4150                 pointer_desc = "context ";
4151                 break;
4152         case PTR_TO_STACK:
4153                 pointer_desc = "stack ";
4154                 /* The stack spill tracking logic in check_stack_write_fixed_off()
4155                  * and check_stack_read_fixed_off() relies on stack accesses being
4156                  * aligned.
4157                  */
4158                 strict = true;
4159                 break;
4160         case PTR_TO_SOCKET:
4161                 pointer_desc = "sock ";
4162                 break;
4163         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
4164                 pointer_desc = "sock_common ";
4165                 break;
4166         case PTR_TO_TCP_SOCK:
4167                 pointer_desc = "tcp_sock ";
4168                 break;
4169         case PTR_TO_XDP_SOCK:
4170                 pointer_desc = "xdp_sock ";
4171                 break;
4172         default:
4173                 break;
4174         }
4175         return check_generic_ptr_alignment(env, reg, pointer_desc, off, size,
4176                                            strict);
4177 }
4178
4179 static int update_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
4180                               const struct bpf_func_state *func,
4181                               int off)
4182 {
4183         u16 stack = env->subprog_info[func->subprogno].stack_depth;
4184
4185         if (stack >= -off)
4186                 return 0;
4187
4188         /* update known max for given subprogram */
4189         env->subprog_info[func->subprogno].stack_depth = -off;
4190         return 0;
4191 }
4192
4193 /* starting from main bpf function walk all instructions of the function
4194  * and recursively walk all callees that given function can call.
4195  * Ignore jump and exit insns.
4196  * Since recursion is prevented by check_cfg() this algorithm
4197  * only needs a local stack of MAX_CALL_FRAMES to remember callsites
4198  */
4199 static int check_max_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env)
4200 {
4201         int depth = 0, frame = 0, idx = 0, i = 0, subprog_end;
4202         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
4203         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
4204         bool tail_call_reachable = false;
4205         int ret_insn[MAX_CALL_FRAMES];
4206         int ret_prog[MAX_CALL_FRAMES];
4207         int j;
4208
4209 process_func:
4210         /* protect against potential stack overflow that might happen when
4211          * bpf2bpf calls get combined with tailcalls. Limit the caller's stack
4212          * depth for such case down to 256 so that the worst case scenario
4213          * would result in 8k stack size (32 which is tailcall limit * 256 =
4214          * 8k).
4215          *
4216          * To get the idea what might happen, see an example:
4217          * func1 -> sub rsp, 128
4218          *  subfunc1 -> sub rsp, 256
4219          *  tailcall1 -> add rsp, 256
4220          *   func2 -> sub rsp, 192 (total stack size = 128 + 192 = 320)
4221          *   subfunc2 -> sub rsp, 64
4222          *   subfunc22 -> sub rsp, 128
4223          *   tailcall2 -> add rsp, 128
4224          *    func3 -> sub rsp, 32 (total stack size 128 + 192 + 64 + 32 = 416)
4225          *
4226          * tailcall will unwind the current stack frame but it will not get rid
4227          * of caller's stack as shown on the example above.
4228          */
4229         if (idx && subprog[idx].has_tail_call && depth >= 256) {
4230                 verbose(env,
4231                         "tail_calls are not allowed when call stack of previous frames is %d bytes. Too large\n",
4232                         depth);
4233                 return -EACCES;
4234         }
4235         /* round up to 32-bytes, since this is granularity
4236          * of interpreter stack size
4237          */
4238         depth += round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
4239         if (depth > MAX_BPF_STACK) {
4240                 verbose(env, "combined stack size of %d calls is %d. Too large\n",
4241                         frame + 1, depth);
4242                 return -EACCES;
4243         }
4244 continue_func:
4245         subprog_end = subprog[idx + 1].start;
4246         for (; i < subprog_end; i++) {
4247                 int next_insn;
4248
4249                 if (!bpf_pseudo_call(insn + i) && !bpf_pseudo_func(insn + i))
4250                         continue;
4251                 /* remember insn and function to return to */
4252                 ret_insn[frame] = i + 1;
4253                 ret_prog[frame] = idx;
4254
4255                 /* find the callee */
4256                 next_insn = i + insn[i].imm + 1;
4257                 idx = find_subprog(env, next_insn);
4258                 if (idx < 0) {
4259                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
4260                                   next_insn);
4261                         return -EFAULT;
4262                 }
4263                 if (subprog[idx].is_async_cb) {
4264                         if (subprog[idx].has_tail_call) {
4265                                 verbose(env, "verifier bug. subprog has tail_call and async cb\n");
4266                                 return -EFAULT;
4267                         }
4268                          /* async callbacks don't increase bpf prog stack size */
4269                         continue;
4270                 }
4271                 i = next_insn;
4272
4273                 if (subprog[idx].has_tail_call)
4274                         tail_call_reachable = true;
4275
4276                 frame++;
4277                 if (frame >= MAX_CALL_FRAMES) {
4278                         verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep !\n",
4279                                 frame);
4280                         return -E2BIG;
4281                 }
4282                 goto process_func;
4283         }
4284         /* if tail call got detected across bpf2bpf calls then mark each of the
4285          * currently present subprog frames as tail call reachable subprogs;
4286          * this info will be utilized by JIT so that we will be preserving the
4287          * tail call counter throughout bpf2bpf calls combined with tailcalls
4288          */
4289         if (tail_call_reachable)
4290                 for (j = 0; j < frame; j++)
4291                         subprog[ret_prog[j]].tail_call_reachable = true;
4292         if (subprog[0].tail_call_reachable)
4293                 env->prog->aux->tail_call_reachable = true;
4294
4295         /* end of for() loop means the last insn of the 'subprog'
4296          * was reached. Doesn't matter whether it was JA or EXIT
4297          */
4298         if (frame == 0)
4299                 return 0;
4300         depth -= round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
4301         frame--;
4302         i = ret_insn[frame];
4303         idx = ret_prog[frame];
4304         goto continue_func;
4305 }
4306
4307 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
4308 static int get_callee_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
4309                                   const struct bpf_insn *insn, int idx)
4310 {
4311         int start = idx + insn->imm + 1, subprog;
4312
4313         subprog = find_subprog(env, start);
4314         if (subprog < 0) {
4315                 WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
4316                           start);
4317                 return -EFAULT;
4318         }
4319         return env->subprog_info[subprog].stack_depth;
4320 }
4321 #endif
4322
4323 static int __check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
4324                                  const char *buf_info,
4325                                  const struct bpf_reg_state *reg,
4326                                  int regno, int off, int size)
4327 {
4328         if (off < 0) {
4329                 verbose(env,
4330                         "R%d invalid %s buffer access: off=%d, size=%d\n",
4331                         regno, buf_info, off, size);
4332                 return -EACCES;
4333         }
4334         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
4335                 char tn_buf[48];
4336
4337                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4338                 verbose(env,
4339                         "R%d invalid variable buffer offset: off=%d, var_off=%s\n",
4340                         regno, off, tn_buf);
4341                 return -EACCES;
4342         }
4343
4344         return 0;
4345 }
4346
4347 static int check_tp_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
4348                                   const struct bpf_reg_state *reg,
4349                                   int regno, int off, int size)
4350 {
4351         int err;
4352
4353         err = __check_buffer_access(env, "tracepoint", reg, regno, off, size);
4354         if (err)
4355                 return err;
4356
4357         if (off + size > env->prog->aux->max_tp_access)
4358                 env->prog->aux->max_tp_access = off + size;
4359
4360         return 0;
4361 }
4362
4363 static int check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
4364                                const struct bpf_reg_state *reg,
4365                                int regno, int off, int size,
4366                                bool zero_size_allowed,
4367                                u32 *max_access)
4368 {
4369         const char *buf_info = type_is_rdonly_mem(reg->type) ? "rdonly" : "rdwr";
4370         int err;
4371
4372         err = __check_buffer_access(env, buf_info, reg, regno, off, size);
4373         if (err)
4374                 return err;
4375
4376         if (off + size > *max_access)
4377                 *max_access = off + size;
4378
4379         return 0;
4380 }
4381
4382 /* BPF architecture zero extends alu32 ops into 64-bit registesr */
4383 static void zext_32_to_64(struct bpf_reg_state *reg)
4384 {
4385         reg->var_off = tnum_subreg(reg->var_off);
4386         __reg_assign_32_into_64(reg);
4387 }
4388
4389 /* truncate register to smaller size (in bytes)
4390  * must be called with size < BPF_REG_SIZE
4391  */
4392 static void coerce_reg_to_size(struct bpf_reg_state *reg, int size)
4393 {
4394         u64 mask;
4395
4396         /* clear high bits in bit representation */
4397         reg->var_off = tnum_cast(reg->var_off, size);
4398
4399         /* fix arithmetic bounds */
4400         mask = ((u64)1 << (size * 8)) - 1;
4401         if ((reg->umin_value & ~mask) == (reg->umax_value & ~mask)) {
4402                 reg->umin_value &= mask;
4403                 reg->umax_value &= mask;
4404         } else {
4405                 reg->umin_value = 0;
4406                 reg->umax_value = mask;
4407         }
4408         reg->smin_value = reg->umin_value;
4409         reg->smax_value = reg->umax_value;
4410
4411         /* If size is smaller than 32bit register the 32bit register
4412          * values are also truncated so we push 64-bit bounds into
4413          * 32-bit bounds. Above were truncated < 32-bits already.
4414          */
4415         if (size >= 4)
4416                 return;
4417         __reg_combine_64_into_32(reg);
4418 }
4419
4420 static bool bpf_map_is_rdonly(const struct bpf_map *map)
4421 {
4422         /* A map is considered read-only if the following condition are true:
4423          *
4424          * 1) BPF program side cannot change any of the map content. The
4425          *    BPF_F_RDONLY_PROG flag is throughout the lifetime of a map
4426          *    and was set at map creation time.
4427          * 2) The map value(s) have been initialized from user space by a
4428          *    loader and then "frozen", such that no new map update/delete
4429          *    operations from syscall side are possible for the rest of
4430          *    the map's lifetime from that point onwards.
4431          * 3) Any parallel/pending map update/delete operations from syscall
4432          *    side have been completed. Only after that point, it's safe to
4433          *    assume that map value(s) are immutable.
4434          */
4435         return (map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) &&
4436                READ_ONCE(map->frozen) &&
4437                !bpf_map_write_active(map);
4438 }
4439
4440 static int bpf_map_direct_read(struct bpf_map *map, int off, int size, u64 *val)
4441 {
4442         void *ptr;
4443         u64 addr;
4444         int err;
4445
4446         err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
4447         if (err)
4448                 return err;
4449         ptr = (void *)(long)addr + off;
4450
4451         switch (size) {
4452         case sizeof(u8):
4453                 *val = (u64)*(u8 *)ptr;
4454                 break;
4455         case sizeof(u16):
4456                 *val = (u64)*(u16 *)ptr;
4457                 break;
4458         case sizeof(u32):
4459                 *val = (u64)*(u32 *)ptr;
4460                 break;
4461         case sizeof(u64):
4462                 *val = *(u64 *)ptr;
4463                 break;
4464         default:
4465                 return -EINVAL;
4466         }
4467         return 0;
4468 }
4469
4470 static int check_ptr_to_btf_access(struct bpf_verifier_env *env,
4471                                    struct bpf_reg_state *regs,
4472                                    int regno, int off, int size,
4473                                    enum bpf_access_type atype,
4474                                    int value_regno)
4475 {
4476         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
4477         const struct btf_type *t = btf_type_by_id(reg->btf, reg->btf_id);
4478         const char *tname = btf_name_by_offset(reg->btf, t->name_off);
4479         enum bpf_type_flag flag = 0;
4480         u32 btf_id;
4481         int ret;
4482
4483         if (off < 0) {
4484                 verbose(env,
4485                         "R%d is ptr_%s invalid negative access: off=%d\n",
4486                         regno, tname, off);
4487                 return -EACCES;
4488         }
4489         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
4490                 char tn_buf[48];
4491
4492                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4493                 verbose(env,
4494                         "R%d is ptr_%s invalid variable offset: off=%d, var_off=%s\n",
4495                         regno, tname, off, tn_buf);
4496                 return -EACCES;
4497         }
4498
4499         if (reg->type & MEM_USER) {
4500                 verbose(env,
4501                         "R%d is ptr_%s access user memory: off=%d\n",
4502                         regno, tname, off);
4503                 return -EACCES;
4504         }
4505
4506         if (reg->type & MEM_PERCPU) {
4507                 verbose(env,
4508                         "R%d is ptr_%s access percpu memory: off=%d\n",
4509                         regno, tname, off);
4510                 return -EACCES;
4511         }
4512
4513         if (env->ops->btf_struct_access) {
4514                 ret = env->ops->btf_struct_access(&env->log, reg->btf, t,
4515                                                   off, size, atype, &btf_id, &flag);
4516         } else {
4517                 if (atype != BPF_READ) {
4518                         verbose(env, "only read is supported\n");
4519                         return -EACCES;
4520                 }
4521
4522                 ret = btf_struct_access(&env->log, reg->btf, t, off, size,
4523                                         atype, &btf_id, &flag);
4524         }
4525
4526         if (ret < 0)
4527                 return ret;
4528
4529         /* If this is an untrusted pointer, all pointers formed by walking it
4530          * also inherit the untrusted flag.
4531          */
4532         if (type_flag(reg->type) & PTR_UNTRUSTED)
4533                 flag |= PTR_UNTRUSTED;
4534
4535         if (atype == BPF_READ && value_regno >= 0)
4536                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, reg->btf, btf_id, flag);
4537
4538         return 0;
4539 }
4540
4541 static int check_ptr_to_map_access(struct bpf_verifier_env *env,
4542                                    struct bpf_reg_state *regs,
4543                                    int regno, int off, int size,
4544                                    enum bpf_access_type atype,
4545                                    int value_regno)
4546 {
4547         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
4548         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
4549         enum bpf_type_flag flag = 0;
4550         const struct btf_type *t;
4551         const char *tname;
4552         u32 btf_id;
4553         int ret;
4554
4555         if (!btf_vmlinux) {
4556                 verbose(env, "map_ptr access not supported without CONFIG_DEBUG_INFO_BTF\n");
4557                 return -ENOTSUPP;
4558         }
4559
4560         if (!map->ops->map_btf_id || !*map->ops->map_btf_id) {
4561                 verbose(env, "map_ptr access not supported for map type %d\n",
4562                         map->map_type);
4563                 return -ENOTSUPP;
4564         }
4565
4566         t = btf_type_by_id(btf_vmlinux, *map->ops->map_btf_id);
4567         tname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, t->name_off);
4568
4569         if (!env->allow_ptr_to_map_access) {
4570                 verbose(env,
4571                         "%s access is allowed only to CAP_PERFMON and CAP_SYS_ADMIN\n",
4572                         tname);
4573                 return -EPERM;
4574         }
4575
4576         if (off < 0) {
4577                 verbose(env, "R%d is %s invalid negative access: off=%d\n",
4578                         regno, tname, off);
4579                 return -EACCES;
4580         }
4581
4582         if (atype != BPF_READ) {
4583                 verbose(env, "only read from %s is supported\n", tname);
4584                 return -EACCES;
4585         }
4586
4587         ret = btf_struct_access(&env->log, btf_vmlinux, t, off, size, atype, &btf_id, &flag);
4588         if (ret < 0)
4589                 return ret;
4590
4591         if (value_regno >= 0)
4592                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, btf_vmlinux, btf_id, flag);
4593
4594         return 0;
4595 }
4596
4597 /* Check that the stack access at the given offset is within bounds. The
4598  * maximum valid offset is -1.
4599  *
4600  * The minimum valid offset is -MAX_BPF_STACK for writes, and
4601  * -state->allocated_stack for reads.
4602  */
4603 static int check_stack_slot_within_bounds(int off,
4604                                           struct bpf_func_state *state,
4605                                           enum bpf_access_type t)
4606 {
4607         int min_valid_off;
4608
4609         if (t == BPF_WRITE)
4610                 min_valid_off = -MAX_BPF_STACK;
4611         else
4612                 min_valid_off = -state->allocated_stack;
4613
4614         if (off < min_valid_off || off > -1)
4615                 return -EACCES;
4616         return 0;
4617 }
4618
4619 /* Check that the stack access at 'regno + off' falls within the maximum stack
4620  * bounds.
4621  *
4622  * 'off' includes `regno->offset`, but not its dynamic part (if any).
4623  */
4624 static int check_stack_access_within_bounds(
4625                 struct bpf_verifier_env *env,
4626                 int regno, int off, int access_size,
4627                 enum bpf_access_src src, enum bpf_access_type type)
4628 {
4629         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
4630         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
4631         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
4632         int min_off, max_off;
4633         int err;
4634         char *err_extra;
4635
4636         if (src == ACCESS_HELPER)
4637                 /* We don't know if helpers are reading or writing (or both). */
4638                 err_extra = " indirect access to";
4639         else if (type == BPF_READ)
4640                 err_extra = " read from";
4641         else
4642                 err_extra = " write to";
4643
4644         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
4645                 min_off = reg->var_off.value + off;
4646                 if (access_size > 0)
4647                         max_off = min_off + access_size - 1;
4648                 else
4649                         max_off = min_off;
4650         } else {
4651                 if (reg->smax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF ||
4652                     reg->smin_value <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
4653                         verbose(env, "invalid unbounded variable-offset%s stack R%d\n",
4654                                 err_extra, regno);
4655                         return -EACCES;
4656                 }
4657                 min_off = reg->smin_value + off;
4658                 if (access_size > 0)
4659                         max_off = reg->smax_value + off + access_size - 1;
4660                 else
4661                         max_off = min_off;
4662         }
4663
4664         err = check_stack_slot_within_bounds(min_off, state, type);
4665         if (!err)
4666                 err = check_stack_slot_within_bounds(max_off, state, type);
4667
4668         if (err) {
4669                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
4670                         verbose(env, "invalid%s stack R%d off=%d size=%d\n",
4671                                 err_extra, regno, off, access_size);
4672                 } else {
4673                         char tn_buf[48];
4674
4675                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4676                         verbose(env, "invalid variable-offset%s stack R%d var_off=%s size=%d\n",
4677                                 err_extra, regno, tn_buf, access_size);
4678                 }
4679         }
4680         return err;
4681 }
4682
4683 /* check whether memory at (regno + off) is accessible for t = (read | write)
4684  * if t==write, value_regno is a register which value is stored into memory
4685  * if t==read, value_regno is a register which will receive the value from memory
4686  * if t==write && value_regno==-1, some unknown value is stored into memory
4687  * if t==read && value_regno==-1, don't care what we read from memory
4688  */
4689 static int check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, u32 regno,
4690                             int off, int bpf_size, enum bpf_access_type t,
4691                             int value_regno, bool strict_alignment_once)
4692 {
4693         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
4694         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
4695         struct bpf_func_state *state;
4696         int size, err = 0;
4697
4698         size = bpf_size_to_bytes(bpf_size);
4699         if (size < 0)
4700                 return size;
4701
4702         /* alignment checks will add in reg->off themselves */
4703         err = check_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict_alignment_once);
4704         if (err)
4705                 return err;
4706
4707         /* for access checks, reg->off is just part of off */
4708         off += reg->off;
4709
4710         if (reg->type == PTR_TO_MAP_KEY) {
4711                 if (t == BPF_WRITE) {
4712                         verbose(env, "write to change key R%d not allowed\n", regno);
4713                         return -EACCES;
4714                 }
4715
4716                 err = check_mem_region_access(env, regno, off, size,
4717                                               reg->map_ptr->key_size, false);
4718                 if (err)
4719                         return err;
4720                 if (value_regno >= 0)
4721                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
4722         } else if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
4723                 struct bpf_map_value_off_desc *kptr_off_desc = NULL;
4724
4725                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
4726                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
4727                         verbose(env, "R%d leaks addr into map\n", value_regno);
4728                         return -EACCES;
4729                 }
4730                 err = check_map_access_type(env, regno, off, size, t);
4731                 if (err)
4732                         return err;
4733                 err = check_map_access(env, regno, off, size, false, ACCESS_DIRECT);
4734                 if (err)
4735                         return err;
4736                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
4737                         kptr_off_desc = bpf_map_kptr_off_contains(reg->map_ptr,
4738                                                                   off + reg->var_off.value);
4739                 if (kptr_off_desc) {
4740                         err = check_map_kptr_access(env, regno, value_regno, insn_idx,
4741                                                     kptr_off_desc);
4742                 } else if (t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
4743                         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
4744
4745                         /* if map is read-only, track its contents as scalars */
4746                         if (tnum_is_const(reg->var_off) &&
4747                             bpf_map_is_rdonly(map) &&
4748                             map->ops->map_direct_value_addr) {
4749                                 int map_off = off + reg->var_off.value;
4750                                 u64 val = 0;
4751
4752                                 err = bpf_map_direct_read(map, map_off, size,
4753                                                           &val);
4754                                 if (err)
4755                                         return err;
4756
4757                                 regs[value_regno].type = SCALAR_VALUE;
4758                                 __mark_reg_known(&regs[value_regno], val);
4759                         } else {
4760                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
4761                         }
4762                 }
4763         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_MEM) {
4764                 bool rdonly_mem = type_is_rdonly_mem(reg->type);
4765
4766                 if (type_may_be_null(reg->type)) {
4767                         verbose(env, "R%d invalid mem access '%s'\n", regno,
4768                                 reg_type_str(env, reg->type));
4769                         return -EACCES;
4770                 }
4771
4772                 if (t == BPF_WRITE && rdonly_mem) {
4773                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
4774                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
4775                         return -EACCES;
4776                 }
4777
4778                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
4779                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
4780                         verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", value_regno);
4781                         return -EACCES;
4782                 }
4783
4784                 err = check_mem_region_access(env, regno, off, size,
4785                                               reg->mem_size, false);
4786                 if (!err && value_regno >= 0 && (t == BPF_READ || rdonly_mem))
4787                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
4788         } else if (reg->type == PTR_TO_CTX) {
4789                 enum bpf_reg_type reg_type = SCALAR_VALUE;
4790                 struct btf *btf = NULL;
4791                 u32 btf_id = 0;
4792
4793                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
4794                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
4795                         verbose(env, "R%d leaks addr into ctx\n", value_regno);
4796                         return -EACCES;
4797                 }
4798
4799                 err = check_ptr_off_reg(env, reg, regno);
4800                 if (err < 0)
4801                         return err;
4802
4803                 err = check_ctx_access(env, insn_idx, off, size, t, &reg_type, &btf,
4804                                        &btf_id);
4805                 if (err)
4806                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
4807                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
4808                         /* ctx access returns either a scalar, or a
4809                          * PTR_TO_PACKET[_META,_END]. In the latter
4810                          * case, we know the offset is zero.
4811                          */
4812                         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
4813                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
4814                         } else {
4815                                 mark_reg_known_zero(env, regs,
4816                                                     value_regno);
4817                                 if (type_may_be_null(reg_type))
4818                                         regs[value_regno].id = ++env->id_gen;
4819                                 /* A load of ctx field could have different
4820                                  * actual load size with the one encoded in the
4821                                  * insn. When the dst is PTR, it is for sure not
4822                                  * a sub-register.
4823                                  */
4824                                 regs[value_regno].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
4825                                 if (base_type(reg_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
4826                                         regs[value_regno].btf = btf;
4827                                         regs[value_regno].btf_id = btf_id;
4828                                 }
4829                         }
4830                         regs[value_regno].type = reg_type;
4831                 }
4832
4833         } else if (reg->type == PTR_TO_STACK) {
4834                 /* Basic bounds checks. */
4835                 err = check_stack_access_within_bounds(env, regno, off, size, ACCESS_DIRECT, t);
4836                 if (err)
4837                         return err;
4838
4839                 state = func(env, reg);
4840                 err = update_stack_depth(env, state, off);
4841                 if (err)
4842                         return err;
4843
4844                 if (t == BPF_READ)
4845                         err = check_stack_read(env, regno, off, size,
4846                                                value_regno);
4847                 else
4848                         err = check_stack_write(env, regno, off, size,
4849                                                 value_regno, insn_idx);
4850         } else if (reg_is_pkt_pointer(reg)) {
4851                 if (t == BPF_WRITE && !may_access_direct_pkt_data(env, NULL, t)) {
4852                         verbose(env, "cannot write into packet\n");
4853                         return -EACCES;
4854                 }
4855                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
4856                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
4857                         verbose(env, "R%d leaks addr into packet\n",
4858                                 value_regno);
4859                         return -EACCES;
4860                 }
4861                 err = check_packet_access(env, regno, off, size, false);
4862                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
4863                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
4864         } else if (reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS) {
4865                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
4866                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
4867                         verbose(env, "R%d leaks addr into flow keys\n",
4868                                 value_regno);
4869                         return -EACCES;
4870                 }
4871
4872                 err = check_flow_keys_access(env, off, size);
4873                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
4874                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
4875         } else if (type_is_sk_pointer(reg->type)) {
4876                 if (t == BPF_WRITE) {
4877                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
4878                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
4879                         return -EACCES;
4880                 }
4881                 err = check_sock_access(env, insn_idx, regno, off, size, t);
4882                 if (!err && value_regno >= 0)
4883                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
4884         } else if (reg->type == PTR_TO_TP_BUFFER) {
4885                 err = check_tp_buffer_access(env, reg, regno, off, size);
4886                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
4887                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
4888         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID &&
4889                    !type_may_be_null(reg->type)) {
4890                 err = check_ptr_to_btf_access(env, regs, regno, off, size, t,
4891                                               value_regno);
4892         } else if (reg->type == CONST_PTR_TO_MAP) {
4893                 err = check_ptr_to_map_access(env, regs, regno, off, size, t,
4894                                               value_regno);
4895         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BUF) {
4896                 bool rdonly_mem = type_is_rdonly_mem(reg->type);
4897                 u32 *max_access;
4898
4899                 if (rdonly_mem) {
4900                         if (t == BPF_WRITE) {
4901                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
4902                                         regno, reg_type_str(env, reg->type));
4903                                 return -EACCES;
4904                         }
4905                         max_access = &env->prog->aux->max_rdonly_access;
4906                 } else {
4907                         max_access = &env->prog->aux->max_rdwr_access;
4908                 }
4909
4910                 err = check_buffer_access(env, reg, regno, off, size, false,
4911                                           max_access);
4912
4913                 if (!err && value_regno >= 0 && (rdonly_mem || t == BPF_READ))
4914                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
4915         } else {
4916                 verbose(env, "R%d invalid mem access '%s'\n", regno,
4917                         reg_type_str(env, reg->type));
4918                 return -EACCES;
4919         }
4920
4921         if (!err && size < BPF_REG_SIZE && value_regno >= 0 && t == BPF_READ &&
4922             regs[value_regno].type == SCALAR_VALUE) {
4923                 /* b/h/w load zero-extends, mark upper bits as known 0 */
4924                 coerce_reg_to_size(&regs[value_regno], size);
4925         }
4926         return err;
4927 }
4928
4929 static int check_atomic(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, struct bpf_insn *insn)
4930 {
4931         int load_reg;
4932         int err;
4933
4934         switch (insn->imm) {
4935         case BPF_ADD:
4936         case BPF_ADD | BPF_FETCH:
4937         case BPF_AND:
4938         case BPF_AND | BPF_FETCH:
4939         case BPF_OR:
4940         case BPF_OR | BPF_FETCH:
4941         case BPF_XOR:
4942         case BPF_XOR | BPF_FETCH:
4943         case BPF_XCHG:
4944         case BPF_CMPXCHG:
4945                 break;
4946         default:
4947                 verbose(env, "BPF_ATOMIC uses invalid atomic opcode %02x\n", insn->imm);
4948                 return -EINVAL;
4949         }
4950
4951         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_W && BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
4952                 verbose(env, "invalid atomic operand size\n");
4953                 return -EINVAL;
4954         }
4955
4956         /* check src1 operand */
4957         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
4958         if (err)
4959                 return err;
4960
4961         /* check src2 operand */
4962         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
4963         if (err)
4964                 return err;
4965
4966         if (insn->imm == BPF_CMPXCHG) {
4967                 /* Check comparison of R0 with memory location */
4968                 const u32 aux_reg = BPF_REG_0;
4969
4970                 err = check_reg_arg(env, aux_reg, SRC_OP);
4971                 if (err)
4972                         return err;
4973
4974                 if (is_pointer_value(env, aux_reg)) {
4975                         verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", aux_reg);
4976                         return -EACCES;
4977                 }
4978         }
4979
4980         if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
4981                 verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", insn->src_reg);
4982                 return -EACCES;
4983         }
4984
4985         if (is_ctx_reg(env, insn->dst_reg) ||
4986             is_pkt_reg(env, insn->dst_reg) ||
4987             is_flow_key_reg(env, insn->dst_reg) ||
4988             is_sk_reg(env, insn->dst_reg)) {
4989                 verbose(env, "BPF_ATOMIC stores into R%d %s is not allowed\n",
4990                         insn->dst_reg,
4991                         reg_type_str(env, reg_state(env, insn->dst_reg)->type));
4992                 return -EACCES;
4993         }
4994
4995         if (insn->imm & BPF_FETCH) {
4996                 if (insn->imm == BPF_CMPXCHG)
4997                         load_reg = BPF_REG_0;
4998                 else
4999                         load_reg = insn->src_reg;
5000
5001                 /* check and record load of old value */
5002                 err = check_reg_arg(env, load_reg, DST_OP);
5003                 if (err)
5004                         return err;
5005         } else {
5006                 /* This instruction accesses a memory location but doesn't
5007                  * actually load it into a register.
5008                  */
5009                 load_reg = -1;
5010         }
5011
5012         /* Check whether we can read the memory, with second call for fetch
5013          * case to simulate the register fill.
5014          */
5015         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
5016                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, -1, true);
5017         if (!err && load_reg >= 0)
5018                 err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
5019                                        BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, load_reg,
5020                                        true);
5021         if (err)
5022                 return err;
5023
5024         /* Check whether we can write into the same memory. */
5025         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
5026                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_WRITE, -1, true);
5027         if (err)
5028                 return err;
5029
5030         return 0;
5031 }
5032
5033 /* When register 'regno' is used to read the stack (either directly or through
5034  * a helper function) make sure that it's within stack boundary and, depending
5035  * on the access type, that all elements of the stack are initialized.
5036  *
5037  * 'off' includes 'regno->off', but not its dynamic part (if any).
5038  *
5039  * All registers that have been spilled on the stack in the slots within the
5040  * read offsets are marked as read.
5041  */
5042 static int check_stack_range_initialized(
5043                 struct bpf_verifier_env *env, int regno, int off,
5044                 int access_size, bool zero_size_allowed,
5045                 enum bpf_access_src type, struct bpf_call_arg_meta *meta)
5046 {
5047         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5048         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
5049         int err, min_off, max_off, i, j, slot, spi;
5050         char *err_extra = type == ACCESS_HELPER ? " indirect" : "";
5051         enum bpf_access_type bounds_check_type;
5052         /* Some accesses can write anything into the stack, others are
5053          * read-only.
5054          */
5055         bool clobber = false;
5056
5057         if (access_size == 0 && !zero_size_allowed) {
5058                 verbose(env, "invalid zero-sized read\n");
5059                 return -EACCES;
5060         }
5061
5062         if (type == ACCESS_HELPER) {
5063                 /* The bounds checks for writes are more permissive than for
5064                  * reads. However, if raw_mode is not set, we'll do extra
5065                  * checks below.
5066                  */
5067                 bounds_check_type = BPF_WRITE;
5068                 clobber = true;
5069         } else {
5070                 bounds_check_type = BPF_READ;
5071         }
5072         err = check_stack_access_within_bounds(env, regno, off, access_size,
5073                                                type, bounds_check_type);
5074         if (err)
5075                 return err;
5076
5077
5078         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
5079                 min_off = max_off = reg->var_off.value + off;
5080         } else {
5081                 /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for
5082                  * simplicity since it requires corresponding support in
5083                  * Spectre masking for stack ALU.
5084                  * See also retrieve_ptr_limit().
5085                  */
5086                 if (!env->bypass_spec_v1) {
5087                         char tn_buf[48];
5088
5089                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5090                         verbose(env, "R%d%s variable offset stack access prohibited for !root, var_off=%s\n",
5091                                 regno, err_extra, tn_buf);
5092                         return -EACCES;
5093                 }
5094                 /* Only initialized buffer on stack is allowed to be accessed
5095                  * with variable offset. With uninitialized buffer it's hard to
5096                  * guarantee that whole memory is marked as initialized on
5097                  * helper return since specific bounds are unknown what may
5098                  * cause uninitialized stack leaking.
5099                  */
5100                 if (meta && meta->raw_mode)
5101                         meta = NULL;
5102
5103                 min_off = reg->smin_value + off;
5104                 max_off = reg->smax_value + off;
5105         }
5106
5107         if (meta && meta->raw_mode) {
5108                 meta->access_size = access_size;
5109                 meta->regno = regno;
5110                 return 0;
5111         }
5112
5113         for (i = min_off; i < max_off + access_size; i++) {
5114                 u8 *stype;
5115
5116                 slot = -i - 1;
5117                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
5118                 if (state->allocated_stack <= slot)
5119                         goto err;
5120                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
5121                 if (*stype == STACK_MISC)
5122                         goto mark;
5123                 if (*stype == STACK_ZERO) {
5124                         if (clobber) {
5125                                 /* helper can write anything into the stack */
5126                                 *stype = STACK_MISC;
5127                         }
5128                         goto mark;
5129                 }
5130
5131                 if (is_spilled_reg(&state->stack[spi]) &&
5132                     base_type(state->stack[spi].spilled_ptr.type) == PTR_TO_BTF_ID)
5133                         goto mark;
5134
5135                 if (is_spilled_reg(&state->stack[spi]) &&
5136                     (state->stack[spi].spilled_ptr.type == SCALAR_VALUE ||
5137                      env->allow_ptr_leaks)) {
5138                         if (clobber) {
5139                                 __mark_reg_unknown(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
5140                                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
5141                                         scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[j]);
5142                         }
5143                         goto mark;
5144                 }
5145
5146 err:
5147                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
5148                         verbose(env, "invalid%s read from stack R%d off %d+%d size %d\n",
5149                                 err_extra, regno, min_off, i - min_off, access_size);
5150                 } else {
5151                         char tn_buf[48];
5152
5153                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5154                         verbose(env, "invalid%s read from stack R%d var_off %s+%d size %d\n",
5155                                 err_extra, regno, tn_buf, i - min_off, access_size);
5156                 }
5157                 return -EACCES;
5158 mark:
5159                 /* reading any byte out of 8-byte 'spill_slot' will cause
5160                  * the whole slot to be marked as 'read'
5161                  */
5162                 mark_reg_read(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
5163                               state->stack[spi].spilled_ptr.parent,
5164                               REG_LIVE_READ64);
5165         }
5166         return update_stack_depth(env, state, min_off);
5167 }
5168
5169 static int check_helper_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
5170                                    int access_size, bool zero_size_allowed,
5171                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
5172 {
5173         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
5174         u32 *max_access;
5175
5176         switch (base_type(reg->type)) {
5177         case PTR_TO_PACKET:
5178         case PTR_TO_PACKET_META:
5179                 return check_packet_access(env, regno, reg->off, access_size,
5180                                            zero_size_allowed);
5181         case PTR_TO_MAP_KEY:
5182                 if (meta && meta->raw_mode) {
5183                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
5184                                 reg_type_str(env, reg->type));
5185                         return -EACCES;
5186                 }
5187                 return check_mem_region_access(env, regno, reg->off, access_size,
5188                                                reg->map_ptr->key_size, false);
5189         case PTR_TO_MAP_VALUE:
5190                 if (check_map_access_type(env, regno, reg->off, access_size,
5191                                           meta && meta->raw_mode ? BPF_WRITE :
5192                                           BPF_READ))
5193                         return -EACCES;
5194                 return check_map_access(env, regno, reg->off, access_size,
5195                                         zero_size_allowed, ACCESS_HELPER);
5196         case PTR_TO_MEM:
5197                 if (type_is_rdonly_mem(reg->type)) {
5198                         if (meta && meta->raw_mode) {
5199                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
5200                                         reg_type_str(env, reg->type));
5201                                 return -EACCES;
5202                         }
5203                 }
5204                 return check_mem_region_access(env, regno, reg->off,
5205                                                access_size, reg->mem_size,
5206                                                zero_size_allowed);
5207         case PTR_TO_BUF:
5208                 if (type_is_rdonly_mem(reg->type)) {
5209                         if (meta && meta->raw_mode) {
5210                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
5211                                         reg_type_str(env, reg->type));
5212                                 return -EACCES;
5213                         }
5214
5215                         max_access = &env->prog->aux->max_rdonly_access;
5216                 } else {
5217                         max_access = &env->prog->aux->max_rdwr_access;
5218                 }
5219                 return check_buffer_access(env, reg, regno, reg->off,
5220                                            access_size, zero_size_allowed,
5221                                            max_access);
5222         case PTR_TO_STACK:
5223                 return check_stack_range_initialized(
5224                                 env,
5225                                 regno, reg->off, access_size,
5226                                 zero_size_allowed, ACCESS_HELPER, meta);
5227         default: /* scalar_value or invalid ptr */
5228                 /* Allow zero-byte read from NULL, regardless of pointer type */
5229                 if (zero_size_allowed && access_size == 0 &&
5230                     register_is_null(reg))
5231                         return 0;
5232
5233                 verbose(env, "R%d type=%s ", regno,
5234                         reg_type_str(env, reg->type));
5235                 verbose(env, "expected=%s\n", reg_type_str(env, PTR_TO_STACK));
5236                 return -EACCES;
5237         }
5238 }
5239
5240 static int check_mem_size_reg(struct bpf_verifier_env *env,
5241                               struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
5242                               bool zero_size_allowed,
5243                               struct bpf_call_arg_meta *meta)
5244 {
5245         int err;
5246
5247         /* This is used to refine r0 return value bounds for helpers
5248          * that enforce this value as an upper bound on return values.
5249          * See do_refine_retval_range() for helpers that can refine
5250          * the return value. C type of helper is u32 so we pull register
5251          * bound from umax_value however, if negative verifier errors
5252          * out. Only upper bounds can be learned because retval is an
5253          * int type and negative retvals are allowed.
5254          */
5255         meta->msize_max_value = reg->umax_value;
5256
5257         /* The register is SCALAR_VALUE; the access check
5258          * happens using its boundaries.
5259          */
5260         if (!tnum_is_const(reg->var_off))
5261                 /* For unprivileged variable accesses, disable raw
5262                  * mode so that the program is required to
5263                  * initialize all the memory that the helper could
5264                  * just partially fill up.
5265                  */
5266                 meta = NULL;
5267
5268         if (reg->smin_value < 0) {
5269                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned or 'var &= const'\n",
5270                         regno);
5271                 return -EACCES;
5272         }
5273
5274         if (reg->umin_value == 0) {
5275                 err = check_helper_mem_access(env, regno - 1, 0,
5276                                               zero_size_allowed,
5277                                               meta);
5278                 if (err)
5279                         return err;
5280         }
5281
5282         if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_SIZ) {
5283                 verbose(env, "R%d unbounded memory access, use 'var &= const' or 'if (var < const)'\n",
5284                         regno);
5285                 return -EACCES;
5286         }
5287         err = check_helper_mem_access(env, regno - 1,
5288                                       reg->umax_value,
5289                                       zero_size_allowed, meta);
5290         if (!err)
5291                 err = mark_chain_precision(env, regno);
5292         return err;
5293 }
5294
5295 int check_mem_reg(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
5296                    u32 regno, u32 mem_size)
5297 {
5298         bool may_be_null = type_may_be_null(reg->type);
5299         struct bpf_reg_state saved_reg;
5300         struct bpf_call_arg_meta meta;
5301         int err;
5302
5303         if (register_is_null(reg))
5304                 return 0;
5305
5306         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
5307         /* Assuming that the register contains a value check if the memory
5308          * access is safe. Temporarily save and restore the register's state as
5309          * the conversion shouldn't be visible to a caller.
5310          */
5311         if (may_be_null) {
5312                 saved_reg = *reg;
5313                 mark_ptr_not_null_reg(reg);
5314         }
5315
5316         err = check_helper_mem_access(env, regno, mem_size, true, &meta);
5317         /* Check access for BPF_WRITE */
5318         meta.raw_mode = true;
5319         err = err ?: check_helper_mem_access(env, regno, mem_size, true, &meta);
5320
5321         if (may_be_null)
5322                 *reg = saved_reg;
5323
5324         return err;
5325 }
5326
5327 int check_kfunc_mem_size_reg(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
5328                              u32 regno)
5329 {
5330         struct bpf_reg_state *mem_reg = &cur_regs(env)[regno - 1];
5331         bool may_be_null = type_may_be_null(mem_reg->type);
5332         struct bpf_reg_state saved_reg;
5333         struct bpf_call_arg_meta meta;
5334         int err;
5335
5336         WARN_ON_ONCE(regno < BPF_REG_2 || regno > BPF_REG_5);
5337
5338         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
5339
5340         if (may_be_null) {
5341                 saved_reg = *mem_reg;
5342                 mark_ptr_not_null_reg(mem_reg);
5343         }
5344
5345         err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, &meta);
5346         /* Check access for BPF_WRITE */
5347         meta.raw_mode = true;
5348         err = err ?: check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, &meta);
5349
5350         if (may_be_null)
5351                 *mem_reg = saved_reg;
5352         return err;
5353 }
5354
5355 /* Implementation details:
5356  * bpf_map_lookup returns PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL
5357  * Two bpf_map_lookups (even with the same key) will have different reg->id.
5358  * For traditional PTR_TO_MAP_VALUE the verifier clears reg->id after
5359  * value_or_null->value transition, since the verifier only cares about
5360  * the range of access to valid map value pointer and doesn't care about actual
5361  * address of the map element.
5362  * For maps with 'struct bpf_spin_lock' inside map value the verifier keeps
5363  * reg->id > 0 after value_or_null->value transition. By doing so
5364  * two bpf_map_lookups will be considered two different pointers that
5365  * point to different bpf_spin_locks.
5366  * The verifier allows taking only one bpf_spin_lock at a time to avoid
5367  * dead-locks.
5368  * Since only one bpf_spin_lock is allowed the checks are simpler than
5369  * reg_is_refcounted() logic. The verifier needs to remember only
5370  * one spin_lock instead of array of acquired_refs.
5371  * cur_state->active_spin_lock remembers which map value element got locked
5372  * and clears it after bpf_spin_unlock.
5373  */
5374 static int process_spin_lock(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
5375                              bool is_lock)
5376 {
5377         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
5378         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
5379         bool is_const = tnum_is_const(reg->var_off);
5380         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
5381         u64 val = reg->var_off.value;
5382
5383         if (!is_const) {
5384                 verbose(env,
5385                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_spin_lock has to be at the constant offset\n",
5386                         regno);
5387                 return -EINVAL;
5388         }
5389         if (!map->btf) {
5390                 verbose(env,
5391                         "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_spin_lock\n",
5392                         map->name);
5393                 return -EINVAL;
5394         }
5395         if (!map_value_has_spin_lock(map)) {
5396                 if (map->spin_lock_off == -E2BIG)
5397                         verbose(env,
5398                                 "map '%s' has more than one 'struct bpf_spin_lock'\n",
5399                                 map->name);
5400                 else if (map->spin_lock_off == -ENOENT)
5401                         verbose(env,
5402                                 "map '%s' doesn't have 'struct bpf_spin_lock'\n",
5403                                 map->name);
5404                 else
5405                         verbose(env,
5406                                 "map '%s' is not a struct type or bpf_spin_lock is mangled\n",
5407                                 map->name);
5408                 return -EINVAL;
5409         }
5410         if (map->spin_lock_off != val + reg->off) {
5411                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_spin_lock'\n",
5412                         val + reg->off);
5413                 return -EINVAL;
5414         }
5415         if (is_lock) {
5416                 if (cur->active_spin_lock) {
5417                         verbose(env,
5418                                 "Locking two bpf_spin_locks are not allowed\n");
5419                         return -EINVAL;
5420                 }
5421                 cur->active_spin_lock = reg->id;
5422         } else {
5423                 if (!cur->active_spin_lock) {
5424                         verbose(env, "bpf_spin_unlock without taking a lock\n");
5425                         return -EINVAL;
5426                 }
5427                 if (cur->active_spin_lock != reg->id) {
5428                         verbose(env, "bpf_spin_unlock of different lock\n");
5429                         return -EINVAL;
5430                 }
5431                 cur->active_spin_lock = 0;
5432         }
5433         return 0;
5434 }
5435
5436 static int process_timer_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
5437                               struct bpf_call_arg_meta *meta)
5438 {
5439         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
5440         bool is_const = tnum_is_const(reg->var_off);
5441         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
5442         u64 val = reg->var_off.value;
5443
5444         if (!is_const) {
5445                 verbose(env,
5446                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_timer has to be at the constant offset\n",
5447                         regno);
5448                 return -EINVAL;
5449         }
5450         if (!map->btf) {
5451                 verbose(env, "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_timer\n",
5452                         map->name);
5453                 return -EINVAL;
5454         }
5455         if (!map_value_has_timer(map)) {
5456                 if (map->timer_off == -E2BIG)
5457                         verbose(env,
5458                                 "map '%s' has more than one 'struct bpf_timer'\n",
5459                                 map->name);
5460                 else if (map->timer_off == -ENOENT)
5461                         verbose(env,
5462                                 "map '%s' doesn't have 'struct bpf_timer'\n",
5463                                 map->name);
5464                 else
5465                         verbose(env,
5466                                 "map '%s' is not a struct type or bpf_timer is mangled\n",
5467                                 map->name);
5468                 return -EINVAL;
5469         }
5470         if (map->timer_off != val + reg->off) {
5471                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_timer' that is at %d\n",
5472                         val + reg->off, map->timer_off);
5473                 return -EINVAL;
5474         }
5475         if (meta->map_ptr) {
5476                 verbose(env, "verifier bug. Two map pointers in a timer helper\n");
5477                 return -EFAULT;
5478         }
5479         meta->map_uid = reg->map_uid;
5480         meta->map_ptr = map;
5481         return 0;
5482 }
5483
5484 static int process_kptr_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
5485                              struct bpf_call_arg_meta *meta)
5486 {
5487         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
5488         struct bpf_map_value_off_desc *off_desc;
5489         struct bpf_map *map_ptr = reg->map_ptr;
5490         u32 kptr_off;
5491         int ret;
5492
5493         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
5494                 verbose(env,
5495                         "R%d doesn't have constant offset. kptr has to be at the constant offset\n",
5496                         regno);
5497                 return -EINVAL;
5498         }
5499         if (!map_ptr->btf) {
5500                 verbose(env, "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_kptr_xchg\n",
5501                         map_ptr->name);
5502                 return -EINVAL;
5503         }
5504         if (!map_value_has_kptrs(map_ptr)) {
5505                 ret = PTR_ERR_OR_ZERO(map_ptr->kptr_off_tab);
5506                 if (ret == -E2BIG)
5507                         verbose(env, "map '%s' has more than %d kptr\n", map_ptr->name,
5508                                 BPF_MAP_VALUE_OFF_MAX);
5509                 else if (ret == -EEXIST)
5510                         verbose(env, "map '%s' has repeating kptr BTF tags\n", map_ptr->name);
5511                 else
5512                         verbose(env, "map '%s' has no valid kptr\n", map_ptr->name);
5513                 return -EINVAL;
5514         }
5515
5516         meta->map_ptr = map_ptr;
5517         kptr_off = reg->off + reg->var_off.value;
5518         off_desc = bpf_map_kptr_off_contains(map_ptr, kptr_off);
5519         if (!off_desc) {
5520                 verbose(env, "off=%d doesn't point to kptr\n", kptr_off);
5521                 return -EACCES;
5522         }
5523         if (off_desc->type != BPF_KPTR_REF) {
5524                 verbose(env, "off=%d kptr isn't referenced kptr\n", kptr_off);
5525                 return -EACCES;
5526         }
5527         meta->kptr_off_desc = off_desc;
5528         return 0;
5529 }
5530
5531 static bool arg_type_is_mem_size(enum bpf_arg_type type)
5532 {
5533         return type == ARG_CONST_SIZE ||
5534                type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO;
5535 }
5536
5537 static bool arg_type_is_alloc_size(enum bpf_arg_type type)
5538 {
5539         return type == ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO;
5540 }
5541
5542 static bool arg_type_is_int_ptr(enum bpf_arg_type type)
5543 {
5544         return type == ARG_PTR_TO_INT ||
5545                type == ARG_PTR_TO_LONG;
5546 }
5547
5548 static bool arg_type_is_release(enum bpf_arg_type type)
5549 {
5550         return type & OBJ_RELEASE;
5551 }
5552
5553 static bool arg_type_is_dynptr(enum bpf_arg_type type)
5554 {
5555         return base_type(type) == ARG_PTR_TO_DYNPTR;
5556 }
5557
5558 static int int_ptr_type_to_size(enum bpf_arg_type type)
5559 {
5560         if (type == ARG_PTR_TO_INT)
5561                 return sizeof(u32);
5562         else if (type == ARG_PTR_TO_LONG)
5563                 return sizeof(u64);
5564
5565         return -EINVAL;
5566 }
5567
5568 static int resolve_map_arg_type(struct bpf_verifier_env *env,
5569                                  const struct bpf_call_arg_meta *meta,
5570                                  enum bpf_arg_type *arg_type)
5571 {
5572         if (!meta->map_ptr) {
5573                 /* kernel subsystem misconfigured verifier */
5574                 verbose(env, "invalid map_ptr to access map->type\n");
5575                 return -EACCES;
5576         }
5577
5578         switch (meta->map_ptr->map_type) {
5579         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
5580         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
5581                 if (*arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
5582                         *arg_type = ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON;
5583                 } else {
5584                         verbose(env, "invalid arg_type for sockmap/sockhash\n");
5585                         return -EINVAL;
5586                 }
5587                 break;
5588         case BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER:
5589                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_map_peek_elem)
5590                         *arg_type = ARG_PTR_TO_MAP_VALUE;
5591                 break;
5592         default:
5593                 break;
5594         }
5595         return 0;
5596 }
5597
5598 struct bpf_reg_types {
5599         const enum bpf_reg_type types[10];
5600         u32 *btf_id;
5601 };
5602
5603 static const struct bpf_reg_types map_key_value_types = {
5604         .types = {
5605                 PTR_TO_STACK,
5606                 PTR_TO_PACKET,
5607                 PTR_TO_PACKET_META,
5608                 PTR_TO_MAP_KEY,
5609                 PTR_TO_MAP_VALUE,
5610         },
5611 };
5612
5613 static const struct bpf_reg_types sock_types = {
5614         .types = {
5615                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
5616                 PTR_TO_SOCKET,
5617                 PTR_TO_TCP_SOCK,
5618                 PTR_TO_XDP_SOCK,
5619         },
5620 };
5621
5622 #ifdef CONFIG_NET
5623 static const struct bpf_reg_types btf_id_sock_common_types = {
5624         .types = {
5625                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
5626                 PTR_TO_SOCKET,
5627                 PTR_TO_TCP_SOCK,
5628                 PTR_TO_XDP_SOCK,
5629                 PTR_TO_BTF_ID,
5630         },
5631         .btf_id = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK_COMMON],
5632 };
5633 #endif
5634
5635 static const struct bpf_reg_types mem_types = {
5636         .types = {
5637                 PTR_TO_STACK,
5638                 PTR_TO_PACKET,
5639                 PTR_TO_PACKET_META,
5640                 PTR_TO_MAP_KEY,
5641                 PTR_TO_MAP_VALUE,
5642                 PTR_TO_MEM,
5643                 PTR_TO_MEM | MEM_ALLOC,
5644                 PTR_TO_BUF,
5645         },
5646 };
5647
5648 static const struct bpf_reg_types int_ptr_types = {
5649         .types = {
5650                 PTR_TO_STACK,
5651                 PTR_TO_PACKET,
5652                 PTR_TO_PACKET_META,
5653                 PTR_TO_MAP_KEY,
5654                 PTR_TO_MAP_VALUE,
5655         },
5656 };
5657
5658 static const struct bpf_reg_types fullsock_types = { .types = { PTR_TO_SOCKET } };
5659 static const struct bpf_reg_types scalar_types = { .types = { SCALAR_VALUE } };
5660 static const struct bpf_reg_types context_types = { .types = { PTR_TO_CTX } };
5661 static const struct bpf_reg_types alloc_mem_types = { .types = { PTR_TO_MEM | MEM_ALLOC } };
5662 static const struct bpf_reg_types const_map_ptr_types = { .types = { CONST_PTR_TO_MAP } };
5663 static const struct bpf_reg_types btf_ptr_types = { .types = { PTR_TO_BTF_ID } };
5664 static const struct bpf_reg_types spin_lock_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
5665 static const struct bpf_reg_types percpu_btf_ptr_types = { .types = { PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU } };
5666 static const struct bpf_reg_types func_ptr_types = { .types = { PTR_TO_FUNC } };
5667 static const struct bpf_reg_types stack_ptr_types = { .types = { PTR_TO_STACK } };
5668 static const struct bpf_reg_types const_str_ptr_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
5669 static const struct bpf_reg_types timer_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
5670 static const struct bpf_reg_types kptr_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
5671
5672 static const struct bpf_reg_types *compatible_reg_types[__BPF_ARG_TYPE_MAX] = {
5673         [ARG_PTR_TO_MAP_KEY]            = &map_key_value_types,
5674         [ARG_PTR_TO_MAP_VALUE]          = &map_key_value_types,
5675         [ARG_CONST_SIZE]                = &scalar_types,
5676         [ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO]        = &scalar_types,
5677         [ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO]  = &scalar_types,
5678         [ARG_CONST_MAP_PTR]             = &const_map_ptr_types,
5679         [ARG_PTR_TO_CTX]                = &context_types,
5680         [ARG_PTR_TO_SOCK_COMMON]        = &sock_types,
5681 #ifdef CONFIG_NET
5682         [ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON] = &btf_id_sock_common_types,
5683 #endif
5684         [ARG_PTR_TO_SOCKET]             = &fullsock_types,
5685         [ARG_PTR_TO_BTF_ID]             = &btf_ptr_types,
5686         [ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK]          = &spin_lock_types,
5687         [ARG_PTR_TO_MEM]                = &mem_types,
5688         [ARG_PTR_TO_ALLOC_MEM]          = &alloc_mem_types,
5689         [ARG_PTR_TO_INT]                = &int_ptr_types,
5690         [ARG_PTR_TO_LONG]               = &int_ptr_types,
5691         [ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID]      = &percpu_btf_ptr_types,
5692         [ARG_PTR_TO_FUNC]               = &func_ptr_types,
5693         [ARG_PTR_TO_STACK]              = &stack_ptr_types,
5694         [ARG_PTR_TO_CONST_STR]          = &const_str_ptr_types,
5695         [ARG_PTR_TO_TIMER]              = &timer_types,
5696         [ARG_PTR_TO_KPTR]               = &kptr_types,
5697         [ARG_PTR_TO_DYNPTR]             = &stack_ptr_types,
5698 };
5699
5700 static int check_reg_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
5701                           enum bpf_arg_type arg_type,
5702                           const u32 *arg_btf_id,
5703                           struct bpf_call_arg_meta *meta)
5704 {
5705         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
5706         enum bpf_reg_type expected, type = reg->type;
5707         const struct bpf_reg_types *compatible;
5708         int i, j;
5709
5710         compatible = compatible_reg_types[base_type(arg_type)];
5711         if (!compatible) {
5712                 verbose(env, "verifier internal error: unsupported arg type %d\n", arg_type);
5713                 return -EFAULT;
5714         }
5715
5716         /* ARG_PTR_TO_MEM + RDONLY is compatible with PTR_TO_MEM and PTR_TO_MEM + RDONLY,
5717          * but ARG_PTR_TO_MEM is compatible only with PTR_TO_MEM and NOT with PTR_TO_MEM + RDONLY
5718          *
5719          * Same for MAYBE_NULL:
5720          *
5721          * ARG_PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL is compatible with PTR_TO_MEM and PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL,
5722          * but ARG_PTR_TO_MEM is compatible only with PTR_TO_MEM but NOT with PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL
5723          *
5724          * Therefore we fold these flags depending on the arg_type before comparison.
5725          */
5726         if (arg_type & MEM_RDONLY)
5727                 type &= ~MEM_RDONLY;
5728         if (arg_type & PTR_MAYBE_NULL)
5729                 type &= ~PTR_MAYBE_NULL;
5730
5731         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(compatible->types); i++) {
5732                 expected = compatible->types[i];
5733                 if (expected == NOT_INIT)
5734                         break;
5735
5736                 if (type == expected)
5737                         goto found;
5738         }
5739
5740         verbose(env, "R%d type=%s expected=", regno, reg_type_str(env, reg->type));
5741         for (j = 0; j + 1 < i; j++)
5742                 verbose(env, "%s, ", reg_type_str(env, compatible->types[j]));
5743         verbose(env, "%s\n", reg_type_str(env, compatible->types[j]));
5744         return -EACCES;
5745
5746 found:
5747         if (reg->type == PTR_TO_BTF_ID) {
5748                 /* For bpf_sk_release, it needs to match against first member
5749                  * 'struct sock_common', hence make an exception for it. This
5750                  * allows bpf_sk_release to work for multiple socket types.
5751                  */
5752                 bool strict_type_match = arg_type_is_release(arg_type) &&
5753                                          meta->func_id != BPF_FUNC_sk_release;
5754
5755                 if (!arg_btf_id) {
5756                         if (!compatible->btf_id) {
5757                                 verbose(env, "verifier internal error: missing arg compatible BTF ID\n");
5758                                 return -EFAULT;
5759                         }
5760                         arg_btf_id = compatible->btf_id;
5761                 }
5762
5763                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg) {
5764                         if (map_kptr_match_type(env, meta->kptr_off_desc, reg, regno))
5765                                 return -EACCES;
5766                 } else if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, reg->off,
5767                                                  btf_vmlinux, *arg_btf_id,
5768                                                  strict_type_match)) {
5769                         verbose(env, "R%d is of type %s but %s is expected\n",
5770                                 regno, kernel_type_name(reg->btf, reg->btf_id),
5771                                 kernel_type_name(btf_vmlinux, *arg_btf_id));
5772                         return -EACCES;
5773                 }
5774         }
5775
5776         return 0;
5777 }
5778
5779 int check_func_arg_reg_off(struct bpf_verifier_env *env,
5780                            const struct bpf_reg_state *reg, int regno,
5781                            enum bpf_arg_type arg_type)
5782 {
5783         enum bpf_reg_type type = reg->type;
5784         bool fixed_off_ok = false;
5785
5786         switch ((u32)type) {
5787         /* Pointer types where reg offset is explicitly allowed: */
5788         case PTR_TO_STACK:
5789                 if (arg_type_is_dynptr(arg_type) && reg->off % BPF_REG_SIZE) {
5790                         verbose(env, "cannot pass in dynptr at an offset\n");
5791                         return -EINVAL;
5792                 }
5793                 fallthrough;
5794         case PTR_TO_PACKET:
5795         case PTR_TO_PACKET_META:
5796         case PTR_TO_MAP_KEY:
5797         case PTR_TO_MAP_VALUE:
5798         case PTR_TO_MEM:
5799         case PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY:
5800         case PTR_TO_MEM | MEM_ALLOC:
5801         case PTR_TO_BUF:
5802         case PTR_TO_BUF | MEM_RDONLY:
5803         case SCALAR_VALUE:
5804                 /* Some of the argument types nevertheless require a
5805                  * zero register offset.
5806                  */
5807                 if (base_type(arg_type) != ARG_PTR_TO_ALLOC_MEM)
5808                         return 0;
5809                 break;
5810         /* All the rest must be rejected, except PTR_TO_BTF_ID which allows
5811          * fixed offset.
5812          */
5813         case PTR_TO_BTF_ID:
5814                 /* When referenced PTR_TO_BTF_ID is passed to release function,
5815                  * it's fixed offset must be 0. In the other cases, fixed offset
5816                  * can be non-zero.
5817                  */
5818                 if (arg_type_is_release(arg_type) && reg->off) {
5819                         verbose(env, "R%d must have zero offset when passed to release func\n",
5820                                 regno);
5821                         return -EINVAL;
5822                 }
5823                 /* For arg is release pointer, fixed_off_ok must be false, but
5824                  * we already checked and rejected reg->off != 0 above, so set
5825                  * to true to allow fixed offset for all other cases.
5826                  */
5827                 fixed_off_ok = true;
5828                 break;
5829         default:
5830                 break;
5831         }
5832         return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, fixed_off_ok);
5833 }
5834
5835 static u32 stack_slot_get_id(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
5836 {
5837         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
5838         int spi = get_spi(reg->off);
5839
5840         return state->stack[spi].spilled_ptr.id;
5841 }
5842
5843 static int check_func_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 arg,
5844                           struct bpf_call_arg_meta *meta,
5845                           const struct bpf_func_proto *fn)
5846 {
5847         u32 regno = BPF_REG_1 + arg;
5848         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
5849         enum bpf_arg_type arg_type = fn->arg_type[arg];
5850         enum bpf_reg_type type = reg->type;
5851         int err = 0;
5852
5853         if (arg_type == ARG_DONTCARE)
5854                 return 0;
5855
5856         err = check_reg_arg(env, regno, SRC_OP);
5857         if (err)
5858                 return err;
5859
5860         if (arg_type == ARG_ANYTHING) {
5861                 if (is_pointer_value(env, regno)) {
5862                         verbose(env, "R%d leaks addr into helper function\n",
5863                                 regno);
5864                         return -EACCES;
5865                 }
5866                 return 0;
5867         }
5868
5869         if (type_is_pkt_pointer(type) &&
5870             !may_access_direct_pkt_data(env, meta, BPF_READ)) {
5871                 verbose(env, "helper access to the packet is not allowed\n");
5872                 return -EACCES;
5873         }
5874
5875         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
5876                 err = resolve_map_arg_type(env, meta, &arg_type);
5877                 if (err)
5878                         return err;
5879         }
5880
5881         if (register_is_null(reg) && type_may_be_null(arg_type))
5882                 /* A NULL register has a SCALAR_VALUE type, so skip
5883                  * type checking.
5884                  */
5885                 goto skip_type_check;
5886
5887         err = check_reg_type(env, regno, arg_type, fn->arg_btf_id[arg], meta);
5888         if (err)
5889                 return err;
5890
5891         err = check_func_arg_reg_off(env, reg, regno, arg_type);
5892         if (err)
5893                 return err;
5894
5895 skip_type_check:
5896         if (arg_type_is_release(arg_type)) {
5897                 if (arg_type_is_dynptr(arg_type)) {
5898                         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
5899                         int spi = get_spi(reg->off);
5900
5901                         if (!is_spi_bounds_valid(state, spi, BPF_DYNPTR_NR_SLOTS) ||
5902                             !state->stack[spi].spilled_ptr.id) {
5903                                 verbose(env, "arg %d is an unacquired reference\n", regno);
5904                                 return -EINVAL;
5905                         }
5906                 } else if (!reg->ref_obj_id && !register_is_null(reg)) {
5907                         verbose(env, "R%d must be referenced when passed to release function\n",
5908                                 regno);
5909                         return -EINVAL;
5910                 }
5911                 if (meta->release_regno) {
5912                         verbose(env, "verifier internal error: more than one release argument\n");
5913                         return -EFAULT;
5914                 }
5915                 meta->release_regno = regno;
5916         }
5917
5918         if (reg->ref_obj_id) {
5919                 if (meta->ref_obj_id) {
5920                         verbose(env, "verifier internal error: more than one arg with ref_obj_id R%d %u %u\n",
5921                                 regno, reg->ref_obj_id,
5922                                 meta->ref_obj_id);
5923                         return -EFAULT;
5924                 }
5925                 meta->ref_obj_id = reg->ref_obj_id;
5926         }
5927
5928         if (arg_type == ARG_CONST_MAP_PTR) {
5929                 /* bpf_map_xxx(map_ptr) call: remember that map_ptr */
5930                 if (meta->map_ptr) {
5931                         /* Use map_uid (which is unique id of inner map) to reject:
5932                          * inner_map1 = bpf_map_lookup_elem(outer_map, key1)
5933                          * inner_map2 = bpf_map_lookup_elem(outer_map, key2)
5934                          * if (inner_map1 && inner_map2) {
5935                          *     timer = bpf_map_lookup_elem(inner_map1);
5936                          *     if (timer)
5937                          *         // mismatch would have been allowed
5938                          *         bpf_timer_init(timer, inner_map2);
5939                          * }
5940                          *
5941                          * Comparing map_ptr is enough to distinguish normal and outer maps.
5942                          */
5943                         if (meta->map_ptr != reg->map_ptr ||
5944                             meta->map_uid != reg->map_uid) {
5945                                 verbose(env,
5946                                         "timer pointer in R1 map_uid=%d doesn't match map pointer in R2 map_uid=%d\n",
5947                                         meta->map_uid, reg->map_uid);
5948                                 return -EINVAL;
5949                         }
5950                 }
5951                 meta->map_ptr = reg->map_ptr;
5952                 meta->map_uid = reg->map_uid;
5953         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_KEY) {
5954                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., key) call:
5955                  * check that [key, key + map->key_size) are within
5956                  * stack limits and initialized
5957                  */
5958                 if (!meta->map_ptr) {
5959                         /* in function declaration map_ptr must come before
5960                          * map_key, so that it's verified and known before
5961                          * we have to check map_key here. Otherwise it means
5962                          * that kernel subsystem misconfigured verifier
5963                          */
5964                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->key\n");
5965                         return -EACCES;
5966                 }
5967                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
5968                                               meta->map_ptr->key_size, false,
5969                                               NULL);
5970         } else if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
5971                 if (type_may_be_null(arg_type) && register_is_null(reg))
5972                         return 0;
5973
5974                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., value) call:
5975                  * check [value, value + map->value_size) validity
5976                  */
5977                 if (!meta->map_ptr) {
5978                         /* kernel subsystem misconfigured verifier */
5979                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->value\n");
5980                         return -EACCES;
5981                 }
5982                 meta->raw_mode = arg_type & MEM_UNINIT;
5983                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
5984                                               meta->map_ptr->value_size, false,
5985                                               meta);
5986         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID) {
5987                 if (!reg->btf_id) {
5988                         verbose(env, "Helper has invalid btf_id in R%d\n", regno);
5989                         return -EACCES;
5990                 }
5991                 meta->ret_btf = reg->btf;
5992                 meta->ret_btf_id = reg->btf_id;
5993         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK) {
5994                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_lock) {
5995                         if (process_spin_lock(env, regno, true))
5996                                 return -EACCES;
5997                 } else if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_unlock) {
5998                         if (process_spin_lock(env, regno, false))
5999                                 return -EACCES;
6000                 } else {
6001                         verbose(env, "verifier internal error\n");
6002                         return -EFAULT;
6003                 }
6004         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_TIMER) {
6005                 if (process_timer_func(env, regno, meta))
6006                         return -EACCES;
6007         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_FUNC) {
6008                 meta->subprogno = reg->subprogno;
6009         } else if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_MEM) {
6010                 /* The access to this pointer is only checked when we hit the
6011                  * next is_mem_size argument below.
6012                  */
6013                 meta->raw_mode = arg_type & MEM_UNINIT;
6014         } else if (arg_type_is_mem_size(arg_type)) {
6015                 bool zero_size_allowed = (arg_type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO);
6016
6017                 err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, zero_size_allowed, meta);
6018         } else if (arg_type_is_dynptr(arg_type)) {
6019                 if (arg_type & MEM_UNINIT) {
6020                         if (!is_dynptr_reg_valid_uninit(env, reg)) {
6021                                 verbose(env, "Dynptr has to be an uninitialized dynptr\n");
6022                                 return -EINVAL;
6023                         }
6024
6025                         /* We only support one dynptr being uninitialized at the moment,
6026                          * which is sufficient for the helper functions we have right now.
6027                          */
6028                         if (meta->uninit_dynptr_regno) {
6029                                 verbose(env, "verifier internal error: multiple uninitialized dynptr args\n");
6030                                 return -EFAULT;
6031                         }
6032
6033                         meta->uninit_dynptr_regno = regno;
6034                 } else if (!is_dynptr_reg_valid_init(env, reg, arg_type)) {
6035                         const char *err_extra = "";
6036
6037                         switch (arg_type & DYNPTR_TYPE_FLAG_MASK) {
6038                         case DYNPTR_TYPE_LOCAL:
6039                                 err_extra = "local ";
6040                                 break;
6041                         case DYNPTR_TYPE_RINGBUF:
6042                                 err_extra = "ringbuf ";
6043                                 break;
6044                         default:
6045                                 break;
6046                         }
6047
6048                         verbose(env, "Expected an initialized %sdynptr as arg #%d\n",
6049                                 err_extra, arg + 1);
6050                         return -EINVAL;
6051                 }
6052         } else if (arg_type_is_alloc_size(arg_type)) {
6053                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
6054                         verbose(env, "R%d is not a known constant'\n",
6055                                 regno);
6056                         return -EACCES;
6057                 }
6058                 meta->mem_size = reg->var_off.value;
6059         } else if (arg_type_is_int_ptr(arg_type)) {
6060                 int size = int_ptr_type_to_size(arg_type);
6061
6062                 err = check_helper_mem_access(env, regno, size, false, meta);
6063                 if (err)
6064                         return err;
6065                 err = check_ptr_alignment(env, reg, 0, size, true);
6066         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_CONST_STR) {
6067                 struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
6068                 int map_off;
6069                 u64 map_addr;
6070                 char *str_ptr;
6071
6072                 if (!bpf_map_is_rdonly(map)) {
6073                         verbose(env, "R%d does not point to a readonly map'\n", regno);
6074                         return -EACCES;
6075                 }
6076
6077                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
6078                         verbose(env, "R%d is not a constant address'\n", regno);
6079                         return -EACCES;
6080                 }
6081
6082                 if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
6083                         verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
6084                         return -EACCES;
6085                 }
6086
6087                 err = check_map_access(env, regno, reg->off,
6088                                        map->value_size - reg->off, false,
6089                                        ACCESS_HELPER);
6090                 if (err)
6091                         return err;
6092
6093                 map_off = reg->off + reg->var_off.value;
6094                 err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &map_addr, map_off);
6095                 if (err) {
6096                         verbose(env, "direct value access on string failed\n");
6097                         return err;
6098                 }
6099
6100                 str_ptr = (char *)(long)(map_addr);
6101                 if (!strnchr(str_ptr + map_off, map->value_size - map_off, 0)) {
6102                         verbose(env, "string is not zero-terminated\n");
6103                         return -EINVAL;
6104                 }
6105         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_KPTR) {
6106                 if (process_kptr_func(env, regno, meta))
6107                         return -EACCES;
6108         }
6109
6110         return err;
6111 }
6112
6113 static bool may_update_sockmap(struct bpf_verifier_env *env, int func_id)
6114 {
6115         enum bpf_attach_type eatype = env->prog->expected_attach_type;
6116         enum bpf_prog_type type = resolve_prog_type(env->prog);
6117
6118         if (func_id != BPF_FUNC_map_update_elem)
6119                 return false;
6120
6121         /* It's not possible to get access to a locked struct sock in these
6122          * contexts, so updating is safe.
6123          */
6124         switch (type) {
6125         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
6126                 if (eatype == BPF_TRACE_ITER)
6127                         return true;
6128                 break;
6129         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
6130         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
6131         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
6132         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
6133         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
6134         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
6135         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
6136                 return true;
6137         default:
6138                 break;
6139         }
6140
6141         verbose(env, "cannot update sockmap in this context\n");
6142         return false;
6143 }
6144
6145 static bool allow_tail_call_in_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
6146 {
6147         return env->prog->jit_requested && IS_ENABLED(CONFIG_X86_64);
6148 }
6149
6150 static int check_map_func_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
6151                                         struct bpf_map *map, int func_id)
6152 {
6153         if (!map)
6154                 return 0;
6155
6156         /* We need a two way check, first is from map perspective ... */
6157         switch (map->map_type) {
6158         case BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY:
6159                 if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
6160                         goto error;
6161                 break;
6162         case BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY:
6163                 if (func_id != BPF_FUNC_perf_event_read &&
6164                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_output &&
6165                     func_id != BPF_FUNC_skb_output &&
6166                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_read_value &&
6167                     func_id != BPF_FUNC_xdp_output)
6168                         goto error;
6169                 break;
6170         case BPF_MAP_TYPE_RINGBUF:
6171                 if (func_id != BPF_FUNC_ringbuf_output &&
6172                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_reserve &&
6173                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_query &&
6174                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_reserve_dynptr &&
6175                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_submit_dynptr &&
6176                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_discard_dynptr)
6177                         goto error;
6178                 break;
6179         case BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE:
6180                 if (func_id != BPF_FUNC_get_stackid)
6181                         goto error;
6182                 break;
6183         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY:
6184                 if (func_id != BPF_FUNC_skb_under_cgroup &&
6185                     func_id != BPF_FUNC_current_task_under_cgroup)
6186                         goto error;
6187                 break;
6188         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE:
6189         case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE:
6190                 if (func_id != BPF_FUNC_get_local_storage)
6191                         goto error;
6192                 break;
6193         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP:
6194         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH:
6195                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
6196                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
6197                         goto error;
6198                 break;
6199         /* Restrict bpf side of cpumap and xskmap, open when use-cases
6200          * appear.
6201          */
6202         case BPF_MAP_TYPE_CPUMAP:
6203                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map)
6204                         goto error;
6205                 break;
6206         case BPF_MAP_TYPE_XSKMAP:
6207                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
6208                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
6209                         goto error;
6210                 break;
6211         case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
6212         case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
6213                 if (func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
6214                         goto error;
6215                 break;
6216         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
6217                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_map &&
6218                     func_id != BPF_FUNC_sock_map_update &&
6219                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
6220                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_map &&
6221                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
6222                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
6223                     !may_update_sockmap(env, func_id))
6224                         goto error;
6225                 break;
6226         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
6227                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_hash &&
6228                     func_id != BPF_FUNC_sock_hash_update &&
6229                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
6230                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_hash &&
6231                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
6232                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
6233                     !may_update_sockmap(env, func_id))
6234                         goto error;
6235                 break;
6236         case BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY:
6237                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport)
6238                         goto error;
6239                 break;
6240         case BPF_MAP_TYPE_QUEUE:
6241         case BPF_MAP_TYPE_STACK:
6242                 if (func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
6243                     func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
6244                     func_id != BPF_FUNC_map_push_elem)
6245                         goto error;
6246                 break;
6247         case BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE:
6248                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_storage_get &&
6249                     func_id != BPF_FUNC_sk_storage_delete)
6250                         goto error;
6251                 break;
6252         case BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE:
6253                 if (func_id != BPF_FUNC_inode_storage_get &&
6254                     func_id != BPF_FUNC_inode_storage_delete)
6255                         goto error;
6256                 break;
6257         case BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE:
6258                 if (func_id != BPF_FUNC_task_storage_get &&
6259                     func_id != BPF_FUNC_task_storage_delete)
6260                         goto error;
6261                 break;
6262         case BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER:
6263                 if (func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
6264                     func_id != BPF_FUNC_map_push_elem)
6265                         goto error;
6266                 break;
6267         default:
6268                 break;
6269         }
6270
6271         /* ... and second from the function itself. */
6272         switch (func_id) {
6273         case BPF_FUNC_tail_call:
6274                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY)
6275                         goto error;
6276                 if (env->subprog_cnt > 1 && !allow_tail_call_in_subprogs(env)) {
6277                         verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
6278                         return -EINVAL;
6279                 }
6280                 break;
6281         case BPF_FUNC_perf_event_read:
6282         case BPF_FUNC_perf_event_output:
6283         case BPF_FUNC_perf_event_read_value:
6284         case BPF_FUNC_skb_output:
6285         case BPF_FUNC_xdp_output:
6286                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY)
6287                         goto error;
6288                 break;
6289         case BPF_FUNC_ringbuf_output:
6290         case BPF_FUNC_ringbuf_reserve:
6291         case BPF_FUNC_ringbuf_query:
6292         case BPF_FUNC_ringbuf_reserve_dynptr:
6293         case BPF_FUNC_ringbuf_submit_dynptr:
6294         case BPF_FUNC_ringbuf_discard_dynptr:
6295                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_RINGBUF)
6296                         goto error;
6297                 break;
6298         case BPF_FUNC_get_stackid:
6299                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE)
6300                         goto error;
6301                 break;
6302         case BPF_FUNC_current_task_under_cgroup:
6303         case BPF_FUNC_skb_under_cgroup:
6304                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY)
6305                         goto error;
6306                 break;
6307         case BPF_FUNC_redirect_map:
6308                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP &&
6309                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH &&
6310                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CPUMAP &&
6311                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_XSKMAP)
6312                         goto error;
6313                 break;
6314         case BPF_FUNC_sk_redirect_map:
6315         case BPF_FUNC_msg_redirect_map:
6316         case BPF_FUNC_sock_map_update:
6317                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP)
6318                         goto error;
6319                 break;
6320         case BPF_FUNC_sk_redirect_hash:
6321         case BPF_FUNC_msg_redirect_hash:
6322         case BPF_FUNC_sock_hash_update:
6323                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
6324                         goto error;
6325                 break;
6326         case BPF_FUNC_get_local_storage:
6327                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE &&
6328                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE)
6329                         goto error;
6330                 break;
6331         case BPF_FUNC_sk_select_reuseport:
6332                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY &&
6333                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP &&
6334                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
6335                         goto error;
6336                 break;
6337         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
6338                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_QUEUE &&
6339                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK)
6340                         goto error;
6341                 break;
6342         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
6343         case BPF_FUNC_map_push_elem:
6344                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_QUEUE &&
6345                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK &&
6346                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER)
6347                         goto error;
6348                 break;
6349         case BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem:
6350                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY &&
6351                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH &&
6352                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH)
6353                         goto error;
6354                 break;
6355         case BPF_FUNC_sk_storage_get:
6356         case BPF_FUNC_sk_storage_delete:
6357                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE)
6358                         goto error;
6359                 break;
6360         case BPF_FUNC_inode_storage_get:
6361         case BPF_FUNC_inode_storage_delete:
6362                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE)
6363                         goto error;
6364                 break;
6365         case BPF_FUNC_task_storage_get:
6366         case BPF_FUNC_task_storage_delete:
6367                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE)
6368                         goto error;
6369                 break;
6370         default:
6371                 break;
6372         }
6373
6374         return 0;
6375 error:
6376         verbose(env, "cannot pass map_type %d into func %s#%d\n",
6377                 map->map_type, func_id_name(func_id), func_id);
6378         return -EINVAL;
6379 }
6380
6381 static bool check_raw_mode_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
6382 {
6383         int count = 0;
6384
6385         if (fn->arg1_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
6386                 count++;
6387         if (fn->arg2_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
6388                 count++;
6389         if (fn->arg3_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
6390                 count++;
6391         if (fn->arg4_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
6392                 count++;
6393         if (fn->arg5_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
6394                 count++;
6395
6396         /* We only support one arg being in raw mode at the moment,
6397          * which is sufficient for the helper functions we have
6398          * right now.
6399          */
6400         return count <= 1;
6401 }
6402
6403 static bool check_args_pair_invalid(enum bpf_arg_type arg_curr,
6404                                     enum bpf_arg_type arg_next)
6405 {
6406         return (base_type(arg_curr) == ARG_PTR_TO_MEM) !=
6407                 arg_type_is_mem_size(arg_next);
6408 }
6409
6410 static bool check_arg_pair_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
6411 {
6412         /* bpf_xxx(..., buf, len) call will access 'len'
6413          * bytes from memory 'buf'. Both arg types need
6414          * to be paired, so make sure there's no buggy
6415          * helper function specification.
6416          */
6417         if (arg_type_is_mem_size(fn->arg1_type) ||
6418             base_type(fn->arg5_type) == ARG_PTR_TO_MEM ||
6419             check_args_pair_invalid(fn->arg1_type, fn->arg2_type) ||
6420             check_args_pair_invalid(fn->arg2_type, fn->arg3_type) ||
6421             check_args_pair_invalid(fn->arg3_type, fn->arg4_type) ||
6422             check_args_pair_invalid(fn->arg4_type, fn->arg5_type))
6423                 return false;
6424
6425         return true;
6426 }
6427
6428 static bool check_refcount_ok(const struct bpf_func_proto *fn, int func_id)
6429 {
6430         int count = 0;
6431
6432         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg1_type))
6433                 count++;
6434         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg2_type))
6435                 count++;
6436         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg3_type))
6437                 count++;
6438         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg4_type))
6439                 count++;
6440         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg5_type))
6441                 count++;
6442
6443         /* A reference acquiring function cannot acquire
6444          * another refcounted ptr.
6445          */
6446         if (may_be_acquire_function(func_id) && count)
6447                 return false;
6448
6449         /* We only support one arg being unreferenced at the moment,
6450          * which is sufficient for the helper functions we have right now.
6451          */
6452         return count <= 1;
6453 }
6454
6455 static bool check_btf_id_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
6456 {
6457         int i;
6458
6459         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(fn->arg_type); i++) {
6460                 if (base_type(fn->arg_type[i]) == ARG_PTR_TO_BTF_ID && !fn->arg_btf_id[i])
6461                         return false;
6462
6463                 if (base_type(fn->arg_type[i]) != ARG_PTR_TO_BTF_ID && fn->arg_btf_id[i])
6464                         return false;
6465         }
6466
6467         return true;
6468 }
6469
6470 static int check_func_proto(const struct bpf_func_proto *fn, int func_id,
6471                             struct bpf_call_arg_meta *meta)
6472 {
6473         return check_raw_mode_ok(fn) &&
6474                check_arg_pair_ok(fn) &&
6475                check_btf_id_ok(fn) &&
6476                check_refcount_ok(fn, func_id) ? 0 : -EINVAL;
6477 }
6478
6479 /* Packet data might have moved, any old PTR_TO_PACKET[_META,_END]
6480  * are now invalid, so turn them into unknown SCALAR_VALUE.
6481  */
6482 static void __clear_all_pkt_pointers(struct bpf_verifier_env *env,
6483                                      struct bpf_func_state *state)
6484 {
6485         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *reg;
6486         int i;
6487
6488         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
6489                 if (reg_is_pkt_pointer_any(&regs[i]))
6490                         mark_reg_unknown(env, regs, i);
6491
6492         bpf_for_each_spilled_reg(i, state, reg) {
6493                 if (!reg)
6494                         continue;
6495                 if (reg_is_pkt_pointer_any(reg))
6496                         __mark_reg_unknown(env, reg);
6497         }
6498 }
6499
6500 static void clear_all_pkt_pointers(struct bpf_verifier_env *env)
6501 {
6502         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
6503         int i;
6504
6505         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++)
6506                 __clear_all_pkt_pointers(env, vstate->frame[i]);
6507 }
6508
6509 enum {
6510         AT_PKT_END = -1,
6511         BEYOND_PKT_END = -2,
6512 };
6513
6514 static void mark_pkt_end(struct bpf_verifier_state *vstate, int regn, bool range_open)
6515 {
6516         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
6517         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regn];
6518
6519         if (reg->type != PTR_TO_PACKET)
6520                 /* PTR_TO_PACKET_META is not supported yet */
6521                 return;
6522
6523         /* The 'reg' is pkt > pkt_end or pkt >= pkt_end.
6524          * How far beyond pkt_end it goes is unknown.
6525          * if (!range_open) it's the case of pkt >= pkt_end
6526          * if (range_open) it's the case of pkt > pkt_end
6527          * hence this pointer is at least 1 byte bigger than pkt_end
6528          */
6529         if (range_open)
6530                 reg->range = BEYOND_PKT_END;
6531         else
6532                 reg->range = AT_PKT_END;
6533 }
6534
6535 static void release_reg_references(struct bpf_verifier_env *env,
6536                                    struct bpf_func_state *state,
6537                                    int ref_obj_id)
6538 {
6539         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *reg;
6540         int i;
6541
6542         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
6543                 if (regs[i].ref_obj_id == ref_obj_id)
6544                         mark_reg_unknown(env, regs, i);
6545
6546         bpf_for_each_spilled_reg(i, state, reg) {
6547                 if (!reg)
6548                         continue;
6549                 if (reg->ref_obj_id == ref_obj_id)
6550                         __mark_reg_unknown(env, reg);
6551         }
6552 }
6553
6554 /* The pointer with the specified id has released its reference to kernel
6555  * resources. Identify all copies of the same pointer and clear the reference.
6556  */
6557 static int release_reference(struct bpf_verifier_env *env,
6558                              int ref_obj_id)
6559 {
6560         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
6561         int err;
6562         int i;
6563
6564         err = release_reference_state(cur_func(env), ref_obj_id);
6565         if (err)
6566                 return err;
6567
6568         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++)
6569                 release_reg_references(env, vstate->frame[i], ref_obj_id);
6570
6571         return 0;
6572 }
6573
6574 static void clear_caller_saved_regs(struct bpf_verifier_env *env,
6575                                     struct bpf_reg_state *regs)
6576 {
6577         int i;
6578
6579         /* after the call registers r0 - r5 were scratched */
6580         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
6581                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
6582                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
6583         }
6584 }
6585
6586 typedef int (*set_callee_state_fn)(struct bpf_verifier_env *env,
6587                                    struct bpf_func_state *caller,
6588                                    struct bpf_func_state *callee,
6589                                    int insn_idx);
6590
6591 static int __check_func_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
6592                              int *insn_idx, int subprog,
6593                              set_callee_state_fn set_callee_state_cb)
6594 {
6595         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
6596         struct bpf_func_info_aux *func_info_aux;
6597         struct bpf_func_state *caller, *callee;
6598         int err;
6599         bool is_global = false;
6600
6601         if (state->curframe + 1 >= MAX_CALL_FRAMES) {
6602                 verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep\n",
6603                         state->curframe + 2);
6604                 return -E2BIG;
6605         }
6606
6607         caller = state->frame[state->curframe];
6608         if (state->frame[state->curframe + 1]) {
6609                 verbose(env, "verifier bug. Frame %d already allocated\n",
6610                         state->curframe + 1);
6611                 return -EFAULT;
6612         }
6613
6614         func_info_aux = env->prog->aux->func_info_aux;
6615         if (func_info_aux)
6616                 is_global = func_info_aux[subprog].linkage == BTF_FUNC_GLOBAL;
6617         err = btf_check_subprog_arg_match(env, subprog, caller->regs);
6618         if (err == -EFAULT)
6619                 return err;
6620         if (is_global) {
6621                 if (err) {
6622                         verbose(env, "Caller passes invalid args into func#%d\n",
6623                                 subprog);
6624                         return err;
6625                 } else {
6626                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
6627                                 verbose(env,
6628                                         "Func#%d is global and valid. Skipping.\n",
6629                                         subprog);
6630                         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
6631
6632                         /* All global functions return a 64-bit SCALAR_VALUE */
6633                         mark_reg_unknown(env, caller->regs, BPF_REG_0);
6634                         caller->regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
6635
6636                         /* continue with next insn after call */
6637                         return 0;
6638                 }
6639         }
6640
6641         if (insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
6642             insn->src_reg == 0 &&
6643             insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback) {
6644                 struct bpf_verifier_state *async_cb;
6645
6646                 /* there is no real recursion here. timer callbacks are async */
6647                 env->subprog_info[subprog].is_async_cb = true;
6648                 async_cb = push_async_cb(env, env->subprog_info[subprog].start,
6649                                          *insn_idx, subprog);
6650                 if (!async_cb)
6651                         return -EFAULT;
6652                 callee = async_cb->frame[0];
6653                 callee->async_entry_cnt = caller->async_entry_cnt + 1;
6654
6655                 /* Convert bpf_timer_set_callback() args into timer callback args */
6656                 err = set_callee_state_cb(env, caller, callee, *insn_idx);
6657                 if (err)
6658                         return err;
6659
6660                 clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
6661                 mark_reg_unknown(env, caller->regs, BPF_REG_0);
6662                 caller->regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
6663                 /* continue with next insn after call */
6664                 return 0;
6665         }
6666
6667         callee = kzalloc(sizeof(*callee), GFP_KERNEL);
6668         if (!callee)
6669                 return -ENOMEM;
6670         state->frame[state->curframe + 1] = callee;
6671
6672         /* callee cannot access r0, r6 - r9 for reading and has to write
6673          * into its own stack before reading from it.
6674          * callee can read/write into caller's stack
6675          */
6676         init_func_state(env, callee,
6677                         /* remember the callsite, it will be used by bpf_exit */
6678                         *insn_idx /* callsite */,
6679                         state->curframe + 1 /* frameno within this callchain */,
6680                         subprog /* subprog number within this prog */);
6681
6682         /* Transfer references to the callee */
6683         err = copy_reference_state(callee, caller);
6684         if (err)
6685                 return err;
6686
6687         err = set_callee_state_cb(env, caller, callee, *insn_idx);
6688         if (err)
6689                 return err;
6690
6691         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
6692
6693         /* only increment it after check_reg_arg() finished */
6694         state->curframe++;
6695
6696         /* and go analyze first insn of the callee */
6697         *insn_idx = env->subprog_info[subprog].start - 1;
6698
6699         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
6700                 verbose(env, "caller:\n");
6701                 print_verifier_state(env, caller, true);
6702                 verbose(env, "callee:\n");
6703                 print_verifier_state(env, callee, true);
6704         }
6705         return 0;
6706 }
6707
6708 int map_set_for_each_callback_args(struct bpf_verifier_env *env,
6709                                    struct bpf_func_state *caller,
6710                                    struct bpf_func_state *callee)
6711 {
6712         /* bpf_for_each_map_elem(struct bpf_map *map, void *callback_fn,
6713          *      void *callback_ctx, u64 flags);
6714          * callback_fn(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
6715          *      void *callback_ctx);
6716          */
6717         callee->regs[BPF_REG_1] = caller->regs[BPF_REG_1];
6718
6719         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_MAP_KEY;
6720         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
6721         callee->regs[BPF_REG_2].map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
6722
6723         callee->regs[BPF_REG_3].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
6724         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_3]);
6725         callee->regs[BPF_REG_3].map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
6726
6727         /* pointer to stack or null */
6728         callee->regs[BPF_REG_4] = caller->regs[BPF_REG_3];
6729
6730         /* unused */
6731         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
6732         return 0;
6733 }
6734
6735 static int set_callee_state(struct bpf_verifier_env *env,
6736                             struct bpf_func_state *caller,
6737                             struct bpf_func_state *callee, int insn_idx)
6738 {
6739         int i;
6740
6741         /* copy r1 - r5 args that callee can access.  The copy includes parent
6742          * pointers, which connects us up to the liveness chain
6743          */
6744         for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++)
6745                 callee->regs[i] = caller->regs[i];
6746         return 0;
6747 }
6748
6749 static int check_func_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
6750                            int *insn_idx)
6751 {
6752         int subprog, target_insn;
6753
6754         target_insn = *insn_idx + insn->imm + 1;
6755         subprog = find_subprog(env, target_insn);
6756         if (subprog < 0) {
6757                 verbose(env, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
6758                         target_insn);
6759                 return -EFAULT;
6760         }
6761
6762         return __check_func_call(env, insn, insn_idx, subprog, set_callee_state);
6763 }
6764
6765 static int set_map_elem_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
6766                                        struct bpf_func_state *caller,
6767                                        struct bpf_func_state *callee,
6768                                        int insn_idx)
6769 {
6770         struct bpf_insn_aux_data *insn_aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
6771         struct bpf_map *map;
6772         int err;
6773
6774         if (bpf_map_ptr_poisoned(insn_aux)) {
6775                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
6776                 return -EINVAL;
6777         }
6778
6779         map = BPF_MAP_PTR(insn_aux->map_ptr_state);
6780         if (!map->ops->map_set_for_each_callback_args ||
6781             !map->ops->map_for_each_callback) {
6782                 verbose(env, "callback function not allowed for map\n");
6783                 return -ENOTSUPP;
6784         }
6785
6786         err = map->ops->map_set_for_each_callback_args(env, caller, callee);
6787         if (err)
6788                 return err;
6789
6790         callee->in_callback_fn = true;
6791         return 0;
6792 }
6793
6794 static int set_loop_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
6795                                    struct bpf_func_state *caller,
6796                                    struct bpf_func_state *callee,
6797                                    int insn_idx)
6798 {
6799         /* bpf_loop(u32 nr_loops, void *callback_fn, void *callback_ctx,
6800          *          u64 flags);
6801          * callback_fn(u32 index, void *callback_ctx);
6802          */
6803         callee->regs[BPF_REG_1].type = SCALAR_VALUE;
6804         callee->regs[BPF_REG_2] = caller->regs[BPF_REG_3];
6805
6806         /* unused */
6807         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
6808         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
6809         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
6810
6811         callee->in_callback_fn = true;
6812         return 0;
6813 }
6814
6815 static int set_timer_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
6816                                     struct bpf_func_state *caller,
6817                                     struct bpf_func_state *callee,
6818                                     int insn_idx)
6819 {
6820         struct bpf_map *map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
6821
6822         /* bpf_timer_set_callback(struct bpf_timer *timer, void *callback_fn);
6823          * callback_fn(struct bpf_map *map, void *key, void *value);
6824          */
6825         callee->regs[BPF_REG_1].type = CONST_PTR_TO_MAP;
6826         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_1]);
6827         callee->regs[BPF_REG_1].map_ptr = map_ptr;
6828
6829         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_MAP_KEY;
6830         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
6831         callee->regs[BPF_REG_2].map_ptr = map_ptr;
6832
6833         callee->regs[BPF_REG_3].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
6834         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_3]);
6835         callee->regs[BPF_REG_3].map_ptr = map_ptr;
6836
6837         /* unused */
6838         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
6839         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
6840         callee->in_async_callback_fn = true;
6841         return 0;
6842 }
6843
6844 static int set_find_vma_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
6845                                        struct bpf_func_state *caller,
6846                                        struct bpf_func_state *callee,
6847                                        int insn_idx)
6848 {
6849         /* bpf_find_vma(struct task_struct *task, u64 addr,
6850          *               void *callback_fn, void *callback_ctx, u64 flags)
6851          * (callback_fn)(struct task_struct *task,
6852          *               struct vm_area_struct *vma, void *callback_ctx);
6853          */
6854         callee->regs[BPF_REG_1] = caller->regs[BPF_REG_1];
6855
6856         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_BTF_ID;
6857         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
6858         callee->regs[BPF_REG_2].btf =  btf_vmlinux;
6859         callee->regs[BPF_REG_2].btf_id = btf_tracing_ids[BTF_TRACING_TYPE_VMA],
6860
6861         /* pointer to stack or null */
6862         callee->regs[BPF_REG_3] = caller->regs[BPF_REG_4];
6863
6864         /* unused */
6865         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
6866         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
6867         callee->in_callback_fn = true;
6868         return 0;
6869 }
6870
6871 static int prepare_func_exit(struct bpf_verifier_env *env, int *insn_idx)
6872 {
6873         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
6874         struct bpf_func_state *caller, *callee;
6875         struct bpf_reg_state *r0;
6876         int err;
6877
6878         callee = state->frame[state->curframe];
6879         r0 = &callee->regs[BPF_REG_0];
6880         if (r0->type == PTR_TO_STACK) {
6881                 /* technically it's ok to return caller's stack pointer
6882                  * (or caller's caller's pointer) back to the caller,
6883                  * since these pointers are valid. Only current stack
6884                  * pointer will be invalid as soon as function exits,
6885                  * but let's be conservative
6886                  */
6887                 verbose(env, "cannot return stack pointer to the caller\n");
6888                 return -EINVAL;
6889         }
6890
6891         state->curframe--;
6892         caller = state->frame[state->curframe];
6893         if (callee->in_callback_fn) {
6894                 /* enforce R0 return value range [0, 1]. */
6895                 struct tnum range = tnum_range(0, 1);
6896
6897                 if (r0->type != SCALAR_VALUE) {
6898                         verbose(env, "R0 not a scalar value\n");
6899                         return -EACCES;
6900                 }
6901                 if (!tnum_in(range, r0->var_off)) {
6902                         verbose_invalid_scalar(env, r0, &range, "callback return", "R0");
6903                         return -EINVAL;
6904                 }
6905         } else {
6906                 /* return to the caller whatever r0 had in the callee */
6907                 caller->regs[BPF_REG_0] = *r0;
6908         }
6909
6910         /* Transfer references to the caller */
6911         err = copy_reference_state(caller, callee);
6912         if (err)
6913                 return err;
6914
6915         *insn_idx = callee->callsite + 1;
6916         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
6917                 verbose(env, "returning from callee:\n");
6918                 print_verifier_state(env, callee, true);
6919                 verbose(env, "to caller at %d:\n", *insn_idx);
6920                 print_verifier_state(env, caller, true);
6921         }
6922         /* clear everything in the callee */
6923         free_func_state(callee);
6924         state->frame[state->curframe + 1] = NULL;
6925         return 0;
6926 }
6927
6928 static void do_refine_retval_range(struct bpf_reg_state *regs, int ret_type,
6929                                    int func_id,
6930                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
6931 {
6932         struct bpf_reg_state *ret_reg = &regs[BPF_REG_0];
6933
6934         if (ret_type != RET_INTEGER ||
6935             (func_id != BPF_FUNC_get_stack &&
6936              func_id != BPF_FUNC_get_task_stack &&
6937              func_id != BPF_FUNC_probe_read_str &&
6938              func_id != BPF_FUNC_probe_read_kernel_str &&
6939              func_id != BPF_FUNC_probe_read_user_str))
6940                 return;
6941
6942         ret_reg->smax_value = meta->msize_max_value;
6943         ret_reg->s32_max_value = meta->msize_max_value;
6944         ret_reg->smin_value = -MAX_ERRNO;
6945         ret_reg->s32_min_value = -MAX_ERRNO;
6946         __reg_deduce_bounds(ret_reg);
6947         __reg_bound_offset(ret_reg);
6948         __update_reg_bounds(ret_reg);
6949 }
6950
6951 static int
6952 record_func_map(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
6953                 int func_id, int insn_idx)
6954 {
6955         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
6956         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
6957
6958         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call &&
6959             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
6960             func_id != BPF_FUNC_map_update_elem &&
6961             func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
6962             func_id != BPF_FUNC_map_push_elem &&
6963             func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
6964             func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
6965             func_id != BPF_FUNC_for_each_map_elem &&
6966             func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
6967             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem)
6968                 return 0;
6969
6970         if (map == NULL) {
6971                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
6972                 return -EINVAL;
6973         }
6974
6975         /* In case of read-only, some additional restrictions
6976          * need to be applied in order to prevent altering the
6977          * state of the map from program side.
6978          */
6979         if ((map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) &&
6980             (func_id == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
6981              func_id == BPF_FUNC_map_update_elem ||
6982              func_id == BPF_FUNC_map_push_elem ||
6983              func_id == BPF_FUNC_map_pop_elem)) {
6984                 verbose(env, "write into map forbidden\n");
6985                 return -EACCES;
6986         }
6987
6988         if (!BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state))
6989                 bpf_map_ptr_store(aux, meta->map_ptr,
6990                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
6991         else if (BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) != meta->map_ptr)
6992                 bpf_map_ptr_store(aux, BPF_MAP_PTR_POISON,
6993                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
6994         return 0;
6995 }
6996
6997 static int
6998 record_func_key(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
6999                 int func_id, int insn_idx)
7000 {
7001         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
7002         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg;
7003         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
7004         struct tnum range;
7005         u64 val;
7006         int err;
7007
7008         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
7009                 return 0;
7010         if (!map || map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY) {
7011                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
7012                 return -EINVAL;
7013         }
7014
7015         range = tnum_range(0, map->max_entries - 1);
7016         reg = &regs[BPF_REG_3];
7017
7018         if (!register_is_const(reg) || !tnum_in(range, reg->var_off)) {
7019                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
7020                 return 0;
7021         }
7022
7023         err = mark_chain_precision(env, BPF_REG_3);
7024         if (err)
7025                 return err;
7026
7027         val = reg->var_off.value;
7028         if (bpf_map_key_unseen(aux))
7029                 bpf_map_key_store(aux, val);
7030         else if (!bpf_map_key_poisoned(aux) &&
7031                   bpf_map_key_immediate(aux) != val)
7032                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
7033         return 0;
7034 }
7035
7036 static int check_reference_leak(struct bpf_verifier_env *env)
7037 {
7038         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
7039         int i;
7040
7041         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
7042                 verbose(env, "Unreleased reference id=%d alloc_insn=%d\n",
7043                         state->refs[i].id, state->refs[i].insn_idx);
7044         }
7045         return state->acquired_refs ? -EINVAL : 0;
7046 }
7047
7048 static int check_bpf_snprintf_call(struct bpf_verifier_env *env,
7049                                    struct bpf_reg_state *regs)
7050 {
7051         struct bpf_reg_state *fmt_reg = &regs[BPF_REG_3];
7052         struct bpf_reg_state *data_len_reg = &regs[BPF_REG_5];
7053         struct bpf_map *fmt_map = fmt_reg->map_ptr;
7054         int err, fmt_map_off, num_args;
7055         u64 fmt_addr;
7056         char *fmt;
7057
7058         /* data must be an array of u64 */
7059         if (data_len_reg->var_off.value % 8)
7060                 return -EINVAL;
7061         num_args = data_len_reg->var_off.value / 8;
7062
7063         /* fmt being ARG_PTR_TO_CONST_STR guarantees that var_off is const
7064          * and map_direct_value_addr is set.
7065          */
7066         fmt_map_off = fmt_reg->off + fmt_reg->var_off.value;
7067         err = fmt_map->ops->map_direct_value_addr(fmt_map, &fmt_addr,
7068                                                   fmt_map_off);
7069         if (err) {
7070                 verbose(env, "verifier bug\n");
7071                 return -EFAULT;
7072         }
7073         fmt = (char *)(long)fmt_addr + fmt_map_off;
7074
7075         /* We are also guaranteed that fmt+fmt_map_off is NULL terminated, we
7076          * can focus on validating the format specifiers.
7077          */
7078         err = bpf_bprintf_prepare(fmt, UINT_MAX, NULL, NULL, num_args);
7079         if (err < 0)
7080                 verbose(env, "Invalid format string\n");
7081
7082         return err;
7083 }
7084
7085 static int check_get_func_ip(struct bpf_verifier_env *env)
7086 {
7087         enum bpf_prog_type type = resolve_prog_type(env->prog);
7088         int func_id = BPF_FUNC_get_func_ip;
7089
7090         if (type == BPF_PROG_TYPE_TRACING) {
7091                 if (!bpf_prog_has_trampoline(env->prog)) {
7092                         verbose(env, "func %s#%d supported only for fentry/fexit/fmod_ret programs\n",
7093                                 func_id_name(func_id), func_id);
7094                         return -ENOTSUPP;
7095                 }
7096                 return 0;
7097         } else if (type == BPF_PROG_TYPE_KPROBE) {
7098                 return 0;
7099         }
7100
7101         verbose(env, "func %s#%d not supported for program type %d\n",
7102                 func_id_name(func_id), func_id, type);
7103         return -ENOTSUPP;
7104 }
7105
7106 static int check_helper_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
7107                              int *insn_idx_p)
7108 {
7109         const struct bpf_func_proto *fn = NULL;
7110         enum bpf_return_type ret_type;
7111         enum bpf_type_flag ret_flag;
7112         struct bpf_reg_state *regs;
7113         struct bpf_call_arg_meta meta;
7114         int insn_idx = *insn_idx_p;
7115         bool changes_data;
7116         int i, err, func_id;
7117
7118         /* find function prototype */
7119         func_id = insn->imm;
7120         if (func_id < 0 || func_id >= __BPF_FUNC_MAX_ID) {
7121                 verbose(env, "invalid func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
7122                         func_id);
7123                 return -EINVAL;
7124         }
7125
7126         if (env->ops->get_func_proto)
7127                 fn = env->ops->get_func_proto(func_id, env->prog);
7128         if (!fn) {
7129                 verbose(env, "unknown func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
7130                         func_id);
7131                 return -EINVAL;
7132         }
7133
7134         /* eBPF programs must be GPL compatible to use GPL-ed functions */
7135         if (!env->prog->gpl_compatible && fn->gpl_only) {
7136                 verbose(env, "cannot call GPL-restricted function from non-GPL compatible program\n");
7137                 return -EINVAL;
7138         }
7139
7140         if (fn->allowed && !fn->allowed(env->prog)) {
7141                 verbose(env, "helper call is not allowed in probe\n");
7142                 return -EINVAL;
7143         }
7144
7145         /* With LD_ABS/IND some JITs save/restore skb from r1. */
7146         changes_data = bpf_helper_changes_pkt_data(fn->func);
7147         if (changes_data && fn->arg1_type != ARG_PTR_TO_CTX) {
7148                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d: r1 != ctx\n",
7149                         func_id_name(func_id), func_id);
7150                 return -EINVAL;
7151         }
7152
7153         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
7154         meta.pkt_access = fn->pkt_access;
7155
7156         err = check_func_proto(fn, func_id, &meta);
7157         if (err) {
7158                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
7159                         func_id_name(func_id), func_id);
7160                 return err;
7161         }
7162
7163         meta.func_id = func_id;
7164         /* check args */
7165         for (i = 0; i < MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS; i++) {
7166                 err = check_func_arg(env, i, &meta, fn);
7167                 if (err)
7168                         return err;
7169         }
7170
7171         err = record_func_map(env, &meta, func_id, insn_idx);
7172         if (err)
7173                 return err;
7174
7175         err = record_func_key(env, &meta, func_id, insn_idx);
7176         if (err)
7177                 return err;
7178
7179         /* Mark slots with STACK_MISC in case of raw mode, stack offset
7180          * is inferred from register state.
7181          */
7182         for (i = 0; i < meta.access_size; i++) {
7183                 err = check_mem_access(env, insn_idx, meta.regno, i, BPF_B,
7184                                        BPF_WRITE, -1, false);
7185                 if (err)
7186                         return err;
7187         }
7188
7189         regs = cur_regs(env);
7190
7191         if (meta.uninit_dynptr_regno) {
7192                 /* we write BPF_DW bits (8 bytes) at a time */
7193                 for (i = 0; i < BPF_DYNPTR_SIZE; i += 8) {
7194                         err = check_mem_access(env, insn_idx, meta.uninit_dynptr_regno,
7195                                                i, BPF_DW, BPF_WRITE, -1, false);
7196                         if (err)
7197                                 return err;
7198                 }
7199
7200                 err = mark_stack_slots_dynptr(env, &regs[meta.uninit_dynptr_regno],
7201                                               fn->arg_type[meta.uninit_dynptr_regno - BPF_REG_1],
7202                                               insn_idx);
7203                 if (err)
7204                         return err;
7205         }
7206
7207         if (meta.release_regno) {
7208                 err = -EINVAL;
7209                 if (arg_type_is_dynptr(fn->arg_type[meta.release_regno - BPF_REG_1]))
7210                         err = unmark_stack_slots_dynptr(env, &regs[meta.release_regno]);
7211                 else if (meta.ref_obj_id)
7212                         err = release_reference(env, meta.ref_obj_id);
7213                 /* meta.ref_obj_id can only be 0 if register that is meant to be
7214                  * released is NULL, which must be > R0.
7215                  */
7216                 else if (register_is_null(&regs[meta.release_regno]))
7217                         err = 0;
7218                 if (err) {
7219                         verbose(env, "func %s#%d reference has not been acquired before\n",
7220                                 func_id_name(func_id), func_id);
7221                         return err;
7222                 }
7223         }
7224
7225         switch (func_id) {
7226         case BPF_FUNC_tail_call:
7227                 err = check_reference_leak(env);
7228                 if (err) {
7229                         verbose(env, "tail_call would lead to reference leak\n");
7230                         return err;
7231                 }
7232                 break;
7233         case BPF_FUNC_get_local_storage:
7234                 /* check that flags argument in get_local_storage(map, flags) is 0,
7235                  * this is required because get_local_storage() can't return an error.
7236                  */
7237                 if (!register_is_null(&regs[BPF_REG_2])) {
7238                         verbose(env, "get_local_storage() doesn't support non-zero flags\n");
7239                         return -EINVAL;
7240                 }
7241                 break;
7242         case BPF_FUNC_for_each_map_elem:
7243                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
7244                                         set_map_elem_callback_state);
7245                 break;
7246         case BPF_FUNC_timer_set_callback:
7247                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
7248                                         set_timer_callback_state);
7249                 break;
7250         case BPF_FUNC_find_vma:
7251                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
7252                                         set_find_vma_callback_state);
7253                 break;
7254         case BPF_FUNC_snprintf:
7255                 err = check_bpf_snprintf_call(env, regs);
7256                 break;
7257         case BPF_FUNC_loop:
7258                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
7259                                         set_loop_callback_state);
7260                 break;
7261         case BPF_FUNC_dynptr_from_mem:
7262                 if (regs[BPF_REG_1].type != PTR_TO_MAP_VALUE) {
7263                         verbose(env, "Unsupported reg type %s for bpf_dynptr_from_mem data\n",
7264                                 reg_type_str(env, regs[BPF_REG_1].type));
7265                         return -EACCES;
7266                 }
7267         }
7268
7269         if (err)
7270                 return err;
7271
7272         /* reset caller saved regs */
7273         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
7274                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
7275                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
7276         }
7277
7278         /* helper call returns 64-bit value. */
7279         regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
7280
7281         /* update return register (already marked as written above) */
7282         ret_type = fn->ret_type;
7283         ret_flag = type_flag(fn->ret_type);
7284         if (ret_type == RET_INTEGER) {
7285                 /* sets type to SCALAR_VALUE */
7286                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
7287         } else if (ret_type == RET_VOID) {
7288                 regs[BPF_REG_0].type = NOT_INIT;
7289         } else if (base_type(ret_type) == RET_PTR_TO_MAP_VALUE) {
7290                 /* There is no offset yet applied, variable or fixed */
7291                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
7292                 /* remember map_ptr, so that check_map_access()
7293                  * can check 'value_size' boundary of memory access
7294                  * to map element returned from bpf_map_lookup_elem()
7295                  */
7296                 if (meta.map_ptr == NULL) {
7297                         verbose(env,
7298                                 "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
7299                         return -EINVAL;
7300                 }
7301                 regs[BPF_REG_0].map_ptr = meta.map_ptr;
7302                 regs[BPF_REG_0].map_uid = meta.map_uid;
7303                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MAP_VALUE | ret_flag;
7304                 if (!type_may_be_null(ret_type) &&
7305                     map_value_has_spin_lock(meta.map_ptr)) {
7306                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
7307                 }
7308         } else if (base_type(ret_type) == RET_PTR_TO_SOCKET) {
7309                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
7310                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCKET | ret_flag;
7311         } else if (base_type(ret_type) == RET_PTR_TO_SOCK_COMMON) {
7312                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
7313                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCK_COMMON | ret_flag;
7314         } else if (base_type(ret_type) == RET_PTR_TO_TCP_SOCK) {
7315                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
7316                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_TCP_SOCK | ret_flag;
7317         } else if (base_type(ret_type) == RET_PTR_TO_ALLOC_MEM) {
7318                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
7319                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | ret_flag;
7320                 regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.mem_size;
7321         } else if (base_type(ret_type) == RET_PTR_TO_MEM_OR_BTF_ID) {
7322                 const struct btf_type *t;
7323
7324                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
7325                 t = btf_type_skip_modifiers(meta.ret_btf, meta.ret_btf_id, NULL);
7326                 if (!btf_type_is_struct(t)) {
7327                         u32 tsize;
7328                         const struct btf_type *ret;
7329                         const char *tname;
7330
7331                         /* resolve the type size of ksym. */
7332                         ret = btf_resolve_size(meta.ret_btf, t, &tsize);
7333                         if (IS_ERR(ret)) {
7334                                 tname = btf_name_by_offset(meta.ret_btf, t->name_off);
7335                                 verbose(env, "unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
7336                                         tname, PTR_ERR(ret));
7337                                 return -EINVAL;
7338                         }
7339                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | ret_flag;
7340                         regs[BPF_REG_0].mem_size = tsize;
7341                 } else {
7342                         /* MEM_RDONLY may be carried from ret_flag, but it
7343                          * doesn't apply on PTR_TO_BTF_ID. Fold it, otherwise
7344                          * it will confuse the check of PTR_TO_BTF_ID in
7345                          * check_mem_access().
7346                          */
7347                         ret_flag &= ~MEM_RDONLY;
7348
7349                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | ret_flag;
7350                         regs[BPF_REG_0].btf = meta.ret_btf;
7351                         regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.ret_btf_id;
7352                 }
7353         } else if (base_type(ret_type) == RET_PTR_TO_BTF_ID) {
7354                 struct btf *ret_btf;
7355                 int ret_btf_id;
7356
7357                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
7358                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | ret_flag;
7359                 if (func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg) {
7360                         ret_btf = meta.kptr_off_desc->kptr.btf;
7361                         ret_btf_id = meta.kptr_off_desc->kptr.btf_id;
7362                 } else {
7363                         ret_btf = btf_vmlinux;
7364                         ret_btf_id = *fn->ret_btf_id;
7365                 }
7366                 if (ret_btf_id == 0) {
7367                         verbose(env, "invalid return type %u of func %s#%d\n",
7368                                 base_type(ret_type), func_id_name(func_id),
7369                                 func_id);
7370                         return -EINVAL;
7371                 }
7372                 regs[BPF_REG_0].btf = ret_btf;
7373                 regs[BPF_REG_0].btf_id = ret_btf_id;
7374         } else {
7375                 verbose(env, "unknown return type %u of func %s#%d\n",
7376                         base_type(ret_type), func_id_name(func_id), func_id);
7377                 return -EINVAL;
7378         }
7379
7380         if (type_may_be_null(regs[BPF_REG_0].type))
7381                 regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
7382
7383         if (is_ptr_cast_function(func_id)) {
7384                 /* For release_reference() */
7385                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
7386         } else if (is_acquire_function(func_id, meta.map_ptr)) {
7387                 int id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
7388
7389                 if (id < 0)
7390                         return id;
7391                 /* For mark_ptr_or_null_reg() */
7392                 regs[BPF_REG_0].id = id;
7393                 /* For release_reference() */
7394                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = id;
7395         } else if (func_id == BPF_FUNC_dynptr_data) {
7396                 int dynptr_id = 0, i;
7397
7398                 /* Find the id of the dynptr we're acquiring a reference to */
7399                 for (i = 0; i < MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS; i++) {
7400                         if (arg_type_is_dynptr(fn->arg_type[i])) {
7401                                 if (dynptr_id) {
7402                                         verbose(env, "verifier internal error: multiple dynptr args in func\n");
7403                                         return -EFAULT;
7404                                 }
7405                                 dynptr_id = stack_slot_get_id(env, &regs[BPF_REG_1 + i]);
7406                         }
7407                 }
7408                 /* For release_reference() */
7409                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = dynptr_id;
7410         }
7411
7412         do_refine_retval_range(regs, fn->ret_type, func_id, &meta);
7413
7414         err = check_map_func_compatibility(env, meta.map_ptr, func_id);
7415         if (err)
7416                 return err;
7417
7418         if ((func_id == BPF_FUNC_get_stack ||
7419              func_id == BPF_FUNC_get_task_stack) &&
7420             !env->prog->has_callchain_buf) {
7421                 const char *err_str;
7422
7423 #ifdef CONFIG_PERF_EVENTS
7424                 err = get_callchain_buffers(sysctl_perf_event_max_stack);
7425                 err_str = "cannot get callchain buffer for func %s#%d\n";
7426 #else
7427                 err = -ENOTSUPP;
7428                 err_str = "func %s#%d not supported without CONFIG_PERF_EVENTS\n";
7429 #endif
7430                 if (err) {
7431                         verbose(env, err_str, func_id_name(func_id), func_id);
7432                         return err;
7433                 }
7434
7435                 env->prog->has_callchain_buf = true;
7436         }
7437
7438         if (func_id == BPF_FUNC_get_stackid || func_id == BPF_FUNC_get_stack)
7439                 env->prog->call_get_stack = true;
7440
7441         if (func_id == BPF_FUNC_get_func_ip) {
7442                 if (check_get_func_ip(env))
7443                         return -ENOTSUPP;
7444                 env->prog->call_get_func_ip = true;
7445         }
7446
7447         if (changes_data)
7448                 clear_all_pkt_pointers(env);
7449         return 0;
7450 }
7451
7452 /* mark_btf_func_reg_size() is used when the reg size is determined by
7453  * the BTF func_proto's return value size and argument.
7454  */
7455 static void mark_btf_func_reg_size(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
7456                                    size_t reg_size)
7457 {
7458         struct bpf_reg_state *reg = &cur_regs(env)[regno];
7459
7460         if (regno == BPF_REG_0) {
7461                 /* Function return value */
7462                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
7463                 reg->subreg_def = reg_size == sizeof(u64) ?
7464                         DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
7465         } else {
7466                 /* Function argument */
7467                 if (reg_size == sizeof(u64)) {
7468                         mark_insn_zext(env, reg);
7469                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
7470                 } else {
7471                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ32);
7472                 }
7473         }
7474 }
7475
7476 static int check_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
7477                             int *insn_idx_p)
7478 {
7479         const struct btf_type *t, *func, *func_proto, *ptr_type;
7480         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
7481         const char *func_name, *ptr_type_name;
7482         u32 i, nargs, func_id, ptr_type_id;
7483         int err, insn_idx = *insn_idx_p;
7484         const struct btf_param *args;
7485         struct btf *desc_btf;
7486         bool acq;
7487
7488         /* skip for now, but return error when we find this in fixup_kfunc_call */
7489         if (!insn->imm)
7490                 return 0;
7491
7492         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(env, insn->off);
7493         if (IS_ERR(desc_btf))
7494                 return PTR_ERR(desc_btf);
7495
7496         func_id = insn->imm;
7497         func = btf_type_by_id(desc_btf, func_id);
7498         func_name = btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
7499         func_proto = btf_type_by_id(desc_btf, func->type);
7500
7501         if (!btf_kfunc_id_set_contains(desc_btf, resolve_prog_type(env->prog),
7502                                       BTF_KFUNC_TYPE_CHECK, func_id)) {
7503                 verbose(env, "calling kernel function %s is not allowed\n",
7504                         func_name);
7505                 return -EACCES;
7506         }
7507
7508         acq = btf_kfunc_id_set_contains(desc_btf, resolve_prog_type(env->prog),
7509                                         BTF_KFUNC_TYPE_ACQUIRE, func_id);
7510
7511         /* Check the arguments */
7512         err = btf_check_kfunc_arg_match(env, desc_btf, func_id, regs);
7513         if (err < 0)
7514                 return err;
7515         /* In case of release function, we get register number of refcounted
7516          * PTR_TO_BTF_ID back from btf_check_kfunc_arg_match, do the release now
7517          */
7518         if (err) {
7519                 err = release_reference(env, regs[err].ref_obj_id);
7520                 if (err) {
7521                         verbose(env, "kfunc %s#%d reference has not been acquired before\n",
7522                                 func_name, func_id);
7523                         return err;
7524                 }
7525         }
7526
7527         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++)
7528                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
7529
7530         /* Check return type */
7531         t = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, func_proto->type, NULL);
7532
7533         if (acq && !btf_type_is_ptr(t)) {
7534                 verbose(env, "acquire kernel function does not return PTR_TO_BTF_ID\n");
7535                 return -EINVAL;
7536         }
7537
7538         if (btf_type_is_scalar(t)) {
7539                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
7540                 mark_btf_func_reg_size(env, BPF_REG_0, t->size);
7541         } else if (btf_type_is_ptr(t)) {
7542                 ptr_type = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, t->type,
7543                                                    &ptr_type_id);
7544                 if (!btf_type_is_struct(ptr_type)) {
7545                         ptr_type_name = btf_name_by_offset(desc_btf,
7546                                                            ptr_type->name_off);
7547                         verbose(env, "kernel function %s returns pointer type %s %s is not supported\n",
7548                                 func_name, btf_type_str(ptr_type),
7549                                 ptr_type_name);
7550                         return -EINVAL;
7551                 }
7552                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
7553                 regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
7554                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID;
7555                 regs[BPF_REG_0].btf_id = ptr_type_id;
7556                 if (btf_kfunc_id_set_contains(desc_btf, resolve_prog_type(env->prog),
7557                                               BTF_KFUNC_TYPE_RET_NULL, func_id)) {
7558                         regs[BPF_REG_0].type |= PTR_MAYBE_NULL;
7559                         /* For mark_ptr_or_null_reg, see 93c230e3f5bd6 */
7560                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
7561                 }
7562                 mark_btf_func_reg_size(env, BPF_REG_0, sizeof(void *));
7563                 if (acq) {
7564                         int id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
7565
7566                         if (id < 0)
7567                                 return id;
7568                         regs[BPF_REG_0].id = id;
7569                         regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = id;
7570                 }
7571         } /* else { add_kfunc_call() ensures it is btf_type_is_void(t) } */
7572
7573         nargs = btf_type_vlen(func_proto);
7574         args = (const struct btf_param *)(func_proto + 1);
7575         for (i = 0; i < nargs; i++) {
7576                 u32 regno = i + 1;
7577
7578                 t = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, args[i].type, NULL);
7579                 if (btf_type_is_ptr(t))
7580                         mark_btf_func_reg_size(env, regno, sizeof(void *));
7581                 else
7582                         /* scalar. ensured by btf_check_kfunc_arg_match() */
7583                         mark_btf_func_reg_size(env, regno, t->size);
7584         }
7585
7586         return 0;
7587 }
7588
7589 static bool signed_add_overflows(s64 a, s64 b)
7590 {
7591         /* Do the add in u64, where overflow is well-defined */
7592         s64 res = (s64)((u64)a + (u64)b);
7593
7594         if (b < 0)
7595                 return res > a;
7596         return res < a;
7597 }
7598
7599 static bool signed_add32_overflows(s32 a, s32 b)
7600 {
7601         /* Do the add in u32, where overflow is well-defined */
7602         s32 res = (s32)((u32)a + (u32)b);
7603
7604         if (b < 0)
7605                 return res > a;
7606         return res < a;
7607 }
7608
7609 static bool signed_sub_overflows(s64 a, s64 b)
7610 {
7611         /* Do the sub in u64, where overflow is well-defined */
7612         s64 res = (s64)((u64)a - (u64)b);
7613
7614         if (b < 0)
7615                 return res < a;
7616         return res > a;
7617 }
7618
7619 static bool signed_sub32_overflows(s32 a, s32 b)
7620 {
7621         /* Do the sub in u32, where overflow is well-defined */
7622         s32 res = (s32)((u32)a - (u32)b);
7623
7624         if (b < 0)
7625                 return res < a;
7626         return res > a;
7627 }
7628
7629 static bool check_reg_sane_offset(struct bpf_verifier_env *env,
7630                                   const struct bpf_reg_state *reg,
7631                                   enum bpf_reg_type type)
7632 {
7633         bool known = tnum_is_const(reg->var_off);
7634         s64 val = reg->var_off.value;
7635         s64 smin = reg->smin_value;
7636
7637         if (known && (val >= BPF_MAX_VAR_OFF || val <= -BPF_MAX_VAR_OFF)) {
7638                 verbose(env, "math between %s pointer and %lld is not allowed\n",
7639                         reg_type_str(env, type), val);
7640                 return false;
7641         }
7642
7643         if (reg->off >= BPF_MAX_VAR_OFF || reg->off <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
7644                 verbose(env, "%s pointer offset %d is not allowed\n",
7645                         reg_type_str(env, type), reg->off);
7646                 return false;
7647         }
7648
7649         if (smin == S64_MIN) {
7650                 verbose(env, "math between %s pointer and register with unbounded min value is not allowed\n",
7651                         reg_type_str(env, type));
7652                 return false;
7653         }
7654
7655         if (smin >= BPF_MAX_VAR_OFF || smin <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
7656                 verbose(env, "value %lld makes %s pointer be out of bounds\n",
7657                         smin, reg_type_str(env, type));
7658                 return false;
7659         }
7660
7661         return true;
7662 }
7663
7664 static struct bpf_insn_aux_data *cur_aux(struct bpf_verifier_env *env)
7665 {
7666         return &env->insn_aux_data[env->insn_idx];
7667 }
7668
7669 enum {
7670         REASON_BOUNDS   = -1,
7671         REASON_TYPE     = -2,
7672         REASON_PATHS    = -3,
7673         REASON_LIMIT    = -4,
7674         REASON_STACK    = -5,
7675 };
7676
7677 static int retrieve_ptr_limit(const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
7678                               u32 *alu_limit, bool mask_to_left)
7679 {
7680         u32 max = 0, ptr_limit = 0;
7681
7682         switch (ptr_reg->type) {
7683         case PTR_TO_STACK:
7684                 /* Offset 0 is out-of-bounds, but acceptable start for the
7685                  * left direction, see BPF_REG_FP. Also, unknown scalar
7686                  * offset where we would need to deal with min/max bounds is
7687                  * currently prohibited for unprivileged.
7688                  */
7689                 max = MAX_BPF_STACK + mask_to_left;
7690                 ptr_limit = -(ptr_reg->var_off.value + ptr_reg->off);
7691                 break;
7692         case PTR_TO_MAP_VALUE:
7693                 max = ptr_reg->map_ptr->value_size;
7694                 ptr_limit = (mask_to_left ?
7695                              ptr_reg->smin_value :
7696                              ptr_reg->umax_value) + ptr_reg->off;
7697                 break;
7698         default:
7699                 return REASON_TYPE;
7700         }
7701
7702         if (ptr_limit >= max)
7703                 return REASON_LIMIT;
7704         *alu_limit = ptr_limit;
7705         return 0;
7706 }
7707
7708 static bool can_skip_alu_sanitation(const struct bpf_verifier_env *env,
7709                                     const struct bpf_insn *insn)
7710 {
7711         return env->bypass_spec_v1 || BPF_SRC(insn->code) == BPF_K;
7712 }
7713
7714 static int update_alu_sanitation_state(struct bpf_insn_aux_data *aux,
7715                                        u32 alu_state, u32 alu_limit)
7716 {
7717         /* If we arrived here from different branches with different
7718          * state or limits to sanitize, then this won't work.
7719          */
7720         if (aux->alu_state &&
7721             (aux->alu_state != alu_state ||
7722              aux->alu_limit != alu_limit))
7723                 return REASON_PATHS;
7724
7725         /* Corresponding fixup done in do_misc_fixups(). */
7726         aux->alu_state = alu_state;
7727         aux->alu_limit = alu_limit;
7728         return 0;
7729 }
7730
7731 static int sanitize_val_alu(struct bpf_verifier_env *env,
7732                             struct bpf_insn *insn)
7733 {
7734         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
7735
7736         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
7737                 return 0;
7738
7739         return update_alu_sanitation_state(aux, BPF_ALU_NON_POINTER, 0);
7740 }
7741
7742 static bool sanitize_needed(u8 opcode)
7743 {
7744         return opcode == BPF_ADD || opcode == BPF_SUB;
7745 }
7746
7747 struct bpf_sanitize_info {
7748         struct bpf_insn_aux_data aux;
7749         bool mask_to_left;
7750 };
7751
7752 static struct bpf_verifier_state *
7753 sanitize_speculative_path(struct bpf_verifier_env *env,
7754                           const struct bpf_insn *insn,
7755                           u32 next_idx, u32 curr_idx)
7756 {
7757         struct bpf_verifier_state *branch;
7758         struct bpf_reg_state *regs;
7759
7760         branch = push_stack(env, next_idx, curr_idx, true);
7761         if (branch && insn) {
7762                 regs = branch->frame[branch->curframe]->regs;
7763                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
7764                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
7765                 } else if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
7766                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
7767                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->src_reg);
7768                 }
7769         }
7770         return branch;
7771 }
7772
7773 static int sanitize_ptr_alu(struct bpf_verifier_env *env,
7774                             struct bpf_insn *insn,
7775                             const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
7776                             const struct bpf_reg_state *off_reg,
7777                             struct bpf_reg_state *dst_reg,
7778                             struct bpf_sanitize_info *info,
7779                             const bool commit_window)
7780 {
7781         struct bpf_insn_aux_data *aux = commit_window ? cur_aux(env) : &info->aux;
7782         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
7783         bool off_is_imm = tnum_is_const(off_reg->var_off);
7784         bool off_is_neg = off_reg->smin_value < 0;
7785         bool ptr_is_dst_reg = ptr_reg == dst_reg;
7786         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
7787         u32 alu_state, alu_limit;
7788         struct bpf_reg_state tmp;
7789         bool ret;
7790         int err;
7791
7792         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
7793                 return 0;
7794
7795         /* We already marked aux for masking from non-speculative
7796          * paths, thus we got here in the first place. We only care
7797          * to explore bad access from here.
7798          */
7799         if (vstate->speculative)
7800                 goto do_sim;
7801
7802         if (!commit_window) {
7803                 if (!tnum_is_const(off_reg->var_off) &&
7804                     (off_reg->smin_value < 0) != (off_reg->smax_value < 0))
7805                         return REASON_BOUNDS;
7806
7807                 info->mask_to_left = (opcode == BPF_ADD &&  off_is_neg) ||
7808                                      (opcode == BPF_SUB && !off_is_neg);
7809         }
7810
7811         err = retrieve_ptr_limit(ptr_reg, &alu_limit, info->mask_to_left);
7812         if (err < 0)
7813                 return err;
7814
7815         if (commit_window) {
7816                 /* In commit phase we narrow the masking window based on
7817                  * the observed pointer move after the simulated operation.
7818                  */
7819                 alu_state = info->aux.alu_state;
7820                 alu_limit = abs(info->aux.alu_limit - alu_limit);
7821         } else {
7822                 alu_state  = off_is_neg ? BPF_ALU_NEG_VALUE : 0;
7823                 alu_state |= off_is_imm ? BPF_ALU_IMMEDIATE : 0;
7824                 alu_state |= ptr_is_dst_reg ?
7825                              BPF_ALU_SANITIZE_SRC : BPF_ALU_SANITIZE_DST;
7826
7827                 /* Limit pruning on unknown scalars to enable deep search for
7828                  * potential masking differences from other program paths.
7829                  */
7830                 if (!off_is_imm)
7831                         env->explore_alu_limits = true;
7832         }
7833
7834         err = update_alu_sanitation_state(aux, alu_state, alu_limit);
7835         if (err < 0)
7836                 return err;
7837 do_sim:
7838         /* If we're in commit phase, we're done here given we already
7839          * pushed the truncated dst_reg into the speculative verification
7840          * stack.
7841          *
7842          * Also, when register is a known constant, we rewrite register-based
7843          * operation to immediate-based, and thus do not need masking (and as
7844          * a consequence, do not need to simulate the zero-truncation either).
7845          */
7846         if (commit_window || off_is_imm)
7847                 return 0;
7848
7849         /* Simulate and find potential out-of-bounds access under
7850          * speculative execution from truncation as a result of
7851          * masking when off was not within expected range. If off
7852          * sits in dst, then we temporarily need to move ptr there
7853          * to simulate dst (== 0) +/-= ptr. Needed, for example,
7854          * for cases where we use K-based arithmetic in one direction
7855          * and truncated reg-based in the other in order to explore
7856          * bad access.
7857          */
7858         if (!ptr_is_dst_reg) {
7859                 tmp = *dst_reg;
7860                 *dst_reg = *ptr_reg;
7861         }
7862         ret = sanitize_speculative_path(env, NULL, env->insn_idx + 1,
7863                                         env->insn_idx);
7864         if (!ptr_is_dst_reg && ret)
7865                 *dst_reg = tmp;
7866         return !ret ? REASON_STACK : 0;
7867 }
7868
7869 static void sanitize_mark_insn_seen(struct bpf_verifier_env *env)
7870 {
7871         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
7872
7873         /* If we simulate paths under speculation, we don't update the
7874          * insn as 'seen' such that when we verify unreachable paths in
7875          * the non-speculative domain, sanitize_dead_code() can still
7876          * rewrite/sanitize them.
7877          */
7878         if (!vstate->speculative)
7879                 env->insn_aux_data[env->insn_idx].seen = env->pass_cnt;
7880 }
7881
7882 static int sanitize_err(struct bpf_verifier_env *env,
7883                         const struct bpf_insn *insn, int reason,
7884                         const struct bpf_reg_state *off_reg,
7885                         const struct bpf_reg_state *dst_reg)
7886 {
7887         static const char *err = "pointer arithmetic with it prohibited for !root";
7888         const char *op = BPF_OP(insn->code) == BPF_ADD ? "add" : "sub";
7889         u32 dst = insn->dst_reg, src = insn->src_reg;
7890
7891         switch (reason) {
7892         case REASON_BOUNDS:
7893                 verbose(env, "R%d has unknown scalar with mixed signed bounds, %s\n",
7894                         off_reg == dst_reg ? dst : src, err);
7895                 break;
7896         case REASON_TYPE:
7897                 verbose(env, "R%d has pointer with unsupported alu operation, %s\n",
7898                         off_reg == dst_reg ? src : dst, err);
7899                 break;
7900         case REASON_PATHS:
7901                 verbose(env, "R%d tried to %s from different maps, paths or scalars, %s\n",
7902                         dst, op, err);
7903                 break;
7904         case REASON_LIMIT:
7905                 verbose(env, "R%d tried to %s beyond pointer bounds, %s\n",
7906                         dst, op, err);
7907                 break;
7908         case REASON_STACK:
7909                 verbose(env, "R%d could not be pushed for speculative verification, %s\n",
7910                         dst, err);
7911                 break;
7912         default:
7913                 verbose(env, "verifier internal error: unknown reason (%d)\n",
7914                         reason);
7915                 break;
7916         }
7917
7918         return -EACCES;
7919 }
7920
7921 /* check that stack access falls within stack limits and that 'reg' doesn't
7922  * have a variable offset.
7923  *
7924  * Variable offset is prohibited for unprivileged mode for simplicity since it
7925  * requires corresponding support in Spectre masking for stack ALU.  See also
7926  * retrieve_ptr_limit().
7927  *
7928  *
7929  * 'off' includes 'reg->off'.
7930  */
7931 static int check_stack_access_for_ptr_arithmetic(
7932                                 struct bpf_verifier_env *env,
7933                                 int regno,
7934                                 const struct bpf_reg_state *reg,
7935                                 int off)
7936 {
7937         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
7938                 char tn_buf[48];
7939
7940                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
7941                 verbose(env, "R%d variable stack access prohibited for !root, var_off=%s off=%d\n",
7942                         regno, tn_buf, off);
7943                 return -EACCES;
7944         }
7945
7946         if (off >= 0 || off < -MAX_BPF_STACK) {
7947                 verbose(env, "R%d stack pointer arithmetic goes out of range, "
7948                         "prohibited for !root; off=%d\n", regno, off);
7949                 return -EACCES;
7950         }
7951
7952         return 0;
7953 }
7954
7955 static int sanitize_check_bounds(struct bpf_verifier_env *env,
7956                                  const struct bpf_insn *insn,
7957                                  const struct bpf_reg_state *dst_reg)
7958 {
7959         u32 dst = insn->dst_reg;
7960
7961         /* For unprivileged we require that resulting offset must be in bounds
7962          * in order to be able to sanitize access later on.
7963          */
7964         if (env->bypass_spec_v1)
7965                 return 0;
7966
7967         switch (dst_reg->type) {
7968         case PTR_TO_STACK:
7969                 if (check_stack_access_for_ptr_arithmetic(env, dst, dst_reg,
7970                                         dst_reg->off + dst_reg->var_off.value))
7971                         return -EACCES;
7972                 break;
7973         case PTR_TO_MAP_VALUE:
7974                 if (check_map_access(env, dst, dst_reg->off, 1, false, ACCESS_HELPER)) {
7975                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic of map value goes out of range, "
7976                                 "prohibited for !root\n", dst);
7977                         return -EACCES;
7978                 }
7979                 break;
7980         default:
7981                 break;
7982         }
7983
7984         return 0;
7985 }
7986
7987 /* Handles arithmetic on a pointer and a scalar: computes new min/max and var_off.
7988  * Caller should also handle BPF_MOV case separately.
7989  * If we return -EACCES, caller may want to try again treating pointer as a
7990  * scalar.  So we only emit a diagnostic if !env->allow_ptr_leaks.
7991  */
7992 static int adjust_ptr_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
7993                                    struct bpf_insn *insn,
7994                                    const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
7995                                    const struct bpf_reg_state *off_reg)
7996 {
7997         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
7998         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
7999         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg;
8000         bool known = tnum_is_const(off_reg->var_off);
8001         s64 smin_val = off_reg->smin_value, smax_val = off_reg->smax_value,
8002             smin_ptr = ptr_reg->smin_value, smax_ptr = ptr_reg->smax_value;
8003         u64 umin_val = off_reg->umin_value, umax_val = off_reg->umax_value,
8004             umin_ptr = ptr_reg->umin_value, umax_ptr = ptr_reg->umax_value;
8005         struct bpf_sanitize_info info = {};
8006         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
8007         u32 dst = insn->dst_reg;
8008         int ret;
8009
8010         dst_reg = &regs[dst];
8011
8012         if ((known && (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
8013             smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
8014                 /* Taint dst register if offset had invalid bounds derived from
8015                  * e.g. dead branches.
8016                  */
8017                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
8018                 return 0;
8019         }
8020
8021         if (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64) {
8022                 /* 32-bit ALU ops on pointers produce (meaningless) scalars */
8023                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
8024                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
8025                         return 0;
8026                 }
8027
8028                 verbose(env,
8029                         "R%d 32-bit pointer arithmetic prohibited\n",
8030                         dst);
8031                 return -EACCES;
8032         }
8033
8034         if (ptr_reg->type & PTR_MAYBE_NULL) {
8035                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited, null-check it first\n",
8036                         dst, reg_type_str(env, ptr_reg->type));
8037                 return -EACCES;
8038         }
8039
8040         switch (base_type(ptr_reg->type)) {
8041         case CONST_PTR_TO_MAP:
8042                 /* smin_val represents the known value */
8043                 if (known && smin_val == 0 && opcode == BPF_ADD)
8044                         break;
8045                 fallthrough;
8046         case PTR_TO_PACKET_END:
8047         case PTR_TO_SOCKET:
8048         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
8049         case PTR_TO_TCP_SOCK:
8050         case PTR_TO_XDP_SOCK:
8051                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited\n",
8052                         dst, reg_type_str(env, ptr_reg->type));
8053                 return -EACCES;
8054         default:
8055                 break;
8056         }
8057
8058         /* In case of 'scalar += pointer', dst_reg inherits pointer type and id.
8059          * The id may be overwritten later if we create a new variable offset.
8060          */
8061         dst_reg->type = ptr_reg->type;
8062         dst_reg->id = ptr_reg->id;
8063
8064         if (!check_reg_sane_offset(env, off_reg, ptr_reg->type) ||
8065             !check_reg_sane_offset(env, ptr_reg, ptr_reg->type))
8066                 return -EINVAL;
8067
8068         /* pointer types do not carry 32-bit bounds at the moment. */
8069         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
8070
8071         if (sanitize_needed(opcode)) {
8072                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, ptr_reg, off_reg, dst_reg,
8073                                        &info, false);
8074                 if (ret < 0)
8075                         return sanitize_err(env, insn, ret, off_reg, dst_reg);
8076         }
8077
8078         switch (opcode) {
8079         case BPF_ADD:
8080                 /* We can take a fixed offset as long as it doesn't overflow
8081                  * the s32 'off' field
8082                  */
8083                 if (known && (ptr_reg->off + smin_val ==
8084                               (s64)(s32)(ptr_reg->off + smin_val))) {
8085                         /* pointer += K.  Accumulate it into fixed offset */
8086                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
8087                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
8088                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
8089                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
8090                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
8091                         dst_reg->off = ptr_reg->off + smin_val;
8092                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
8093                         break;
8094                 }
8095                 /* A new variable offset is created.  Note that off_reg->off
8096                  * == 0, since it's a scalar.
8097                  * dst_reg gets the pointer type and since some positive
8098                  * integer value was added to the pointer, give it a new 'id'
8099                  * if it's a PTR_TO_PACKET.
8100                  * this creates a new 'base' pointer, off_reg (variable) gets
8101                  * added into the variable offset, and we copy the fixed offset
8102                  * from ptr_reg.
8103                  */
8104                 if (signed_add_overflows(smin_ptr, smin_val) ||
8105                     signed_add_overflows(smax_ptr, smax_val)) {
8106                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
8107                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
8108                 } else {
8109                         dst_reg->smin_value = smin_ptr + smin_val;
8110                         dst_reg->smax_value = smax_ptr + smax_val;
8111                 }
8112                 if (umin_ptr + umin_val < umin_ptr ||
8113                     umax_ptr + umax_val < umax_ptr) {
8114                         dst_reg->umin_value = 0;
8115                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
8116                 } else {
8117                         dst_reg->umin_value = umin_ptr + umin_val;
8118                         dst_reg->umax_value = umax_ptr + umax_val;
8119                 }
8120                 dst_reg->var_off = tnum_add(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
8121                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
8122                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
8123                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
8124                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
8125                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
8126                         memset(&dst_reg->raw, 0, sizeof(dst_reg->raw));
8127                 }
8128                 break;
8129         case BPF_SUB:
8130                 if (dst_reg == off_reg) {
8131                         /* scalar -= pointer.  Creates an unknown scalar */
8132                         verbose(env, "R%d tried to subtract pointer from scalar\n",
8133                                 dst);
8134                         return -EACCES;
8135                 }
8136                 /* We don't allow subtraction from FP, because (according to
8137                  * test_verifier.c test "invalid fp arithmetic", JITs might not
8138                  * be able to deal with it.
8139                  */
8140                 if (ptr_reg->type == PTR_TO_STACK) {
8141                         verbose(env, "R%d subtraction from stack pointer prohibited\n",
8142                                 dst);
8143                         return -EACCES;
8144                 }
8145                 if (known && (ptr_reg->off - smin_val ==
8146                               (s64)(s32)(ptr_reg->off - smin_val))) {
8147                         /* pointer -= K.  Subtract it from fixed offset */
8148                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
8149                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
8150                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
8151                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
8152                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
8153                         dst_reg->id = ptr_reg->id;
8154                         dst_reg->off = ptr_reg->off - smin_val;
8155                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
8156                         break;
8157                 }
8158                 /* A new variable offset is created.  If the subtrahend is known
8159                  * nonnegative, then any reg->range we had before is still good.
8160                  */
8161                 if (signed_sub_overflows(smin_ptr, smax_val) ||
8162                     signed_sub_overflows(smax_ptr, smin_val)) {
8163                         /* Overflow possible, we know nothing */
8164                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
8165                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
8166                 } else {
8167                         dst_reg->smin_value = smin_ptr - smax_val;
8168                         dst_reg->smax_value = smax_ptr - smin_val;
8169                 }
8170                 if (umin_ptr < umax_val) {
8171                         /* Overflow possible, we know nothing */
8172                         dst_reg->umin_value = 0;
8173                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
8174                 } else {
8175                         /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
8176                         dst_reg->umin_value = umin_ptr - umax_val;
8177                         dst_reg->umax_value = umax_ptr - umin_val;
8178                 }
8179                 dst_reg->var_off = tnum_sub(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
8180                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
8181                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
8182                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
8183                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
8184                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
8185                         if (smin_val < 0)
8186                                 memset(&dst_reg->raw, 0, sizeof(dst_reg->raw));
8187                 }
8188                 break;
8189         case BPF_AND:
8190         case BPF_OR:
8191         case BPF_XOR:
8192                 /* bitwise ops on pointers are troublesome, prohibit. */
8193                 verbose(env, "R%d bitwise operator %s on pointer prohibited\n",
8194                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
8195                 return -EACCES;
8196         default:
8197                 /* other operators (e.g. MUL,LSH) produce non-pointer results */
8198                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic with %s operator prohibited\n",
8199                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
8200                 return -EACCES;
8201         }
8202
8203         if (!check_reg_sane_offset(env, dst_reg, ptr_reg->type))
8204                 return -EINVAL;
8205
8206         __update_reg_bounds(dst_reg);
8207         __reg_deduce_bounds(dst_reg);
8208         __reg_bound_offset(dst_reg);
8209
8210         if (sanitize_check_bounds(env, insn, dst_reg) < 0)
8211                 return -EACCES;
8212         if (sanitize_needed(opcode)) {
8213                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, dst_reg, off_reg, dst_reg,
8214                                        &info, true);
8215                 if (ret < 0)
8216                         return sanitize_err(env, insn, ret, off_reg, dst_reg);
8217         }
8218
8219         return 0;
8220 }
8221
8222 static void scalar32_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8223                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
8224 {
8225         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
8226         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
8227         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
8228         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
8229
8230         if (signed_add32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smin_val) ||
8231             signed_add32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smax_val)) {
8232                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
8233                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
8234         } else {
8235                 dst_reg->s32_min_value += smin_val;
8236                 dst_reg->s32_max_value += smax_val;
8237         }
8238         if (dst_reg->u32_min_value + umin_val < umin_val ||
8239             dst_reg->u32_max_value + umax_val < umax_val) {
8240                 dst_reg->u32_min_value = 0;
8241                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
8242         } else {
8243                 dst_reg->u32_min_value += umin_val;
8244                 dst_reg->u32_max_value += umax_val;
8245         }
8246 }
8247
8248 static void scalar_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8249                                struct bpf_reg_state *src_reg)
8250 {
8251         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
8252         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
8253         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
8254         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
8255
8256         if (signed_add_overflows(dst_reg->smin_value, smin_val) ||
8257             signed_add_overflows(dst_reg->smax_value, smax_val)) {
8258                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
8259                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
8260         } else {
8261                 dst_reg->smin_value += smin_val;
8262                 dst_reg->smax_value += smax_val;
8263         }
8264         if (dst_reg->umin_value + umin_val < umin_val ||
8265             dst_reg->umax_value + umax_val < umax_val) {
8266                 dst_reg->umin_value = 0;
8267                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
8268         } else {
8269                 dst_reg->umin_value += umin_val;
8270                 dst_reg->umax_value += umax_val;
8271         }
8272 }
8273
8274 static void scalar32_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8275                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
8276 {
8277         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
8278         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
8279         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
8280         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
8281
8282         if (signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smax_val) ||
8283             signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smin_val)) {
8284                 /* Overflow possible, we know nothing */
8285                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
8286                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
8287         } else {
8288                 dst_reg->s32_min_value -= smax_val;
8289                 dst_reg->s32_max_value -= smin_val;
8290         }
8291         if (dst_reg->u32_min_value < umax_val) {
8292                 /* Overflow possible, we know nothing */
8293                 dst_reg->u32_min_value = 0;
8294                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
8295         } else {
8296                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
8297                 dst_reg->u32_min_value -= umax_val;
8298                 dst_reg->u32_max_value -= umin_val;
8299         }
8300 }
8301
8302 static void scalar_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8303                                struct bpf_reg_state *src_reg)
8304 {
8305         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
8306         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
8307         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
8308         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
8309
8310         if (signed_sub_overflows(dst_reg->smin_value, smax_val) ||
8311             signed_sub_overflows(dst_reg->smax_value, smin_val)) {
8312                 /* Overflow possible, we know nothing */
8313                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
8314                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
8315         } else {
8316                 dst_reg->smin_value -= smax_val;
8317                 dst_reg->smax_value -= smin_val;
8318         }
8319         if (dst_reg->umin_value < umax_val) {
8320                 /* Overflow possible, we know nothing */
8321                 dst_reg->umin_value = 0;
8322                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
8323         } else {
8324                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
8325                 dst_reg->umin_value -= umax_val;
8326                 dst_reg->umax_value -= umin_val;
8327         }
8328 }
8329
8330 static void scalar32_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8331                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
8332 {
8333         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
8334         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
8335         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
8336
8337         if (smin_val < 0 || dst_reg->s32_min_value < 0) {
8338                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
8339                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
8340                 return;
8341         }
8342         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
8343          * copy the result to signed (unless it exceeds S32_MAX).
8344          */
8345         if (umax_val > U16_MAX || dst_reg->u32_max_value > U16_MAX) {
8346                 /* Potential overflow, we know nothing */
8347                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
8348                 return;
8349         }
8350         dst_reg->u32_min_value *= umin_val;
8351         dst_reg->u32_max_value *= umax_val;
8352         if (dst_reg->u32_max_value > S32_MAX) {
8353                 /* Overflow possible, we know nothing */
8354                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
8355                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
8356         } else {
8357                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
8358                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
8359         }
8360 }
8361
8362 static void scalar_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8363                                struct bpf_reg_state *src_reg)
8364 {
8365         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
8366         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
8367         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
8368
8369         if (smin_val < 0 || dst_reg->smin_value < 0) {
8370                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
8371                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
8372                 return;
8373         }
8374         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
8375          * copy the result to signed (unless it exceeds S64_MAX).
8376          */
8377         if (umax_val > U32_MAX || dst_reg->umax_value > U32_MAX) {
8378                 /* Potential overflow, we know nothing */
8379                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
8380                 return;
8381         }
8382         dst_reg->umin_value *= umin_val;
8383         dst_reg->umax_value *= umax_val;
8384         if (dst_reg->umax_value > S64_MAX) {
8385                 /* Overflow possible, we know nothing */
8386                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
8387                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
8388         } else {
8389                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
8390                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
8391         }
8392 }
8393
8394 static void scalar32_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8395                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
8396 {
8397         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
8398         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
8399         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
8400         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
8401         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
8402
8403         if (src_known && dst_known) {
8404                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
8405                 return;
8406         }
8407
8408         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
8409          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
8410          */
8411         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
8412         dst_reg->u32_max_value = min(dst_reg->u32_max_value, umax_val);
8413         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
8414                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
8415                  * ain't nobody got time for that.
8416                  */
8417                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
8418                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
8419         } else {
8420                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
8421                  * cast result into s64.
8422                  */
8423                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
8424                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
8425         }
8426 }
8427
8428 static void scalar_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8429                                struct bpf_reg_state *src_reg)
8430 {
8431         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
8432         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
8433         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
8434         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
8435
8436         if (src_known && dst_known) {
8437                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
8438                 return;
8439         }
8440
8441         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
8442          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
8443          */
8444         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
8445         dst_reg->umax_value = min(dst_reg->umax_value, umax_val);
8446         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
8447                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
8448                  * ain't nobody got time for that.
8449                  */
8450                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
8451                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
8452         } else {
8453                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
8454                  * cast result into s64.
8455                  */
8456                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
8457                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
8458         }
8459         /* We may learn something more from the var_off */
8460         __update_reg_bounds(dst_reg);
8461 }
8462
8463 static void scalar32_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8464                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
8465 {
8466         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
8467         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
8468         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
8469         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
8470         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
8471
8472         if (src_known && dst_known) {
8473                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
8474                 return;
8475         }
8476
8477         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
8478          * maximum of the operands' minima
8479          */
8480         dst_reg->u32_min_value = max(dst_reg->u32_min_value, umin_val);
8481         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
8482         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
8483                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
8484                  * ain't nobody got time for that.
8485                  */
8486                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
8487                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
8488         } else {
8489                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
8490                  * cast result into s64.
8491                  */
8492                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
8493                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
8494         }
8495 }
8496
8497 static void scalar_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8498                               struct bpf_reg_state *src_reg)
8499 {
8500         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
8501         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
8502         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
8503         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
8504
8505         if (src_known && dst_known) {
8506                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
8507                 return;
8508         }
8509
8510         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
8511          * maximum of the operands' minima
8512          */
8513         dst_reg->umin_value = max(dst_reg->umin_value, umin_val);
8514         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
8515         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
8516                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
8517                  * ain't nobody got time for that.
8518                  */
8519                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
8520                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
8521         } else {
8522                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
8523                  * cast result into s64.
8524                  */
8525                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
8526                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
8527         }
8528         /* We may learn something more from the var_off */
8529         __update_reg_bounds(dst_reg);
8530 }
8531
8532 static void scalar32_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8533                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
8534 {
8535         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
8536         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
8537         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
8538         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
8539
8540         if (src_known && dst_known) {
8541                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
8542                 return;
8543         }
8544
8545         /* We get both minimum and maximum from the var32_off. */
8546         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
8547         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
8548
8549         if (dst_reg->s32_min_value >= 0 && smin_val >= 0) {
8550                 /* XORing two positive sign numbers gives a positive,
8551                  * so safe to cast u32 result into s32.
8552                  */
8553                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
8554                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
8555         } else {
8556                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
8557                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
8558         }
8559 }
8560
8561 static void scalar_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8562                                struct bpf_reg_state *src_reg)
8563 {
8564         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
8565         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
8566         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
8567
8568         if (src_known && dst_known) {
8569                 /* dst_reg->var_off.value has been updated earlier */
8570                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
8571                 return;
8572         }
8573
8574         /* We get both minimum and maximum from the var_off. */
8575         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
8576         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
8577
8578         if (dst_reg->smin_value >= 0 && smin_val >= 0) {
8579                 /* XORing two positive sign numbers gives a positive,
8580                  * so safe to cast u64 result into s64.
8581                  */
8582                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
8583                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
8584         } else {
8585                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
8586                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
8587         }
8588
8589         __update_reg_bounds(dst_reg);
8590 }
8591
8592 static void __scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8593                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
8594 {
8595         /* We lose all sign bit information (except what we can pick
8596          * up from var_off)
8597          */
8598         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
8599         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
8600         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
8601         if (umax_val > 31 || dst_reg->u32_max_value > 1ULL << (31 - umax_val)) {
8602                 dst_reg->u32_min_value = 0;
8603                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
8604         } else {
8605                 dst_reg->u32_min_value <<= umin_val;
8606                 dst_reg->u32_max_value <<= umax_val;
8607         }
8608 }
8609
8610 static void scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8611                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
8612 {
8613         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
8614         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
8615         /* u32 alu operation will zext upper bits */
8616         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
8617
8618         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
8619         dst_reg->var_off = tnum_subreg(tnum_lshift(subreg, umin_val));
8620         /* Not required but being careful mark reg64 bounds as unknown so
8621          * that we are forced to pick them up from tnum and zext later and
8622          * if some path skips this step we are still safe.
8623          */
8624         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
8625         __update_reg32_bounds(dst_reg);
8626 }
8627
8628 static void __scalar64_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8629                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
8630 {
8631         /* Special case <<32 because it is a common compiler pattern to sign
8632          * extend subreg by doing <<32 s>>32. In this case if 32bit bounds are
8633          * positive we know this shift will also be positive so we can track
8634          * bounds correctly. Otherwise we lose all sign bit information except
8635          * what we can pick up from var_off. Perhaps we can generalize this
8636          * later to shifts of any length.
8637          */
8638         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_max_value >= 0)
8639                 dst_reg->smax_value = (s64)dst_reg->s32_max_value << 32;
8640         else
8641                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
8642
8643         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_min_value >= 0)
8644                 dst_reg->smin_value = (s64)dst_reg->s32_min_value << 32;
8645         else
8646                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
8647
8648         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
8649         if (dst_reg->umax_value > 1ULL << (63 - umax_val)) {
8650                 dst_reg->umin_value = 0;
8651                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
8652         } else {
8653                 dst_reg->umin_value <<= umin_val;
8654                 dst_reg->umax_value <<= umax_val;
8655         }
8656 }
8657
8658 static void scalar_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8659                                struct bpf_reg_state *src_reg)
8660 {
8661         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
8662         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
8663
8664         /* scalar64 calc uses 32bit unshifted bounds so must be called first */
8665         __scalar64_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
8666         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
8667
8668         dst_reg->var_off = tnum_lshift(dst_reg->var_off, umin_val);
8669         /* We may learn something more from the var_off */
8670         __update_reg_bounds(dst_reg);
8671 }
8672
8673 static void scalar32_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8674                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
8675 {
8676         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
8677         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
8678         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
8679
8680         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
8681          * be negative, then either:
8682          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
8683          *    unknown, so we lose our signed bounds
8684          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
8685          *    signed bounds
8686          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
8687          *    about the result
8688          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
8689          * unsigned bounds capture the signed bounds.
8690          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
8691          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
8692          * var_off of the result.
8693          */
8694         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
8695         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
8696
8697         dst_reg->var_off = tnum_rshift(subreg, umin_val);
8698         dst_reg->u32_min_value >>= umax_val;
8699         dst_reg->u32_max_value >>= umin_val;
8700
8701         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
8702         __update_reg32_bounds(dst_reg);
8703 }
8704
8705 static void scalar_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8706                                struct bpf_reg_state *src_reg)
8707 {
8708         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
8709         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
8710
8711         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
8712          * be negative, then either:
8713          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
8714          *    unknown, so we lose our signed bounds
8715          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
8716          *    signed bounds
8717          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
8718          *    about the result
8719          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
8720          * unsigned bounds capture the signed bounds.
8721          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
8722          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
8723          * var_off of the result.
8724          */
8725         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
8726         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
8727         dst_reg->var_off = tnum_rshift(dst_reg->var_off, umin_val);
8728         dst_reg->umin_value >>= umax_val;
8729         dst_reg->umax_value >>= umin_val;
8730
8731         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
8732          * on bits being shifted in. Take easy way out and mark unbounded
8733          * so we can recalculate later from tnum.
8734          */
8735         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
8736         __update_reg_bounds(dst_reg);
8737 }
8738
8739 static void scalar32_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8740                                   struct bpf_reg_state *src_reg)
8741 {
8742         u64 umin_val = src_reg->u32_min_value;
8743
8744         /* Upon reaching here, src_known is true and
8745          * umax_val is equal to umin_val.
8746          */
8747         dst_reg->s32_min_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_min_value) >> umin_val);
8748         dst_reg->s32_max_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_max_value) >> umin_val);
8749
8750         dst_reg->var_off = tnum_arshift(tnum_subreg(dst_reg->var_off), umin_val, 32);
8751
8752         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
8753          * dst_reg var_off to refine the result.
8754          */
8755         dst_reg->u32_min_value = 0;
8756         dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
8757
8758         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
8759         __update_reg32_bounds(dst_reg);
8760 }
8761
8762 static void scalar_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8763                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
8764 {
8765         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
8766
8767         /* Upon reaching here, src_known is true and umax_val is equal
8768          * to umin_val.
8769          */
8770         dst_reg->smin_value >>= umin_val;
8771         dst_reg->smax_value >>= umin_val;
8772
8773         dst_reg->var_off = tnum_arshift(dst_reg->var_off, umin_val, 64);
8774
8775         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
8776          * dst_reg var_off to refine the result.
8777          */
8778         dst_reg->umin_value = 0;
8779         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
8780
8781         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
8782          * on bits being shifted in from upper 32-bits. Take easy way out
8783          * and mark unbounded so we can recalculate later from tnum.
8784          */
8785         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
8786         __update_reg_bounds(dst_reg);
8787 }
8788
8789 /* WARNING: This function does calculations on 64-bit values, but the actual
8790  * execution may occur on 32-bit values. Therefore, things like bitshifts
8791  * need extra checks in the 32-bit case.
8792  */
8793 static int adjust_scalar_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
8794                                       struct bpf_insn *insn,
8795                                       struct bpf_reg_state *dst_reg,
8796                                       struct bpf_reg_state src_reg)
8797 {
8798         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
8799         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
8800         bool src_known;
8801         s64 smin_val, smax_val;
8802         u64 umin_val, umax_val;
8803         s32 s32_min_val, s32_max_val;
8804         u32 u32_min_val, u32_max_val;
8805         u64 insn_bitness = (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) ? 64 : 32;
8806         bool alu32 = (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64);
8807         int ret;
8808
8809         smin_val = src_reg.smin_value;
8810         smax_val = src_reg.smax_value;
8811         umin_val = src_reg.umin_value;
8812         umax_val = src_reg.umax_value;
8813
8814         s32_min_val = src_reg.s32_min_value;
8815         s32_max_val = src_reg.s32_max_value;
8816         u32_min_val = src_reg.u32_min_value;
8817         u32_max_val = src_reg.u32_max_value;
8818
8819         if (alu32) {
8820                 src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg.var_off);
8821                 if ((src_known &&
8822                      (s32_min_val != s32_max_val || u32_min_val != u32_max_val)) ||
8823                     s32_min_val > s32_max_val || u32_min_val > u32_max_val) {
8824                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
8825                          * derived from e.g. dead branches.
8826                          */
8827                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
8828                         return 0;
8829                 }
8830         } else {
8831                 src_known = tnum_is_const(src_reg.var_off);
8832                 if ((src_known &&
8833                      (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
8834                     smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
8835                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
8836                          * derived from e.g. dead branches.
8837                          */
8838                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
8839                         return 0;
8840                 }
8841         }
8842
8843         if (!src_known &&
8844             opcode != BPF_ADD && opcode != BPF_SUB && opcode != BPF_AND) {
8845                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
8846                 return 0;
8847         }
8848
8849         if (sanitize_needed(opcode)) {
8850                 ret = sanitize_val_alu(env, insn);
8851                 if (ret < 0)
8852                         return sanitize_err(env, insn, ret, NULL, NULL);
8853         }
8854
8855         /* Calculate sign/unsigned bounds and tnum for alu32 and alu64 bit ops.
8856          * There are two classes of instructions: The first class we track both
8857          * alu32 and alu64 sign/unsigned bounds independently this provides the
8858          * greatest amount of precision when alu operations are mixed with jmp32
8859          * operations. These operations are BPF_ADD, BPF_SUB, BPF_MUL, BPF_ADD,
8860          * and BPF_OR. This is possible because these ops have fairly easy to
8861          * understand and calculate behavior in both 32-bit and 64-bit alu ops.
8862          * See alu32 verifier tests for examples. The second class of
8863          * operations, BPF_LSH, BPF_RSH, and BPF_ARSH, however are not so easy
8864          * with regards to tracking sign/unsigned bounds because the bits may
8865          * cross subreg boundaries in the alu64 case. When this happens we mark
8866          * the reg unbounded in the subreg bound space and use the resulting
8867          * tnum to calculate an approximation of the sign/unsigned bounds.
8868          */
8869         switch (opcode) {
8870         case BPF_ADD:
8871                 scalar32_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
8872                 scalar_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
8873                 dst_reg->var_off = tnum_add(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
8874                 break;
8875         case BPF_SUB:
8876                 scalar32_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
8877                 scalar_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
8878                 dst_reg->var_off = tnum_sub(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
8879                 break;
8880         case BPF_MUL:
8881                 dst_reg->var_off = tnum_mul(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
8882                 scalar32_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
8883                 scalar_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
8884                 break;
8885         case BPF_AND:
8886                 dst_reg->var_off = tnum_and(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
8887                 scalar32_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
8888                 scalar_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
8889                 break;
8890         case BPF_OR:
8891                 dst_reg->var_off = tnum_or(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
8892                 scalar32_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
8893                 scalar_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
8894                 break;
8895         case BPF_XOR:
8896                 dst_reg->var_off = tnum_xor(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
8897                 scalar32_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
8898                 scalar_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
8899                 break;
8900         case BPF_LSH:
8901                 if (umax_val >= insn_bitness) {
8902                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
8903                          * This includes shifts by a negative number.
8904                          */
8905                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
8906                         break;
8907                 }
8908                 if (alu32)
8909                         scalar32_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
8910                 else
8911                         scalar_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
8912                 break;
8913         case BPF_RSH:
8914                 if (umax_val >= insn_bitness) {
8915                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
8916                          * This includes shifts by a negative number.
8917                          */
8918                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
8919                         break;
8920                 }
8921                 if (alu32)
8922                         scalar32_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
8923                 else
8924                         scalar_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
8925                 break;
8926         case BPF_ARSH:
8927                 if (umax_val >= insn_bitness) {
8928                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
8929                          * This includes shifts by a negative number.
8930                          */
8931                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
8932                         break;
8933                 }
8934                 if (alu32)
8935                         scalar32_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
8936                 else
8937                         scalar_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
8938                 break;
8939         default:
8940                 mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
8941                 break;
8942         }
8943
8944         /* ALU32 ops are zero extended into 64bit register */
8945         if (alu32)
8946                 zext_32_to_64(dst_reg);
8947
8948         __update_reg_bounds(dst_reg);
8949         __reg_deduce_bounds(dst_reg);
8950         __reg_bound_offset(dst_reg);
8951         return 0;
8952 }
8953
8954 /* Handles ALU ops other than BPF_END, BPF_NEG and BPF_MOV: computes new min/max
8955  * and var_off.
8956  */
8957 static int adjust_reg_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
8958                                    struct bpf_insn *insn)
8959 {
8960         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
8961         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
8962         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg, *src_reg;
8963         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, off_reg = {0};
8964         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
8965         int err;
8966
8967         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
8968         src_reg = NULL;
8969         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE)
8970                 ptr_reg = dst_reg;
8971         else
8972                 /* Make sure ID is cleared otherwise dst_reg min/max could be
8973                  * incorrectly propagated into other registers by find_equal_scalars()
8974                  */
8975                 dst_reg->id = 0;
8976         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
8977                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
8978                 if (src_reg->type != SCALAR_VALUE) {
8979                         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE) {
8980                                 /* Combining two pointers by any ALU op yields
8981                                  * an arbitrary scalar. Disallow all math except
8982                                  * pointer subtraction
8983                                  */
8984                                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
8985                                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
8986                                         return 0;
8987                                 }
8988                                 verbose(env, "R%d pointer %s pointer prohibited\n",
8989                                         insn->dst_reg,
8990                                         bpf_alu_string[opcode >> 4]);
8991                                 return -EACCES;
8992                         } else {
8993                                 /* scalar += pointer
8994                                  * This is legal, but we have to reverse our
8995                                  * src/dest handling in computing the range
8996                                  */
8997                                 err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
8998                                 if (err)
8999                                         return err;
9000                                 return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
9001                                                                src_reg, dst_reg);
9002                         }
9003                 } else if (ptr_reg) {
9004                         /* pointer += scalar */
9005                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
9006                         if (err)
9007                                 return err;
9008                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
9009                                                        dst_reg, src_reg);
9010                 }
9011         } else {
9012                 /* Pretend the src is a reg with a known value, since we only
9013                  * need to be able to read from this state.
9014                  */
9015                 off_reg.type = SCALAR_VALUE;
9016                 __mark_reg_known(&off_reg, insn->imm);
9017                 src_reg = &off_reg;
9018                 if (ptr_reg) /* pointer += K */
9019                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
9020                                                        ptr_reg, src_reg);
9021         }
9022
9023         /* Got here implies adding two SCALAR_VALUEs */
9024         if (WARN_ON_ONCE(ptr_reg)) {
9025                 print_verifier_state(env, state, true);
9026                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected ptr_reg\n");
9027                 return -EINVAL;
9028         }
9029         if (WARN_ON(!src_reg)) {
9030                 print_verifier_state(env, state, true);
9031                 verbose(env, "verifier internal error: no src_reg\n");
9032                 return -EINVAL;
9033         }
9034         return adjust_scalar_min_max_vals(env, insn, dst_reg, *src_reg);
9035 }
9036
9037 /* check validity of 32-bit and 64-bit arithmetic operations */
9038 static int check_alu_op(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
9039 {
9040         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
9041         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
9042         int err;
9043
9044         if (opcode == BPF_END || opcode == BPF_NEG) {
9045                 if (opcode == BPF_NEG) {
9046                         if (BPF_SRC(insn->code) != 0 ||
9047                             insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
9048                             insn->off != 0 || insn->imm != 0) {
9049                                 verbose(env, "BPF_NEG uses reserved fields\n");
9050                                 return -EINVAL;
9051                         }
9052                 } else {
9053                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
9054                             (insn->imm != 16 && insn->imm != 32 && insn->imm != 64) ||
9055                             BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
9056                                 verbose(env, "BPF_END uses reserved fields\n");
9057                                 return -EINVAL;
9058                         }
9059                 }
9060
9061                 /* check src operand */
9062                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
9063                 if (err)
9064                         return err;
9065
9066                 if (is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
9067                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic prohibited\n",
9068                                 insn->dst_reg);
9069                         return -EACCES;
9070                 }
9071
9072                 /* check dest operand */
9073                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
9074                 if (err)
9075                         return err;
9076
9077         } else if (opcode == BPF_MOV) {
9078
9079                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
9080                         if (insn->imm != 0 || insn->off != 0) {
9081                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
9082                                 return -EINVAL;
9083                         }
9084
9085                         /* check src operand */
9086                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
9087                         if (err)
9088                                 return err;
9089                 } else {
9090                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
9091                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
9092                                 return -EINVAL;
9093                         }
9094                 }
9095
9096                 /* check dest operand, mark as required later */
9097                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
9098                 if (err)
9099                         return err;
9100
9101                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
9102                         struct bpf_reg_state *src_reg = regs + insn->src_reg;
9103                         struct bpf_reg_state *dst_reg = regs + insn->dst_reg;
9104
9105                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
9106                                 /* case: R1 = R2
9107                                  * copy register state to dest reg
9108                                  */
9109                                 if (src_reg->type == SCALAR_VALUE && !src_reg->id)
9110                                         /* Assign src and dst registers the same ID
9111                                          * that will be used by find_equal_scalars()
9112                                          * to propagate min/max range.
9113                                          */
9114                                         src_reg->id = ++env->id_gen;
9115                                 *dst_reg = *src_reg;
9116                                 dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
9117                                 dst_reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
9118                         } else {
9119                                 /* R1 = (u32) R2 */
9120                                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
9121                                         verbose(env,
9122                                                 "R%d partial copy of pointer\n",
9123                                                 insn->src_reg);
9124                                         return -EACCES;
9125                                 } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
9126                                         *dst_reg = *src_reg;
9127                                         /* Make sure ID is cleared otherwise
9128                                          * dst_reg min/max could be incorrectly
9129                                          * propagated into src_reg by find_equal_scalars()
9130                                          */
9131                                         dst_reg->id = 0;
9132                                         dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
9133                                         dst_reg->subreg_def = env->insn_idx + 1;
9134                                 } else {
9135                                         mark_reg_unknown(env, regs,
9136                                                          insn->dst_reg);
9137                                 }
9138                                 zext_32_to_64(dst_reg);
9139
9140                                 __update_reg_bounds(dst_reg);
9141                                 __reg_deduce_bounds(dst_reg);
9142                                 __reg_bound_offset(dst_reg);
9143                         }
9144                 } else {
9145                         /* case: R = imm
9146                          * remember the value we stored into this reg
9147                          */
9148                         /* clear any state __mark_reg_known doesn't set */
9149                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
9150                         regs[insn->dst_reg].type = SCALAR_VALUE;
9151                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
9152                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
9153                                                  insn->imm);
9154                         } else {
9155                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
9156                                                  (u32)insn->imm);
9157                         }
9158                 }
9159
9160         } else if (opcode > BPF_END) {
9161                 verbose(env, "invalid BPF_ALU opcode %x\n", opcode);
9162                 return -EINVAL;
9163
9164         } else {        /* all other ALU ops: and, sub, xor, add, ... */
9165
9166                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
9167                         if (insn->imm != 0 || insn->off != 0) {
9168                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
9169                                 return -EINVAL;
9170                         }
9171                         /* check src1 operand */
9172                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
9173                         if (err)
9174                                 return err;
9175                 } else {
9176                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
9177                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
9178                                 return -EINVAL;
9179                         }
9180                 }
9181
9182                 /* check src2 operand */
9183                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
9184                 if (err)
9185                         return err;
9186
9187                 if ((opcode == BPF_MOD || opcode == BPF_DIV) &&
9188                     BPF_SRC(insn->code) == BPF_K && insn->imm == 0) {
9189                         verbose(env, "div by zero\n");
9190                         return -EINVAL;
9191                 }
9192
9193                 if ((opcode == BPF_LSH || opcode == BPF_RSH ||
9194                      opcode == BPF_ARSH) && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
9195                         int size = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 ? 64 : 32;
9196
9197                         if (insn->imm < 0 || insn->imm >= size) {
9198                                 verbose(env, "invalid shift %d\n", insn->imm);
9199                                 return -EINVAL;
9200                         }
9201                 }
9202
9203                 /* check dest operand */
9204                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
9205                 if (err)
9206                         return err;
9207
9208                 return adjust_reg_min_max_vals(env, insn);
9209         }
9210
9211         return 0;
9212 }
9213
9214 static void __find_good_pkt_pointers(struct bpf_func_state *state,
9215                                      struct bpf_reg_state *dst_reg,
9216                                      enum bpf_reg_type type, int new_range)
9217 {
9218         struct bpf_reg_state *reg;
9219         int i;
9220
9221         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
9222                 reg = &state->regs[i];
9223                 if (reg->type == type && reg->id == dst_reg->id)
9224                         /* keep the maximum range already checked */
9225                         reg->range = max(reg->range, new_range);
9226         }
9227
9228         bpf_for_each_spilled_reg(i, state, reg) {
9229                 if (!reg)
9230                         continue;
9231                 if (reg->type == type && reg->id == dst_reg->id)
9232                         reg->range = max(reg->range, new_range);
9233         }
9234 }
9235
9236 static void find_good_pkt_pointers(struct bpf_verifier_state *vstate,
9237                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
9238                                    enum bpf_reg_type type,
9239                                    bool range_right_open)
9240 {
9241         int new_range, i;
9242
9243         if (dst_reg->off < 0 ||
9244             (dst_reg->off == 0 && range_right_open))
9245                 /* This doesn't give us any range */
9246                 return;
9247
9248         if (dst_reg->umax_value > MAX_PACKET_OFF ||
9249             dst_reg->umax_value + dst_reg->off > MAX_PACKET_OFF)
9250                 /* Risk of overflow.  For instance, ptr + (1<<63) may be less
9251                  * than pkt_end, but that's because it's also less than pkt.
9252                  */
9253                 return;
9254
9255         new_range = dst_reg->off;
9256         if (range_right_open)
9257                 new_range++;
9258
9259         /* Examples for register markings:
9260          *
9261          * pkt_data in dst register:
9262          *
9263          *   r2 = r3;
9264          *   r2 += 8;
9265          *   if (r2 > pkt_end) goto <handle exception>
9266          *   <access okay>
9267          *
9268          *   r2 = r3;
9269          *   r2 += 8;
9270          *   if (r2 < pkt_end) goto <access okay>
9271          *   <handle exception>
9272          *
9273          *   Where:
9274          *     r2 == dst_reg, pkt_end == src_reg
9275          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
9276          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
9277          *
9278          * pkt_data in src register:
9279          *
9280          *   r2 = r3;
9281          *   r2 += 8;
9282          *   if (pkt_end >= r2) goto <access okay>
9283          *   <handle exception>
9284          *
9285          *   r2 = r3;
9286          *   r2 += 8;
9287          *   if (pkt_end <= r2) goto <handle exception>
9288          *   <access okay>
9289          *
9290          *   Where:
9291          *     pkt_end == dst_reg, r2 == src_reg
9292          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
9293          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
9294          *
9295          * Find register r3 and mark its range as r3=pkt(id=n,off=0,r=8)
9296          * or r3=pkt(id=n,off=0,r=8-1), so that range of bytes [r3, r3 + 8)
9297          * and [r3, r3 + 8-1) respectively is safe to access depending on
9298          * the check.
9299          */
9300
9301         /* If our ids match, then we must have the same max_value.  And we
9302          * don't care about the other reg's fixed offset, since if it's too big
9303          * the range won't allow anything.
9304          * dst_reg->off is known < MAX_PACKET_OFF, therefore it fits in a u16.
9305          */
9306         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++)
9307                 __find_good_pkt_pointers(vstate->frame[i], dst_reg, type,
9308                                          new_range);
9309 }
9310
9311 static int is_branch32_taken(struct bpf_reg_state *reg, u32 val, u8 opcode)
9312 {
9313         struct tnum subreg = tnum_subreg(reg->var_off);
9314         s32 sval = (s32)val;
9315
9316         switch (opcode) {
9317         case BPF_JEQ:
9318                 if (tnum_is_const(subreg))
9319                         return !!tnum_equals_const(subreg, val);
9320                 break;
9321         case BPF_JNE:
9322                 if (tnum_is_const(subreg))
9323                         return !tnum_equals_const(subreg, val);
9324                 break;
9325         case BPF_JSET:
9326                 if ((~subreg.mask & subreg.value) & val)
9327                         return 1;
9328                 if (!((subreg.mask | subreg.value) & val))
9329                         return 0;
9330                 break;
9331         case BPF_JGT:
9332                 if (reg->u32_min_value > val)
9333                         return 1;
9334                 else if (reg->u32_max_value <= val)
9335                         return 0;
9336                 break;
9337         case BPF_JSGT:
9338                 if (reg->s32_min_value > sval)
9339                         return 1;
9340                 else if (reg->s32_max_value <= sval)
9341                         return 0;
9342                 break;
9343         case BPF_JLT:
9344                 if (reg->u32_max_value < val)
9345                         return 1;
9346                 else if (reg->u32_min_value >= val)
9347                         return 0;
9348                 break;
9349         case BPF_JSLT:
9350                 if (reg->s32_max_value < sval)
9351                         return 1;
9352                 else if (reg->s32_min_value >= sval)
9353                         return 0;
9354                 break;
9355         case BPF_JGE:
9356                 if (reg->u32_min_value >= val)
9357                         return 1;
9358                 else if (reg->u32_max_value < val)
9359                         return 0;
9360                 break;
9361         case BPF_JSGE:
9362                 if (reg->s32_min_value >= sval)
9363                         return 1;
9364                 else if (reg->s32_max_value < sval)
9365                         return 0;
9366                 break;
9367         case BPF_JLE:
9368                 if (reg->u32_max_value <= val)
9369                         return 1;
9370                 else if (reg->u32_min_value > val)
9371                         return 0;
9372                 break;
9373         case BPF_JSLE:
9374                 if (reg->s32_max_value <= sval)
9375                         return 1;
9376                 else if (reg->s32_min_value > sval)
9377                         return 0;
9378                 break;
9379         }
9380
9381         return -1;
9382 }
9383
9384
9385 static int is_branch64_taken(struct bpf_reg_state *reg, u64 val, u8 opcode)
9386 {
9387         s64 sval = (s64)val;
9388
9389         switch (opcode) {
9390         case BPF_JEQ:
9391                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
9392                         return !!tnum_equals_const(reg->var_off, val);
9393                 break;
9394         case BPF_JNE:
9395                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
9396                         return !tnum_equals_const(reg->var_off, val);
9397                 break;
9398         case BPF_JSET:
9399                 if ((~reg->var_off.mask & reg->var_off.value) & val)
9400                         return 1;
9401                 if (!((reg->var_off.mask | reg->var_off.value) & val))
9402                         return 0;
9403                 break;
9404         case BPF_JGT:
9405                 if (reg->umin_value > val)
9406                         return 1;
9407                 else if (reg->umax_value <= val)
9408                         return 0;
9409                 break;
9410         case BPF_JSGT:
9411                 if (reg->smin_value > sval)
9412                         return 1;
9413                 else if (reg->smax_value <= sval)
9414                         return 0;
9415                 break;
9416         case BPF_JLT:
9417                 if (reg->umax_value < val)
9418                         return 1;
9419                 else if (reg->umin_value >= val)
9420                         return 0;
9421                 break;
9422         case BPF_JSLT:
9423                 if (reg->smax_value < sval)
9424                         return 1;
9425                 else if (reg->smin_value >= sval)
9426                         return 0;
9427                 break;
9428         case BPF_JGE:
9429                 if (reg->umin_value >= val)
9430                         return 1;
9431                 else if (reg->umax_value < val)
9432                         return 0;
9433                 break;
9434         case BPF_JSGE:
9435                 if (reg->smin_value >= sval)
9436                         return 1;
9437                 else if (reg->smax_value < sval)
9438                         return 0;
9439                 break;
9440         case BPF_JLE:
9441                 if (reg->umax_value <= val)
9442                         return 1;
9443                 else if (reg->umin_value > val)
9444                         return 0;
9445                 break;
9446         case BPF_JSLE:
9447                 if (reg->smax_value <= sval)
9448                         return 1;
9449                 else if (reg->smin_value > sval)
9450                         return 0;
9451                 break;
9452         }
9453
9454         return -1;
9455 }
9456
9457 /* compute branch direction of the expression "if (reg opcode val) goto target;"
9458  * and return:
9459  *  1 - branch will be taken and "goto target" will be executed
9460  *  0 - branch will not be taken and fall-through to next insn
9461  * -1 - unknown. Example: "if (reg < 5)" is unknown when register value
9462  *      range [0,10]
9463  */
9464 static int is_branch_taken(struct bpf_reg_state *reg, u64 val, u8 opcode,
9465                            bool is_jmp32)
9466 {
9467         if (__is_pointer_value(false, reg)) {
9468                 if (!reg_type_not_null(reg->type))
9469                         return -1;
9470
9471                 /* If pointer is valid tests against zero will fail so we can
9472                  * use this to direct branch taken.
9473                  */
9474                 if (val != 0)
9475                         return -1;
9476
9477                 switch (opcode) {
9478                 case BPF_JEQ:
9479                         return 0;
9480                 case BPF_JNE:
9481                         return 1;
9482                 default:
9483                         return -1;
9484                 }
9485         }
9486
9487         if (is_jmp32)
9488                 return is_branch32_taken(reg, val, opcode);
9489         return is_branch64_taken(reg, val, opcode);
9490 }
9491
9492 static int flip_opcode(u32 opcode)
9493 {
9494         /* How can we transform "a <op> b" into "b <op> a"? */
9495         static const u8 opcode_flip[16] = {
9496                 /* these stay the same */
9497                 [BPF_JEQ  >> 4] = BPF_JEQ,
9498                 [BPF_JNE  >> 4] = BPF_JNE,
9499                 [BPF_JSET >> 4] = BPF_JSET,
9500                 /* these swap "lesser" and "greater" (L and G in the opcodes) */
9501                 [BPF_JGE  >> 4] = BPF_JLE,
9502                 [BPF_JGT  >> 4] = BPF_JLT,
9503                 [BPF_JLE  >> 4] = BPF_JGE,
9504                 [BPF_JLT  >> 4] = BPF_JGT,
9505                 [BPF_JSGE >> 4] = BPF_JSLE,
9506                 [BPF_JSGT >> 4] = BPF_JSLT,
9507                 [BPF_JSLE >> 4] = BPF_JSGE,
9508                 [BPF_JSLT >> 4] = BPF_JSGT
9509         };
9510         return opcode_flip[opcode >> 4];
9511 }
9512
9513 static int is_pkt_ptr_branch_taken(struct bpf_reg_state *dst_reg,
9514                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
9515                                    u8 opcode)
9516 {
9517         struct bpf_reg_state *pkt;
9518
9519         if (src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) {
9520                 pkt = dst_reg;
9521         } else if (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) {
9522                 pkt = src_reg;
9523                 opcode = flip_opcode(opcode);
9524         } else {
9525                 return -1;
9526         }
9527
9528         if (pkt->range >= 0)
9529                 return -1;
9530
9531         switch (opcode) {
9532         case BPF_JLE:
9533                 /* pkt <= pkt_end */
9534                 fallthrough;
9535         case BPF_JGT:
9536                 /* pkt > pkt_end */
9537                 if (pkt->range == BEYOND_PKT_END)
9538                         /* pkt has at last one extra byte beyond pkt_end */
9539                         return opcode == BPF_JGT;
9540                 break;
9541         case BPF_JLT:
9542                 /* pkt < pkt_end */
9543                 fallthrough;
9544         case BPF_JGE:
9545                 /* pkt >= pkt_end */
9546                 if (pkt->range == BEYOND_PKT_END || pkt->range == AT_PKT_END)
9547                         return opcode == BPF_JGE;
9548                 break;
9549         }
9550         return -1;
9551 }
9552
9553 /* Adjusts the register min/max values in the case that the dst_reg is the
9554  * variable register that we are working on, and src_reg is a constant or we're
9555  * simply doing a BPF_K check.
9556  * In JEQ/JNE cases we also adjust the var_off values.
9557  */
9558 static void reg_set_min_max(struct bpf_reg_state *true_reg,
9559                             struct bpf_reg_state *false_reg,
9560                             u64 val, u32 val32,
9561                             u8 opcode, bool is_jmp32)
9562 {
9563         struct tnum false_32off = tnum_subreg(false_reg->var_off);
9564         struct tnum false_64off = false_reg->var_off;
9565         struct tnum true_32off = tnum_subreg(true_reg->var_off);
9566         struct tnum true_64off = true_reg->var_off;
9567         s64 sval = (s64)val;
9568         s32 sval32 = (s32)val32;
9569
9570         /* If the dst_reg is a pointer, we can't learn anything about its
9571          * variable offset from the compare (unless src_reg were a pointer into
9572          * the same object, but we don't bother with that.
9573          * Since false_reg and true_reg have the same type by construction, we
9574          * only need to check one of them for pointerness.
9575          */
9576         if (__is_pointer_value(false, false_reg))
9577                 return;
9578
9579         switch (opcode) {
9580         case BPF_JEQ:
9581         case BPF_JNE:
9582         {
9583                 struct bpf_reg_state *reg =
9584                         opcode == BPF_JEQ ? true_reg : false_reg;
9585
9586                 /* JEQ/JNE comparison doesn't change the register equivalence.
9587                  * r1 = r2;
9588                  * if (r1 == 42) goto label;
9589                  * ...
9590                  * label: // here both r1 and r2 are known to be 42.
9591                  *
9592                  * Hence when marking register as known preserve it's ID.
9593                  */
9594                 if (is_jmp32)
9595                         __mark_reg32_known(reg, val32);
9596                 else
9597                         ___mark_reg_known(reg, val);
9598                 break;
9599         }
9600         case BPF_JSET:
9601                 if (is_jmp32) {
9602                         false_32off = tnum_and(false_32off, tnum_const(~val32));
9603                         if (is_power_of_2(val32))
9604                                 true_32off = tnum_or(true_32off,
9605                                                      tnum_const(val32));
9606                 } else {
9607                         false_64off = tnum_and(false_64off, tnum_const(~val));
9608                         if (is_power_of_2(val))
9609                                 true_64off = tnum_or(true_64off,
9610                                                      tnum_const(val));
9611                 }
9612                 break;
9613         case BPF_JGE:
9614         case BPF_JGT:
9615         {
9616                 if (is_jmp32) {
9617                         u32 false_umax = opcode == BPF_JGT ? val32  : val32 - 1;
9618                         u32 true_umin = opcode == BPF_JGT ? val32 + 1 : val32;
9619
9620                         false_reg->u32_max_value = min(false_reg->u32_max_value,
9621                                                        false_umax);
9622                         true_reg->u32_min_value = max(true_reg->u32_min_value,
9623                                                       true_umin);
9624                 } else {
9625                         u64 false_umax = opcode == BPF_JGT ? val    : val - 1;
9626                         u64 true_umin = opcode == BPF_JGT ? val + 1 : val;
9627
9628                         false_reg->umax_value = min(false_reg->umax_value, false_umax);
9629                         true_reg->umin_value = max(true_reg->umin_value, true_umin);
9630                 }
9631                 break;
9632         }
9633         case BPF_JSGE:
9634         case BPF_JSGT:
9635         {
9636                 if (is_jmp32) {
9637                         s32 false_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval32    : sval32 - 1;
9638                         s32 true_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval32 + 1 : sval32;
9639
9640                         false_reg->s32_max_value = min(false_reg->s32_max_value, false_smax);
9641                         true_reg->s32_min_value = max(true_reg->s32_min_value, true_smin);
9642                 } else {
9643                         s64 false_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval    : sval - 1;
9644                         s64 true_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval + 1 : sval;
9645
9646                         false_reg->smax_value = min(false_reg->smax_value, false_smax);
9647                         true_reg->smin_value = max(true_reg->smin_value, true_smin);
9648                 }
9649                 break;
9650         }
9651         case BPF_JLE:
9652         case BPF_JLT:
9653         {
9654                 if (is_jmp32) {
9655                         u32 false_umin = opcode == BPF_JLT ? val32  : val32 + 1;
9656                         u32 true_umax = opcode == BPF_JLT ? val32 - 1 : val32;
9657
9658                         false_reg->u32_min_value = max(false_reg->u32_min_value,
9659                                                        false_umin);
9660                         true_reg->u32_max_value = min(true_reg->u32_max_value,
9661                                                       true_umax);
9662                 } else {
9663                         u64 false_umin = opcode == BPF_JLT ? val    : val + 1;
9664                         u64 true_umax = opcode == BPF_JLT ? val - 1 : val;
9665
9666                         false_reg->umin_value = max(false_reg->umin_value, false_umin);
9667                         true_reg->umax_value = min(true_reg->umax_value, true_umax);
9668                 }
9669                 break;
9670         }
9671         case BPF_JSLE:
9672         case BPF_JSLT:
9673         {
9674                 if (is_jmp32) {
9675                         s32 false_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval32    : sval32 + 1;
9676                         s32 true_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval32 - 1 : sval32;
9677
9678                         false_reg->s32_min_value = max(false_reg->s32_min_value, false_smin);
9679                         true_reg->s32_max_value = min(true_reg->s32_max_value, true_smax);
9680                 } else {
9681                         s64 false_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval    : sval + 1;
9682                         s64 true_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval - 1 : sval;
9683
9684                         false_reg->smin_value = max(false_reg->smin_value, false_smin);
9685                         true_reg->smax_value = min(true_reg->smax_value, true_smax);
9686                 }
9687                 break;
9688         }
9689         default:
9690                 return;
9691         }
9692
9693         if (is_jmp32) {
9694                 false_reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(false_64off),
9695                                              tnum_subreg(false_32off));
9696                 true_reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(true_64off),
9697                                             tnum_subreg(true_32off));
9698                 __reg_combine_32_into_64(false_reg);
9699                 __reg_combine_32_into_64(true_reg);
9700         } else {
9701                 false_reg->var_off = false_64off;
9702                 true_reg->var_off = true_64off;
9703                 __reg_combine_64_into_32(false_reg);
9704                 __reg_combine_64_into_32(true_reg);
9705         }
9706 }
9707
9708 /* Same as above, but for the case that dst_reg holds a constant and src_reg is
9709  * the variable reg.
9710  */
9711 static void reg_set_min_max_inv(struct bpf_reg_state *true_reg,
9712                                 struct bpf_reg_state *false_reg,
9713                                 u64 val, u32 val32,
9714                                 u8 opcode, bool is_jmp32)
9715 {
9716         opcode = flip_opcode(opcode);
9717         /* This uses zero as "not present in table"; luckily the zero opcode,
9718          * BPF_JA, can't get here.
9719          */
9720         if (opcode)
9721                 reg_set_min_max(true_reg, false_reg, val, val32, opcode, is_jmp32);
9722 }
9723
9724 /* Regs are known to be equal, so intersect their min/max/var_off */
9725 static void __reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *src_reg,
9726                                   struct bpf_reg_state *dst_reg)
9727 {
9728         src_reg->umin_value = dst_reg->umin_value = max(src_reg->umin_value,
9729                                                         dst_reg->umin_value);
9730         src_reg->umax_value = dst_reg->umax_value = min(src_reg->umax_value,
9731                                                         dst_reg->umax_value);
9732         src_reg->smin_value = dst_reg->smin_value = max(src_reg->smin_value,
9733                                                         dst_reg->smin_value);
9734         src_reg->smax_value = dst_reg->smax_value = min(src_reg->smax_value,
9735                                                         dst_reg->smax_value);
9736         src_reg->var_off = dst_reg->var_off = tnum_intersect(src_reg->var_off,
9737                                                              dst_reg->var_off);
9738         /* We might have learned new bounds from the var_off. */
9739         __update_reg_bounds(src_reg);
9740         __update_reg_bounds(dst_reg);
9741         /* We might have learned something about the sign bit. */
9742         __reg_deduce_bounds(src_reg);
9743         __reg_deduce_bounds(dst_reg);
9744         /* We might have learned some bits from the bounds. */
9745         __reg_bound_offset(src_reg);
9746         __reg_bound_offset(dst_reg);
9747         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
9748          * slightly.  e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
9749          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
9750          */
9751         __update_reg_bounds(src_reg);
9752         __update_reg_bounds(dst_reg);
9753 }
9754
9755 static void reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *true_src,
9756                                 struct bpf_reg_state *true_dst,
9757                                 struct bpf_reg_state *false_src,
9758                                 struct bpf_reg_state *false_dst,
9759                                 u8 opcode)
9760 {
9761         switch (opcode) {
9762         case BPF_JEQ:
9763                 __reg_combine_min_max(true_src, true_dst);
9764                 break;
9765         case BPF_JNE:
9766                 __reg_combine_min_max(false_src, false_dst);
9767                 break;
9768         }
9769 }
9770
9771 static void mark_ptr_or_null_reg(struct bpf_func_state *state,
9772                                  struct bpf_reg_state *reg, u32 id,
9773                                  bool is_null)
9774 {
9775         if (type_may_be_null(reg->type) && reg->id == id &&
9776             !WARN_ON_ONCE(!reg->id)) {
9777                 if (WARN_ON_ONCE(reg->smin_value || reg->smax_value ||
9778                                  !tnum_equals_const(reg->var_off, 0) ||
9779                                  reg->off)) {
9780                         /* Old offset (both fixed and variable parts) should
9781                          * have been known-zero, because we don't allow pointer
9782                          * arithmetic on pointers that might be NULL. If we
9783                          * see this happening, don't convert the register.
9784                          */
9785                         return;
9786                 }
9787                 if (is_null) {
9788                         reg->type = SCALAR_VALUE;
9789                         /* We don't need id and ref_obj_id from this point
9790                          * onwards anymore, thus we should better reset it,
9791                          * so that state pruning has chances to take effect.
9792                          */
9793                         reg->id = 0;
9794                         reg->ref_obj_id = 0;
9795
9796                         return;
9797                 }
9798
9799                 mark_ptr_not_null_reg(reg);
9800
9801                 if (!reg_may_point_to_spin_lock(reg)) {
9802                         /* For not-NULL ptr, reg->ref_obj_id will be reset
9803                          * in release_reg_references().
9804                          *
9805                          * reg->id is still used by spin_lock ptr. Other
9806                          * than spin_lock ptr type, reg->id can be reset.
9807                          */
9808                         reg->id = 0;
9809                 }
9810         }
9811 }
9812
9813 static void __mark_ptr_or_null_regs(struct bpf_func_state *state, u32 id,
9814                                     bool is_null)
9815 {
9816         struct bpf_reg_state *reg;
9817         int i;
9818
9819         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
9820                 mark_ptr_or_null_reg(state, &state->regs[i], id, is_null);
9821
9822         bpf_for_each_spilled_reg(i, state, reg) {
9823                 if (!reg)
9824                         continue;
9825                 mark_ptr_or_null_reg(state, reg, id, is_null);
9826         }
9827 }
9828
9829 /* The logic is similar to find_good_pkt_pointers(), both could eventually
9830  * be folded together at some point.
9831  */
9832 static void mark_ptr_or_null_regs(struct bpf_verifier_state *vstate, u32 regno,
9833                                   bool is_null)
9834 {
9835         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
9836         struct bpf_reg_state *regs = state->regs;
9837         u32 ref_obj_id = regs[regno].ref_obj_id;
9838         u32 id = regs[regno].id;
9839         int i;
9840
9841         if (ref_obj_id && ref_obj_id == id && is_null)
9842                 /* regs[regno] is in the " == NULL" branch.
9843                  * No one could have freed the reference state before
9844                  * doing the NULL check.
9845                  */
9846                 WARN_ON_ONCE(release_reference_state(state, id));
9847
9848         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++)
9849                 __mark_ptr_or_null_regs(vstate->frame[i], id, is_null);
9850 }
9851
9852 static bool try_match_pkt_pointers(const struct bpf_insn *insn,
9853                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
9854                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
9855                                    struct bpf_verifier_state *this_branch,
9856                                    struct bpf_verifier_state *other_branch)
9857 {
9858         if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_X)
9859                 return false;
9860
9861         /* Pointers are always 64-bit. */
9862         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32)
9863                 return false;
9864
9865         switch (BPF_OP(insn->code)) {
9866         case BPF_JGT:
9867                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
9868                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
9869                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
9870                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
9871                         /* pkt_data' > pkt_end, pkt_meta' > pkt_data */
9872                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
9873                                                dst_reg->type, false);
9874                         mark_pkt_end(other_branch, insn->dst_reg, true);
9875                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
9876                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
9877                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
9878                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
9879                         /* pkt_end > pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
9880                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
9881                                                src_reg->type, true);
9882                         mark_pkt_end(this_branch, insn->src_reg, false);
9883                 } else {
9884                         return false;
9885                 }
9886                 break;
9887         case BPF_JLT:
9888                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
9889                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
9890                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
9891                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
9892                         /* pkt_data' < pkt_end, pkt_meta' < pkt_data */
9893                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
9894                                                dst_reg->type, true);
9895                         mark_pkt_end(this_branch, insn->dst_reg, false);
9896                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
9897                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
9898                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
9899                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
9900                         /* pkt_end < pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
9901                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
9902                                                src_reg->type, false);
9903                         mark_pkt_end(other_branch, insn->src_reg, true);
9904                 } else {
9905                         return false;
9906                 }
9907                 break;
9908         case BPF_JGE:
9909                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
9910                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
9911                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
9912                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
9913                         /* pkt_data' >= pkt_end, pkt_meta' >= pkt_data */
9914                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
9915                                                dst_reg->type, true);
9916                         mark_pkt_end(other_branch, insn->dst_reg, false);
9917                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
9918                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
9919                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
9920                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
9921                         /* pkt_end >= pkt_data', pkt_data >= pkt_meta' */
9922                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
9923                                                src_reg->type, false);
9924                         mark_pkt_end(this_branch, insn->src_reg, true);
9925                 } else {
9926                         return false;
9927                 }
9928                 break;
9929         case BPF_JLE:
9930                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
9931                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
9932                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
9933                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
9934                         /* pkt_data' <= pkt_end, pkt_meta' <= pkt_data */
9935                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
9936                                                dst_reg->type, false);
9937                         mark_pkt_end(this_branch, insn->dst_reg, true);
9938                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
9939                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
9940                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
9941                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
9942                         /* pkt_end <= pkt_data', pkt_data <= pkt_meta' */
9943                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
9944                                                src_reg->type, true);
9945                         mark_pkt_end(other_branch, insn->src_reg, false);
9946                 } else {
9947                         return false;
9948                 }
9949                 break;
9950         default:
9951                 return false;
9952         }
9953
9954         return true;
9955 }
9956
9957 static void find_equal_scalars(struct bpf_verifier_state *vstate,
9958                                struct bpf_reg_state *known_reg)
9959 {
9960         struct bpf_func_state *state;
9961         struct bpf_reg_state *reg;
9962         int i, j;
9963
9964         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++) {
9965                 state = vstate->frame[i];
9966                 for (j = 0; j < MAX_BPF_REG; j++) {
9967                         reg = &state->regs[j];
9968                         if (reg->type == SCALAR_VALUE && reg->id == known_reg->id)
9969                                 *reg = *known_reg;
9970                 }
9971
9972                 bpf_for_each_spilled_reg(j, state, reg) {
9973                         if (!reg)
9974                                 continue;
9975                         if (reg->type == SCALAR_VALUE && reg->id == known_reg->id)
9976                                 *reg = *known_reg;
9977                 }
9978         }
9979 }
9980
9981 static int check_cond_jmp_op(struct bpf_verifier_env *env,
9982                              struct bpf_insn *insn, int *insn_idx)
9983 {
9984         struct bpf_verifier_state *this_branch = env->cur_state;
9985         struct bpf_verifier_state *other_branch;
9986         struct bpf_reg_state *regs = this_branch->frame[this_branch->curframe]->regs;
9987         struct bpf_reg_state *dst_reg, *other_branch_regs, *src_reg = NULL;
9988         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
9989         bool is_jmp32;
9990         int pred = -1;
9991         int err;
9992
9993         /* Only conditional jumps are expected to reach here. */
9994         if (opcode == BPF_JA || opcode > BPF_JSLE) {
9995                 verbose(env, "invalid BPF_JMP/JMP32 opcode %x\n", opcode);
9996                 return -EINVAL;
9997         }
9998
9999         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
10000                 if (insn->imm != 0) {
10001                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
10002                         return -EINVAL;
10003                 }
10004
10005                 /* check src1 operand */
10006                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
10007                 if (err)
10008                         return err;
10009
10010                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
10011                         verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
10012                                 insn->src_reg);
10013                         return -EACCES;
10014                 }
10015                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
10016         } else {
10017                 if (insn->src_reg != BPF_REG_0) {
10018                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
10019                         return -EINVAL;
10020                 }
10021         }
10022
10023         /* check src2 operand */
10024         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
10025         if (err)
10026                 return err;
10027
10028         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
10029         is_jmp32 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32;
10030
10031         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
10032                 pred = is_branch_taken(dst_reg, insn->imm, opcode, is_jmp32);
10033         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE &&
10034                    is_jmp32 && tnum_is_const(tnum_subreg(src_reg->var_off))) {
10035                 pred = is_branch_taken(dst_reg,
10036                                        tnum_subreg(src_reg->var_off).value,
10037                                        opcode,
10038                                        is_jmp32);
10039         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE &&
10040                    !is_jmp32 && tnum_is_const(src_reg->var_off)) {
10041                 pred = is_branch_taken(dst_reg,
10042                                        src_reg->var_off.value,
10043                                        opcode,
10044                                        is_jmp32);
10045         } else if (reg_is_pkt_pointer_any(dst_reg) &&
10046                    reg_is_pkt_pointer_any(src_reg) &&
10047                    !is_jmp32) {
10048                 pred = is_pkt_ptr_branch_taken(dst_reg, src_reg, opcode);
10049         }
10050
10051         if (pred >= 0) {
10052                 /* If we get here with a dst_reg pointer type it is because
10053                  * above is_branch_taken() special cased the 0 comparison.
10054                  */
10055                 if (!__is_pointer_value(false, dst_reg))
10056                         err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
10057                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X && !err &&
10058                     !__is_pointer_value(false, src_reg))
10059                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
10060                 if (err)
10061                         return err;
10062         }
10063
10064         if (pred == 1) {
10065                 /* Only follow the goto, ignore fall-through. If needed, push
10066                  * the fall-through branch for simulation under speculative
10067                  * execution.
10068                  */
10069                 if (!env->bypass_spec_v1 &&
10070                     !sanitize_speculative_path(env, insn, *insn_idx + 1,
10071                                                *insn_idx))
10072                         return -EFAULT;
10073                 *insn_idx += insn->off;
10074                 return 0;
10075         } else if (pred == 0) {
10076                 /* Only follow the fall-through branch, since that's where the
10077                  * program will go. If needed, push the goto branch for
10078                  * simulation under speculative execution.
10079                  */
10080                 if (!env->bypass_spec_v1 &&
10081                     !sanitize_speculative_path(env, insn,
10082                                                *insn_idx + insn->off + 1,
10083                                                *insn_idx))
10084                         return -EFAULT;
10085                 return 0;
10086         }
10087
10088         other_branch = push_stack(env, *insn_idx + insn->off + 1, *insn_idx,
10089                                   false);
10090         if (!other_branch)
10091                 return -EFAULT;
10092         other_branch_regs = other_branch->frame[other_branch->curframe]->regs;
10093
10094         /* detect if we are comparing against a constant value so we can adjust
10095          * our min/max values for our dst register.
10096          * this is only legit if both are scalars (or pointers to the same
10097          * object, I suppose, but we don't support that right now), because
10098          * otherwise the different base pointers mean the offsets aren't
10099          * comparable.
10100          */
10101         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
10102                 struct bpf_reg_state *src_reg = &regs[insn->src_reg];
10103
10104                 if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE &&
10105                     src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
10106                         if (tnum_is_const(src_reg->var_off) ||
10107                             (is_jmp32 &&
10108                              tnum_is_const(tnum_subreg(src_reg->var_off))))
10109                                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
10110                                                 dst_reg,
10111                                                 src_reg->var_off.value,
10112                                                 tnum_subreg(src_reg->var_off).value,
10113                                                 opcode, is_jmp32);
10114                         else if (tnum_is_const(dst_reg->var_off) ||
10115                                  (is_jmp32 &&
10116                                   tnum_is_const(tnum_subreg(dst_reg->var_off))))
10117                                 reg_set_min_max_inv(&other_branch_regs[insn->src_reg],
10118                                                     src_reg,
10119                                                     dst_reg->var_off.value,
10120                                                     tnum_subreg(dst_reg->var_off).value,
10121                                                     opcode, is_jmp32);
10122                         else if (!is_jmp32 &&
10123                                  (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE))
10124                                 /* Comparing for equality, we can combine knowledge */
10125                                 reg_combine_min_max(&other_branch_regs[insn->src_reg],
10126                                                     &other_branch_regs[insn->dst_reg],
10127                                                     src_reg, dst_reg, opcode);
10128                         if (src_reg->id &&
10129                             !WARN_ON_ONCE(src_reg->id != other_branch_regs[insn->src_reg].id)) {
10130                                 find_equal_scalars(this_branch, src_reg);
10131                                 find_equal_scalars(other_branch, &other_branch_regs[insn->src_reg]);
10132                         }
10133
10134                 }
10135         } else if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE) {
10136                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
10137                                         dst_reg, insn->imm, (u32)insn->imm,
10138                                         opcode, is_jmp32);
10139         }
10140
10141         if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE && dst_reg->id &&
10142             !WARN_ON_ONCE(dst_reg->id != other_branch_regs[insn->dst_reg].id)) {
10143                 find_equal_scalars(this_branch, dst_reg);
10144                 find_equal_scalars(other_branch, &other_branch_regs[insn->dst_reg]);
10145         }
10146
10147         /* detect if R == 0 where R is returned from bpf_map_lookup_elem().
10148          * NOTE: these optimizations below are related with pointer comparison
10149          *       which will never be JMP32.
10150          */
10151         if (!is_jmp32 && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K &&
10152             insn->imm == 0 && (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE) &&
10153             type_may_be_null(dst_reg->type)) {
10154                 /* Mark all identical registers in each branch as either
10155                  * safe or unknown depending R == 0 or R != 0 conditional.
10156                  */
10157                 mark_ptr_or_null_regs(this_branch, insn->dst_reg,
10158                                       opcode == BPF_JNE);
10159                 mark_ptr_or_null_regs(other_branch, insn->dst_reg,
10160                                       opcode == BPF_JEQ);
10161         } else if (!try_match_pkt_pointers(insn, dst_reg, &regs[insn->src_reg],
10162                                            this_branch, other_branch) &&
10163                    is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
10164                 verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
10165                         insn->dst_reg);
10166                 return -EACCES;
10167         }
10168         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
10169                 print_insn_state(env, this_branch->frame[this_branch->curframe]);
10170         return 0;
10171 }
10172
10173 /* verify BPF_LD_IMM64 instruction */
10174 static int check_ld_imm(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
10175 {
10176         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
10177         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
10178         struct bpf_reg_state *dst_reg;
10179         struct bpf_map *map;
10180         int err;
10181
10182         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
10183                 verbose(env, "invalid BPF_LD_IMM insn\n");
10184                 return -EINVAL;
10185         }
10186         if (insn->off != 0) {
10187                 verbose(env, "BPF_LD_IMM64 uses reserved fields\n");
10188                 return -EINVAL;
10189         }
10190
10191         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
10192         if (err)
10193                 return err;
10194
10195         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
10196         if (insn->src_reg == 0) {
10197                 u64 imm = ((u64)(insn + 1)->imm << 32) | (u32)insn->imm;
10198
10199                 dst_reg->type = SCALAR_VALUE;
10200                 __mark_reg_known(&regs[insn->dst_reg], imm);
10201                 return 0;
10202         }
10203
10204         /* All special src_reg cases are listed below. From this point onwards
10205          * we either succeed and assign a corresponding dst_reg->type after
10206          * zeroing the offset, or fail and reject the program.
10207          */
10208         mark_reg_known_zero(env, regs, insn->dst_reg);
10209
10210         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
10211                 dst_reg->type = aux->btf_var.reg_type;
10212                 switch (base_type(dst_reg->type)) {
10213                 case PTR_TO_MEM:
10214                         dst_reg->mem_size = aux->btf_var.mem_size;
10215                         break;
10216                 case PTR_TO_BTF_ID:
10217                         dst_reg->btf = aux->btf_var.btf;
10218                         dst_reg->btf_id = aux->btf_var.btf_id;
10219                         break;
10220                 default:
10221                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
10222                         return -EFAULT;
10223                 }
10224                 return 0;
10225         }
10226
10227         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC) {
10228                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
10229                 u32 subprogno = find_subprog(env,
10230                                              env->insn_idx + insn->imm + 1);
10231
10232                 if (!aux->func_info) {
10233                         verbose(env, "missing btf func_info\n");
10234                         return -EINVAL;
10235                 }
10236                 if (aux->func_info_aux[subprogno].linkage != BTF_FUNC_STATIC) {
10237                         verbose(env, "callback function not static\n");
10238                         return -EINVAL;
10239                 }
10240
10241                 dst_reg->type = PTR_TO_FUNC;
10242                 dst_reg->subprogno = subprogno;
10243                 return 0;
10244         }
10245
10246         map = env->used_maps[aux->map_index];
10247         dst_reg->map_ptr = map;
10248
10249         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_VALUE ||
10250             insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE) {
10251                 dst_reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
10252                 dst_reg->off = aux->map_off;
10253                 if (map_value_has_spin_lock(map))
10254                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
10255         } else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD ||
10256                    insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX) {
10257                 dst_reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
10258         } else {
10259                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
10260                 return -EINVAL;
10261         }
10262
10263         return 0;
10264 }
10265
10266 static bool may_access_skb(enum bpf_prog_type type)
10267 {
10268         switch (type) {
10269         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
10270         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
10271         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
10272                 return true;
10273         default:
10274                 return false;
10275         }
10276 }
10277
10278 /* verify safety of LD_ABS|LD_IND instructions:
10279  * - they can only appear in the programs where ctx == skb
10280  * - since they are wrappers of function calls, they scratch R1-R5 registers,
10281  *   preserve R6-R9, and store return value into R0
10282  *
10283  * Implicit input:
10284  *   ctx == skb == R6 == CTX
10285  *
10286  * Explicit input:
10287  *   SRC == any register
10288  *   IMM == 32-bit immediate
10289  *
10290  * Output:
10291  *   R0 - 8/16/32-bit skb data converted to cpu endianness
10292  */
10293 static int check_ld_abs(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
10294 {
10295         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
10296         static const int ctx_reg = BPF_REG_6;
10297         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
10298         int i, err;
10299
10300         if (!may_access_skb(resolve_prog_type(env->prog))) {
10301                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] instructions not allowed for this program type\n");
10302                 return -EINVAL;
10303         }
10304
10305         if (!env->ops->gen_ld_abs) {
10306                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
10307                 return -EINVAL;
10308         }
10309
10310         if (insn->dst_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
10311             BPF_SIZE(insn->code) == BPF_DW ||
10312             (mode == BPF_ABS && insn->src_reg != BPF_REG_0)) {
10313                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] uses reserved fields\n");
10314                 return -EINVAL;
10315         }
10316
10317         /* check whether implicit source operand (register R6) is readable */
10318         err = check_reg_arg(env, ctx_reg, SRC_OP);
10319         if (err)
10320                 return err;
10321
10322         /* Disallow usage of BPF_LD_[ABS|IND] with reference tracking, as
10323          * gen_ld_abs() may terminate the program at runtime, leading to
10324          * reference leak.
10325          */
10326         err = check_reference_leak(env);
10327         if (err) {
10328                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be mixed with socket references\n");
10329                 return err;
10330         }
10331
10332         if (env->cur_state->active_spin_lock) {
10333                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be used inside bpf_spin_lock-ed region\n");
10334                 return -EINVAL;
10335         }
10336
10337         if (regs[ctx_reg].type != PTR_TO_CTX) {
10338                 verbose(env,
10339                         "at the time of BPF_LD_ABS|IND R6 != pointer to skb\n");
10340                 return -EINVAL;
10341         }
10342
10343         if (mode == BPF_IND) {
10344                 /* check explicit source operand */
10345                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
10346                 if (err)
10347                         return err;
10348         }
10349
10350         err = check_ptr_off_reg(env, &regs[ctx_reg], ctx_reg);
10351         if (err < 0)
10352                 return err;
10353
10354         /* reset caller saved regs to unreadable */
10355         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
10356                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
10357                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
10358         }
10359
10360         /* mark destination R0 register as readable, since it contains
10361          * the value fetched from the packet.
10362          * Already marked as written above.
10363          */
10364         mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
10365         /* ld_abs load up to 32-bit skb data. */
10366         regs[BPF_REG_0].subreg_def = env->insn_idx + 1;
10367         return 0;
10368 }
10369
10370 static int check_return_code(struct bpf_verifier_env *env)
10371 {
10372         struct tnum enforce_attach_type_range = tnum_unknown;
10373         const struct bpf_prog *prog = env->prog;
10374         struct bpf_reg_state *reg;
10375         struct tnum range = tnum_range(0, 1);
10376         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
10377         int err;
10378         struct bpf_func_state *frame = env->cur_state->frame[0];
10379         const bool is_subprog = frame->subprogno;
10380
10381         /* LSM and struct_ops func-ptr's return type could be "void" */
10382         if (!is_subprog &&
10383             (prog_type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS ||
10384              prog_type == BPF_PROG_TYPE_LSM) &&
10385             !prog->aux->attach_func_proto->type)
10386                 return 0;
10387
10388         /* eBPF calling convention is such that R0 is used
10389          * to return the value from eBPF program.
10390          * Make sure that it's readable at this time
10391          * of bpf_exit, which means that program wrote
10392          * something into it earlier
10393          */
10394         err = check_reg_arg(env, BPF_REG_0, SRC_OP);
10395         if (err)
10396                 return err;
10397
10398         if (is_pointer_value(env, BPF_REG_0)) {
10399                 verbose(env, "R0 leaks addr as return value\n");
10400                 return -EACCES;
10401         }
10402
10403         reg = cur_regs(env) + BPF_REG_0;
10404
10405         if (frame->in_async_callback_fn) {
10406                 /* enforce return zero from async callbacks like timer */
10407                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
10408                         verbose(env, "In async callback the register R0 is not a known value (%s)\n",
10409                                 reg_type_str(env, reg->type));
10410                         return -EINVAL;
10411                 }
10412
10413                 if (!tnum_in(tnum_const(0), reg->var_off)) {
10414                         verbose_invalid_scalar(env, reg, &range, "async callback", "R0");
10415                         return -EINVAL;
10416                 }
10417                 return 0;
10418         }
10419
10420         if (is_subprog) {
10421                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
10422                         verbose(env, "At subprogram exit the register R0 is not a scalar value (%s)\n",
10423                                 reg_type_str(env, reg->type));
10424                         return -EINVAL;
10425                 }
10426                 return 0;
10427         }
10428
10429         switch (prog_type) {
10430         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK_ADDR:
10431                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP4_RECVMSG ||
10432                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP6_RECVMSG ||
10433                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETPEERNAME ||
10434                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETPEERNAME ||
10435                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETSOCKNAME ||
10436                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETSOCKNAME)
10437                         range = tnum_range(1, 1);
10438                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_BIND ||
10439                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_BIND)
10440                         range = tnum_range(0, 3);
10441                 break;
10442         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
10443                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET_EGRESS) {
10444                         range = tnum_range(0, 3);
10445                         enforce_attach_type_range = tnum_range(2, 3);
10446                 }
10447                 break;
10448         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK:
10449         case BPF_PROG_TYPE_SOCK_OPS:
10450         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_DEVICE:
10451         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SYSCTL:
10452         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
10453                 break;
10454         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
10455                 if (!env->prog->aux->attach_btf_id)
10456                         return 0;
10457                 range = tnum_const(0);
10458                 break;
10459         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
10460                 switch (env->prog->expected_attach_type) {
10461                 case BPF_TRACE_FENTRY:
10462                 case BPF_TRACE_FEXIT:
10463                         range = tnum_const(0);
10464                         break;
10465                 case BPF_TRACE_RAW_TP:
10466                 case BPF_MODIFY_RETURN:
10467                         return 0;
10468                 case BPF_TRACE_ITER:
10469                         break;
10470                 default:
10471                         return -ENOTSUPP;
10472                 }
10473                 break;
10474         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
10475                 range = tnum_range(SK_DROP, SK_PASS);
10476                 break;
10477         case BPF_PROG_TYPE_EXT:
10478                 /* freplace program can return anything as its return value
10479                  * depends on the to-be-replaced kernel func or bpf program.
10480                  */
10481         default:
10482                 return 0;
10483         }
10484
10485         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
10486                 verbose(env, "At program exit the register R0 is not a known value (%s)\n",
10487                         reg_type_str(env, reg->type));
10488                 return -EINVAL;
10489         }
10490
10491         if (!tnum_in(range, reg->var_off)) {
10492                 verbose_invalid_scalar(env, reg, &range, "program exit", "R0");
10493                 return -EINVAL;
10494         }
10495
10496         if (!tnum_is_unknown(enforce_attach_type_range) &&
10497             tnum_in(enforce_attach_type_range, reg->var_off))
10498                 env->prog->enforce_expected_attach_type = 1;
10499         return 0;
10500 }
10501
10502 /* non-recursive DFS pseudo code
10503  * 1  procedure DFS-iterative(G,v):
10504  * 2      label v as discovered
10505  * 3      let S be a stack
10506  * 4      S.push(v)
10507  * 5      while S is not empty
10508  * 6            t <- S.pop()
10509  * 7            if t is what we're looking for:
10510  * 8                return t
10511  * 9            for all edges e in G.adjacentEdges(t) do
10512  * 10               if edge e is already labelled
10513  * 11                   continue with the next edge
10514  * 12               w <- G.adjacentVertex(t,e)
10515  * 13               if vertex w is not discovered and not explored
10516  * 14                   label e as tree-edge
10517  * 15                   label w as discovered
10518  * 16                   S.push(w)
10519  * 17                   continue at 5
10520  * 18               else if vertex w is discovered
10521  * 19                   label e as back-edge
10522  * 20               else
10523  * 21                   // vertex w is explored
10524  * 22                   label e as forward- or cross-edge
10525  * 23           label t as explored
10526  * 24           S.pop()
10527  *
10528  * convention:
10529  * 0x10 - discovered
10530  * 0x11 - discovered and fall-through edge labelled
10531  * 0x12 - discovered and fall-through and branch edges labelled
10532  * 0x20 - explored
10533  */
10534
10535 enum {
10536         DISCOVERED = 0x10,
10537         EXPLORED = 0x20,
10538         FALLTHROUGH = 1,
10539         BRANCH = 2,
10540 };
10541
10542 static u32 state_htab_size(struct bpf_verifier_env *env)
10543 {
10544         return env->prog->len;
10545 }
10546
10547 static struct bpf_verifier_state_list **explored_state(
10548                                         struct bpf_verifier_env *env,
10549                                         int idx)
10550 {
10551         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
10552         struct bpf_func_state *state = cur->frame[cur->curframe];
10553
10554         return &env->explored_states[(idx ^ state->callsite) % state_htab_size(env)];
10555 }
10556
10557 static void init_explored_state(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
10558 {
10559         env->insn_aux_data[idx].prune_point = true;
10560 }
10561
10562 enum {
10563         DONE_EXPLORING = 0,
10564         KEEP_EXPLORING = 1,
10565 };
10566
10567 /* t, w, e - match pseudo-code above:
10568  * t - index of current instruction
10569  * w - next instruction
10570  * e - edge
10571  */
10572 static int push_insn(int t, int w, int e, struct bpf_verifier_env *env,
10573                      bool loop_ok)
10574 {
10575         int *insn_stack = env->cfg.insn_stack;
10576         int *insn_state = env->cfg.insn_state;
10577
10578         if (e == FALLTHROUGH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | FALLTHROUGH))
10579                 return DONE_EXPLORING;
10580
10581         if (e == BRANCH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | BRANCH))
10582                 return DONE_EXPLORING;
10583
10584         if (w < 0 || w >= env->prog->len) {
10585                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
10586                 verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", t, w);
10587                 return -EINVAL;
10588         }
10589
10590         if (e == BRANCH)
10591                 /* mark branch target for state pruning */
10592                 init_explored_state(env, w);
10593
10594         if (insn_state[w] == 0) {
10595                 /* tree-edge */
10596                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
10597                 insn_state[w] = DISCOVERED;
10598                 if (env->cfg.cur_stack >= env->prog->len)
10599                         return -E2BIG;
10600                 insn_stack[env->cfg.cur_stack++] = w;
10601                 return KEEP_EXPLORING;
10602         } else if ((insn_state[w] & 0xF0) == DISCOVERED) {
10603                 if (loop_ok && env->bpf_capable)
10604                         return DONE_EXPLORING;
10605                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
10606                 verbose_linfo(env, w, "%d: ", w);
10607                 verbose(env, "back-edge from insn %d to %d\n", t, w);
10608                 return -EINVAL;
10609         } else if (insn_state[w] == EXPLORED) {
10610                 /* forward- or cross-edge */
10611                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
10612         } else {
10613                 verbose(env, "insn state internal bug\n");
10614                 return -EFAULT;
10615         }
10616         return DONE_EXPLORING;
10617 }
10618
10619 static int visit_func_call_insn(int t, int insn_cnt,
10620                                 struct bpf_insn *insns,
10621                                 struct bpf_verifier_env *env,
10622                                 bool visit_callee)
10623 {
10624         int ret;
10625
10626         ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, false);
10627         if (ret)
10628                 return ret;
10629
10630         if (t + 1 < insn_cnt)
10631                 init_explored_state(env, t + 1);
10632         if (visit_callee) {
10633                 init_explored_state(env, t);
10634                 ret = push_insn(t, t + insns[t].imm + 1, BRANCH, env,
10635                                 /* It's ok to allow recursion from CFG point of
10636                                  * view. __check_func_call() will do the actual
10637                                  * check.
10638                                  */
10639                                 bpf_pseudo_func(insns + t));
10640         }
10641         return ret;
10642 }
10643
10644 /* Visits the instruction at index t and returns one of the following:
10645  *  < 0 - an error occurred
10646  *  DONE_EXPLORING - the instruction was fully explored
10647  *  KEEP_EXPLORING - there is still work to be done before it is fully explored
10648  */
10649 static int visit_insn(int t, int insn_cnt, struct bpf_verifier_env *env)
10650 {
10651         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
10652         int ret;
10653
10654         if (bpf_pseudo_func(insns + t))
10655                 return visit_func_call_insn(t, insn_cnt, insns, env, true);
10656
10657         /* All non-branch instructions have a single fall-through edge. */
10658         if (BPF_CLASS(insns[t].code) != BPF_JMP &&
10659             BPF_CLASS(insns[t].code) != BPF_JMP32)
10660                 return push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, false);
10661
10662         switch (BPF_OP(insns[t].code)) {
10663         case BPF_EXIT:
10664                 return DONE_EXPLORING;
10665
10666         case BPF_CALL:
10667                 if (insns[t].imm == BPF_FUNC_timer_set_callback)
10668                         /* Mark this call insn to trigger is_state_visited() check
10669                          * before call itself is processed by __check_func_call().
10670                          * Otherwise new async state will be pushed for further
10671                          * exploration.
10672                          */
10673                         init_explored_state(env, t);
10674                 return visit_func_call_insn(t, insn_cnt, insns, env,
10675                                             insns[t].src_reg == BPF_PSEUDO_CALL);
10676
10677         case BPF_JA:
10678                 if (BPF_SRC(insns[t].code) != BPF_K)
10679                         return -EINVAL;
10680
10681                 /* unconditional jump with single edge */
10682                 ret = push_insn(t, t + insns[t].off + 1, FALLTHROUGH, env,
10683                                 true);
10684                 if (ret)
10685                         return ret;
10686
10687                 /* unconditional jmp is not a good pruning point,
10688                  * but it's marked, since backtracking needs
10689                  * to record jmp history in is_state_visited().
10690                  */
10691                 init_explored_state(env, t + insns[t].off + 1);
10692                 /* tell verifier to check for equivalent states
10693                  * after every call and jump
10694                  */
10695                 if (t + 1 < insn_cnt)
10696                         init_explored_state(env, t + 1);
10697
10698                 return ret;
10699
10700         default:
10701                 /* conditional jump with two edges */
10702                 init_explored_state(env, t);
10703                 ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, true);
10704                 if (ret)
10705                         return ret;
10706
10707                 return push_insn(t, t + insns[t].off + 1, BRANCH, env, true);
10708         }
10709 }
10710
10711 /* non-recursive depth-first-search to detect loops in BPF program
10712  * loop == back-edge in directed graph
10713  */
10714 static int check_cfg(struct bpf_verifier_env *env)
10715 {
10716         int insn_cnt = env->prog->len;
10717         int *insn_stack, *insn_state;
10718         int ret = 0;
10719         int i;
10720
10721         insn_state = env->cfg.insn_state = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
10722         if (!insn_state)
10723                 return -ENOMEM;
10724
10725         insn_stack = env->cfg.insn_stack = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
10726         if (!insn_stack) {
10727                 kvfree(insn_state);
10728                 return -ENOMEM;
10729         }
10730
10731         insn_state[0] = DISCOVERED; /* mark 1st insn as discovered */
10732         insn_stack[0] = 0; /* 0 is the first instruction */
10733         env->cfg.cur_stack = 1;
10734
10735         while (env->cfg.cur_stack > 0) {
10736                 int t = insn_stack[env->cfg.cur_stack - 1];
10737
10738                 ret = visit_insn(t, insn_cnt, env);
10739                 switch (ret) {
10740                 case DONE_EXPLORING:
10741                         insn_state[t] = EXPLORED;
10742                         env->cfg.cur_stack--;
10743                         break;
10744                 case KEEP_EXPLORING:
10745                         break;
10746                 default:
10747                         if (ret > 0) {
10748                                 verbose(env, "visit_insn internal bug\n");
10749                                 ret = -EFAULT;
10750                         }
10751                         goto err_free;
10752                 }
10753         }
10754
10755         if (env->cfg.cur_stack < 0) {
10756                 verbose(env, "pop stack internal bug\n");
10757                 ret = -EFAULT;
10758                 goto err_free;
10759         }
10760
10761         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
10762                 if (insn_state[i] != EXPLORED) {
10763                         verbose(env, "unreachable insn %d\n", i);
10764                         ret = -EINVAL;
10765                         goto err_free;
10766                 }
10767         }
10768         ret = 0; /* cfg looks good */
10769
10770 err_free:
10771         kvfree(insn_state);
10772         kvfree(insn_stack);
10773         env->cfg.insn_state = env->cfg.insn_stack = NULL;
10774         return ret;
10775 }
10776
10777 static int check_abnormal_return(struct bpf_verifier_env *env)
10778 {
10779         int i;
10780
10781         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
10782                 if (env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
10783                         verbose(env, "LD_ABS is not allowed in subprogs without BTF\n");
10784                         return -EINVAL;
10785                 }
10786                 if (env->subprog_info[i].has_tail_call) {
10787                         verbose(env, "tail_call is not allowed in subprogs without BTF\n");
10788                         return -EINVAL;
10789                 }
10790         }
10791         return 0;
10792 }
10793
10794 /* The minimum supported BTF func info size */
10795 #define MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE   8
10796 #define MAX_FUNCINFO_REC_SIZE   252
10797
10798 static int check_btf_func(struct bpf_verifier_env *env,
10799                           const union bpf_attr *attr,
10800                           bpfptr_t uattr)
10801 {
10802         const struct btf_type *type, *func_proto, *ret_type;
10803         u32 i, nfuncs, urec_size, min_size;
10804         u32 krec_size = sizeof(struct bpf_func_info);
10805         struct bpf_func_info *krecord;
10806         struct bpf_func_info_aux *info_aux = NULL;
10807         struct bpf_prog *prog;
10808         const struct btf *btf;
10809         bpfptr_t urecord;
10810         u32 prev_offset = 0;
10811         bool scalar_return;
10812         int ret = -ENOMEM;
10813
10814         nfuncs = attr->func_info_cnt;
10815         if (!nfuncs) {
10816                 if (check_abnormal_return(env))
10817                         return -EINVAL;
10818                 return 0;
10819         }
10820
10821         if (nfuncs != env->subprog_cnt) {
10822                 verbose(env, "number of funcs in func_info doesn't match number of subprogs\n");
10823                 return -EINVAL;
10824         }
10825
10826         urec_size = attr->func_info_rec_size;
10827         if (urec_size < MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE ||
10828             urec_size > MAX_FUNCINFO_REC_SIZE ||
10829             urec_size % sizeof(u32)) {
10830                 verbose(env, "invalid func info rec size %u\n", urec_size);
10831                 return -EINVAL;
10832         }
10833
10834         prog = env->prog;
10835         btf = prog->aux->btf;
10836
10837         urecord = make_bpfptr(attr->func_info, uattr.is_kernel);
10838         min_size = min_t(u32, krec_size, urec_size);
10839
10840         krecord = kvcalloc(nfuncs, krec_size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
10841         if (!krecord)
10842                 return -ENOMEM;
10843         info_aux = kcalloc(nfuncs, sizeof(*info_aux), GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
10844         if (!info_aux)
10845                 goto err_free;
10846
10847         for (i = 0; i < nfuncs; i++) {
10848                 ret = bpf_check_uarg_tail_zero(urecord, krec_size, urec_size);
10849                 if (ret) {
10850                         if (ret == -E2BIG) {
10851                                 verbose(env, "nonzero tailing record in func info");
10852                                 /* set the size kernel expects so loader can zero
10853                                  * out the rest of the record.
10854                                  */
10855                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
10856                                                           offsetof(union bpf_attr, func_info_rec_size),
10857                                                           &min_size, sizeof(min_size)))
10858                                         ret = -EFAULT;
10859                         }
10860                         goto err_free;
10861                 }
10862
10863                 if (copy_from_bpfptr(&krecord[i], urecord, min_size)) {
10864                         ret = -EFAULT;
10865                         goto err_free;
10866                 }
10867
10868                 /* check insn_off */
10869                 ret = -EINVAL;
10870                 if (i == 0) {
10871                         if (krecord[i].insn_off) {
10872                                 verbose(env,
10873                                         "nonzero insn_off %u for the first func info record",
10874                                         krecord[i].insn_off);
10875                                 goto err_free;
10876                         }
10877                 } else if (krecord[i].insn_off <= prev_offset) {
10878                         verbose(env,
10879                                 "same or smaller insn offset (%u) than previous func info record (%u)",
10880                                 krecord[i].insn_off, prev_offset);
10881                         goto err_free;
10882                 }
10883
10884                 if (env->subprog_info[i].start != krecord[i].insn_off) {
10885                         verbose(env, "func_info BTF section doesn't match subprog layout in BPF program\n");
10886                         goto err_free;
10887                 }
10888
10889                 /* check type_id */
10890                 type = btf_type_by_id(btf, krecord[i].type_id);
10891                 if (!type || !btf_type_is_func(type)) {
10892                         verbose(env, "invalid type id %d in func info",
10893                                 krecord[i].type_id);
10894                         goto err_free;
10895                 }
10896                 info_aux[i].linkage = BTF_INFO_VLEN(type->info);
10897
10898                 func_proto = btf_type_by_id(btf, type->type);
10899                 if (unlikely(!func_proto || !btf_type_is_func_proto(func_proto)))
10900                         /* btf_func_check() already verified it during BTF load */
10901                         goto err_free;
10902                 ret_type = btf_type_skip_modifiers(btf, func_proto->type, NULL);
10903                 scalar_return =
10904                         btf_type_is_small_int(ret_type) || btf_type_is_enum(ret_type);
10905                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
10906                         verbose(env, "LD_ABS is only allowed in functions that return 'int'.\n");
10907                         goto err_free;
10908                 }
10909                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_tail_call) {
10910                         verbose(env, "tail_call is only allowed in functions that return 'int'.\n");
10911                         goto err_free;
10912                 }
10913
10914                 prev_offset = krecord[i].insn_off;
10915                 bpfptr_add(&urecord, urec_size);
10916         }
10917
10918         prog->aux->func_info = krecord;
10919         prog->aux->func_info_cnt = nfuncs;
10920         prog->aux->func_info_aux = info_aux;
10921         return 0;
10922
10923 err_free:
10924         kvfree(krecord);
10925         kfree(info_aux);
10926         return ret;
10927 }
10928
10929 static void adjust_btf_func(struct bpf_verifier_env *env)
10930 {
10931         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
10932         int i;
10933
10934         if (!aux->func_info)
10935                 return;
10936
10937         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
10938                 aux->func_info[i].insn_off = env->subprog_info[i].start;
10939 }
10940
10941 #define MIN_BPF_LINEINFO_SIZE   offsetofend(struct bpf_line_info, line_col)
10942 #define MAX_LINEINFO_REC_SIZE   MAX_FUNCINFO_REC_SIZE
10943
10944 static int check_btf_line(struct bpf_verifier_env *env,
10945                           const union bpf_attr *attr,
10946                           bpfptr_t uattr)
10947 {
10948         u32 i, s, nr_linfo, ncopy, expected_size, rec_size, prev_offset = 0;
10949         struct bpf_subprog_info *sub;
10950         struct bpf_line_info *linfo;
10951         struct bpf_prog *prog;
10952         const struct btf *btf;
10953         bpfptr_t ulinfo;
10954         int err;
10955
10956         nr_linfo = attr->line_info_cnt;
10957         if (!nr_linfo)
10958                 return 0;
10959         if (nr_linfo > INT_MAX / sizeof(struct bpf_line_info))
10960                 return -EINVAL;
10961
10962         rec_size = attr->line_info_rec_size;
10963         if (rec_size < MIN_BPF_LINEINFO_SIZE ||
10964             rec_size > MAX_LINEINFO_REC_SIZE ||
10965             rec_size & (sizeof(u32) - 1))
10966                 return -EINVAL;
10967
10968         /* Need to zero it in case the userspace may
10969          * pass in a smaller bpf_line_info object.
10970          */
10971         linfo = kvcalloc(nr_linfo, sizeof(struct bpf_line_info),
10972                          GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
10973         if (!linfo)
10974                 return -ENOMEM;
10975
10976         prog = env->prog;
10977         btf = prog->aux->btf;
10978
10979         s = 0;
10980         sub = env->subprog_info;
10981         ulinfo = make_bpfptr(attr->line_info, uattr.is_kernel);
10982         expected_size = sizeof(struct bpf_line_info);
10983         ncopy = min_t(u32, expected_size, rec_size);
10984         for (i = 0; i < nr_linfo; i++) {
10985                 err = bpf_check_uarg_tail_zero(ulinfo, expected_size, rec_size);
10986                 if (err) {
10987                         if (err == -E2BIG) {
10988                                 verbose(env, "nonzero tailing record in line_info");
10989                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
10990                                                           offsetof(union bpf_attr, line_info_rec_size),
10991                                                           &expected_size, sizeof(expected_size)))
10992                                         err = -EFAULT;
10993                         }
10994                         goto err_free;
10995                 }
10996
10997                 if (copy_from_bpfptr(&linfo[i], ulinfo, ncopy)) {
10998                         err = -EFAULT;
10999                         goto err_free;
11000                 }
11001
11002                 /*
11003                  * Check insn_off to ensure
11004                  * 1) strictly increasing AND
11005                  * 2) bounded by prog->len
11006                  *
11007                  * The linfo[0].insn_off == 0 check logically falls into
11008                  * the later "missing bpf_line_info for func..." case
11009                  * because the first linfo[0].insn_off must be the
11010                  * first sub also and the first sub must have
11011                  * subprog_info[0].start == 0.
11012                  */
11013                 if ((i && linfo[i].insn_off <= prev_offset) ||
11014                     linfo[i].insn_off >= prog->len) {
11015                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].insn_off:%u (prev_offset:%u prog->len:%u)\n",
11016                                 i, linfo[i].insn_off, prev_offset,
11017                                 prog->len);
11018                         err = -EINVAL;
11019                         goto err_free;
11020                 }
11021
11022                 if (!prog->insnsi[linfo[i].insn_off].code) {
11023                         verbose(env,
11024                                 "Invalid insn code at line_info[%u].insn_off\n",
11025                                 i);
11026                         err = -EINVAL;
11027                         goto err_free;
11028                 }
11029
11030                 if (!btf_name_by_offset(btf, linfo[i].line_off) ||
11031                     !btf_name_by_offset(btf, linfo[i].file_name_off)) {
11032                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].line_off or .file_name_off\n", i);
11033                         err = -EINVAL;
11034                         goto err_free;
11035                 }
11036
11037                 if (s != env->subprog_cnt) {
11038                         if (linfo[i].insn_off == sub[s].start) {
11039                                 sub[s].linfo_idx = i;
11040                                 s++;
11041                         } else if (sub[s].start < linfo[i].insn_off) {
11042                                 verbose(env, "missing bpf_line_info for func#%u\n", s);
11043                                 err = -EINVAL;
11044                                 goto err_free;
11045                         }
11046                 }
11047
11048                 prev_offset = linfo[i].insn_off;
11049                 bpfptr_add(&ulinfo, rec_size);
11050         }
11051
11052         if (s != env->subprog_cnt) {
11053                 verbose(env, "missing bpf_line_info for %u funcs starting from func#%u\n",
11054                         env->subprog_cnt - s, s);
11055                 err = -EINVAL;
11056                 goto err_free;
11057         }
11058
11059         prog->aux->linfo = linfo;
11060         prog->aux->nr_linfo = nr_linfo;
11061
11062         return 0;
11063
11064 err_free:
11065         kvfree(linfo);
11066         return err;
11067 }
11068
11069 #define MIN_CORE_RELO_SIZE      sizeof(struct bpf_core_relo)
11070 #define MAX_CORE_RELO_SIZE      MAX_FUNCINFO_REC_SIZE
11071
11072 static int check_core_relo(struct bpf_verifier_env *env,
11073                            const union bpf_attr *attr,
11074                            bpfptr_t uattr)
11075 {
11076         u32 i, nr_core_relo, ncopy, expected_size, rec_size;
11077         struct bpf_core_relo core_relo = {};
11078         struct bpf_prog *prog = env->prog;
11079         const struct btf *btf = prog->aux->btf;
11080         struct bpf_core_ctx ctx = {
11081                 .log = &env->log,
11082                 .btf = btf,
11083         };
11084         bpfptr_t u_core_relo;
11085         int err;
11086
11087         nr_core_relo = attr->core_relo_cnt;
11088         if (!nr_core_relo)
11089                 return 0;
11090         if (nr_core_relo > INT_MAX / sizeof(struct bpf_core_relo))
11091                 return -EINVAL;
11092
11093         rec_size = attr->core_relo_rec_size;
11094         if (rec_size < MIN_CORE_RELO_SIZE ||
11095             rec_size > MAX_CORE_RELO_SIZE ||
11096             rec_size % sizeof(u32))
11097                 return -EINVAL;
11098
11099         u_core_relo = make_bpfptr(attr->core_relos, uattr.is_kernel);
11100         expected_size = sizeof(struct bpf_core_relo);
11101         ncopy = min_t(u32, expected_size, rec_size);
11102
11103         /* Unlike func_info and line_info, copy and apply each CO-RE
11104          * relocation record one at a time.
11105          */
11106         for (i = 0; i < nr_core_relo; i++) {
11107                 /* future proofing when sizeof(bpf_core_relo) changes */
11108                 err = bpf_check_uarg_tail_zero(u_core_relo, expected_size, rec_size);
11109                 if (err) {
11110                         if (err == -E2BIG) {
11111                                 verbose(env, "nonzero tailing record in core_relo");
11112                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
11113                                                           offsetof(union bpf_attr, core_relo_rec_size),
11114                                                           &expected_size, sizeof(expected_size)))
11115                                         err = -EFAULT;
11116                         }
11117                         break;
11118                 }
11119
11120                 if (copy_from_bpfptr(&core_relo, u_core_relo, ncopy)) {
11121                         err = -EFAULT;
11122                         break;
11123                 }
11124
11125                 if (core_relo.insn_off % 8 || core_relo.insn_off / 8 >= prog->len) {
11126                         verbose(env, "Invalid core_relo[%u].insn_off:%u prog->len:%u\n",
11127                                 i, core_relo.insn_off, prog->len);
11128                         err = -EINVAL;
11129                         break;
11130                 }
11131
11132                 err = bpf_core_apply(&ctx, &core_relo, i,
11133                                      &prog->insnsi[core_relo.insn_off / 8]);
11134                 if (err)
11135                         break;
11136                 bpfptr_add(&u_core_relo, rec_size);
11137         }
11138         return err;
11139 }
11140
11141 static int check_btf_info(struct bpf_verifier_env *env,
11142                           const union bpf_attr *attr,
11143                           bpfptr_t uattr)
11144 {
11145         struct btf *btf;
11146         int err;
11147
11148         if (!attr->func_info_cnt && !attr->line_info_cnt) {
11149                 if (check_abnormal_return(env))
11150                         return -EINVAL;
11151                 return 0;
11152         }
11153
11154         btf = btf_get_by_fd(attr->prog_btf_fd);
11155         if (IS_ERR(btf))
11156                 return PTR_ERR(btf);
11157         if (btf_is_kernel(btf)) {
11158                 btf_put(btf);
11159                 return -EACCES;
11160         }
11161         env->prog->aux->btf = btf;
11162
11163         err = check_btf_func(env, attr, uattr);
11164         if (err)
11165                 return err;
11166
11167         err = check_btf_line(env, attr, uattr);
11168         if (err)
11169                 return err;
11170
11171         err = check_core_relo(env, attr, uattr);
11172         if (err)
11173                 return err;
11174
11175         return 0;
11176 }
11177
11178 /* check %cur's range satisfies %old's */
11179 static bool range_within(struct bpf_reg_state *old,
11180                          struct bpf_reg_state *cur)
11181 {
11182         return old->umin_value <= cur->umin_value &&
11183                old->umax_value >= cur->umax_value &&
11184                old->smin_value <= cur->smin_value &&
11185                old->smax_value >= cur->smax_value &&
11186                old->u32_min_value <= cur->u32_min_value &&
11187                old->u32_max_value >= cur->u32_max_value &&
11188                old->s32_min_value <= cur->s32_min_value &&
11189                old->s32_max_value >= cur->s32_max_value;
11190 }
11191
11192 /* If in the old state two registers had the same id, then they need to have
11193  * the same id in the new state as well.  But that id could be different from
11194  * the old state, so we need to track the mapping from old to new ids.
11195  * Once we have seen that, say, a reg with old id 5 had new id 9, any subsequent
11196  * regs with old id 5 must also have new id 9 for the new state to be safe.  But
11197  * regs with a different old id could still have new id 9, we don't care about
11198  * that.
11199  * So we look through our idmap to see if this old id has been seen before.  If
11200  * so, we require the new id to match; otherwise, we add the id pair to the map.
11201  */
11202 static bool check_ids(u32 old_id, u32 cur_id, struct bpf_id_pair *idmap)
11203 {
11204         unsigned int i;
11205
11206         for (i = 0; i < BPF_ID_MAP_SIZE; i++) {
11207                 if (!idmap[i].old) {
11208                         /* Reached an empty slot; haven't seen this id before */
11209                         idmap[i].old = old_id;
11210                         idmap[i].cur = cur_id;
11211                         return true;
11212                 }
11213                 if (idmap[i].old == old_id)
11214                         return idmap[i].cur == cur_id;
11215         }
11216         /* We ran out of idmap slots, which should be impossible */
11217         WARN_ON_ONCE(1);
11218         return false;
11219 }
11220
11221 static void clean_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
11222                              struct bpf_func_state *st)
11223 {
11224         enum bpf_reg_liveness live;
11225         int i, j;
11226
11227         for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
11228                 live = st->regs[i].live;
11229                 /* liveness must not touch this register anymore */
11230                 st->regs[i].live |= REG_LIVE_DONE;
11231                 if (!(live & REG_LIVE_READ))
11232                         /* since the register is unused, clear its state
11233                          * to make further comparison simpler
11234                          */
11235                         __mark_reg_not_init(env, &st->regs[i]);
11236         }
11237
11238         for (i = 0; i < st->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
11239                 live = st->stack[i].spilled_ptr.live;
11240                 /* liveness must not touch this stack slot anymore */
11241                 st->stack[i].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_DONE;
11242                 if (!(live & REG_LIVE_READ)) {
11243                         __mark_reg_not_init(env, &st->stack[i].spilled_ptr);
11244                         for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
11245                                 st->stack[i].slot_type[j] = STACK_INVALID;
11246                 }
11247         }
11248 }
11249
11250 static void clean_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
11251                                  struct bpf_verifier_state *st)
11252 {
11253         int i;
11254
11255         if (st->frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE)
11256                 /* all regs in this state in all frames were already marked */
11257                 return;
11258
11259         for (i = 0; i <= st->curframe; i++)
11260                 clean_func_state(env, st->frame[i]);
11261 }
11262
11263 /* the parentage chains form a tree.
11264  * the verifier states are added to state lists at given insn and
11265  * pushed into state stack for future exploration.
11266  * when the verifier reaches bpf_exit insn some of the verifer states
11267  * stored in the state lists have their final liveness state already,
11268  * but a lot of states will get revised from liveness point of view when
11269  * the verifier explores other branches.
11270  * Example:
11271  * 1: r0 = 1
11272  * 2: if r1 == 100 goto pc+1
11273  * 3: r0 = 2
11274  * 4: exit
11275  * when the verifier reaches exit insn the register r0 in the state list of
11276  * insn 2 will be seen as !REG_LIVE_READ. Then the verifier pops the other_branch
11277  * of insn 2 and goes exploring further. At the insn 4 it will walk the
11278  * parentage chain from insn 4 into insn 2 and will mark r0 as REG_LIVE_READ.
11279  *
11280  * Since the verifier pushes the branch states as it sees them while exploring
11281  * the program the condition of walking the branch instruction for the second
11282  * time means that all states below this branch were already explored and
11283  * their final liveness marks are already propagated.
11284  * Hence when the verifier completes the search of state list in is_state_visited()
11285  * we can call this clean_live_states() function to mark all liveness states
11286  * as REG_LIVE_DONE to indicate that 'parent' pointers of 'struct bpf_reg_state'
11287  * will not be used.
11288  * This function also clears the registers and stack for states that !READ
11289  * to simplify state merging.
11290  *
11291  * Important note here that walking the same branch instruction in the callee
11292  * doesn't meant that the states are DONE. The verifier has to compare
11293  * the callsites
11294  */
11295 static void clean_live_states(struct bpf_verifier_env *env, int insn,
11296                               struct bpf_verifier_state *cur)
11297 {
11298         struct bpf_verifier_state_list *sl;
11299         int i;
11300
11301         sl = *explored_state(env, insn);
11302         while (sl) {
11303                 if (sl->state.branches)
11304                         goto next;
11305                 if (sl->state.insn_idx != insn ||
11306                     sl->state.curframe != cur->curframe)
11307                         goto next;
11308                 for (i = 0; i <= cur->curframe; i++)
11309                         if (sl->state.frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
11310                                 goto next;
11311                 clean_verifier_state(env, &sl->state);
11312 next:
11313                 sl = sl->next;
11314         }
11315 }
11316
11317 /* Returns true if (rold safe implies rcur safe) */
11318 static bool regsafe(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *rold,
11319                     struct bpf_reg_state *rcur, struct bpf_id_pair *idmap)
11320 {
11321         bool equal;
11322
11323         if (!(rold->live & REG_LIVE_READ))
11324                 /* explored state didn't use this */
11325                 return true;
11326
11327         equal = memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, parent)) == 0;
11328
11329         if (rold->type == PTR_TO_STACK)
11330                 /* two stack pointers are equal only if they're pointing to
11331                  * the same stack frame, since fp-8 in foo != fp-8 in bar
11332                  */
11333                 return equal && rold->frameno == rcur->frameno;
11334
11335         if (equal)
11336                 return true;
11337
11338         if (rold->type == NOT_INIT)
11339                 /* explored state can't have used this */
11340                 return true;
11341         if (rcur->type == NOT_INIT)
11342                 return false;
11343         switch (base_type(rold->type)) {
11344         case SCALAR_VALUE:
11345                 if (env->explore_alu_limits)
11346                         return false;
11347                 if (rcur->type == SCALAR_VALUE) {
11348                         if (!rold->precise && !rcur->precise)
11349                                 return true;
11350                         /* new val must satisfy old val knowledge */
11351                         return range_within(rold, rcur) &&
11352                                tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
11353                 } else {
11354                         /* We're trying to use a pointer in place of a scalar.
11355                          * Even if the scalar was unbounded, this could lead to
11356                          * pointer leaks because scalars are allowed to leak
11357                          * while pointers are not. We could make this safe in
11358                          * special cases if root is calling us, but it's
11359                          * probably not worth the hassle.
11360                          */
11361                         return false;
11362                 }
11363         case PTR_TO_MAP_KEY:
11364         case PTR_TO_MAP_VALUE:
11365                 /* a PTR_TO_MAP_VALUE could be safe to use as a
11366                  * PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL into the same map.
11367                  * However, if the old PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL then got NULL-
11368                  * checked, doing so could have affected others with the same
11369                  * id, and we can't check for that because we lost the id when
11370                  * we converted to a PTR_TO_MAP_VALUE.
11371                  */
11372                 if (type_may_be_null(rold->type)) {
11373                         if (!type_may_be_null(rcur->type))
11374                                 return false;
11375                         if (memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)))
11376                                 return false;
11377                         /* Check our ids match any regs they're supposed to */
11378                         return check_ids(rold->id, rcur->id, idmap);
11379                 }
11380
11381                 /* If the new min/max/var_off satisfy the old ones and
11382                  * everything else matches, we are OK.
11383                  * 'id' is not compared, since it's only used for maps with
11384                  * bpf_spin_lock inside map element and in such cases if
11385                  * the rest of the prog is valid for one map element then
11386                  * it's valid for all map elements regardless of the key
11387                  * used in bpf_map_lookup()
11388                  */
11389                 return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)) == 0 &&
11390                        range_within(rold, rcur) &&
11391                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
11392         case PTR_TO_PACKET_META:
11393         case PTR_TO_PACKET:
11394                 if (rcur->type != rold->type)
11395                         return false;
11396                 /* We must have at least as much range as the old ptr
11397                  * did, so that any accesses which were safe before are
11398                  * still safe.  This is true even if old range < old off,
11399                  * since someone could have accessed through (ptr - k), or
11400                  * even done ptr -= k in a register, to get a safe access.
11401                  */
11402                 if (rold->range > rcur->range)
11403                         return false;
11404                 /* If the offsets don't match, we can't trust our alignment;
11405                  * nor can we be sure that we won't fall out of range.
11406                  */
11407                 if (rold->off != rcur->off)
11408                         return false;
11409                 /* id relations must be preserved */
11410                 if (rold->id && !check_ids(rold->id, rcur->id, idmap))
11411                         return false;
11412                 /* new val must satisfy old val knowledge */
11413                 return range_within(rold, rcur) &&
11414                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
11415         case PTR_TO_CTX:
11416         case CONST_PTR_TO_MAP:
11417         case PTR_TO_PACKET_END:
11418         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
11419         case PTR_TO_SOCKET:
11420         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
11421         case PTR_TO_TCP_SOCK:
11422         case PTR_TO_XDP_SOCK:
11423                 /* Only valid matches are exact, which memcmp() above
11424                  * would have accepted
11425                  */
11426         default:
11427                 /* Don't know what's going on, just say it's not safe */
11428                 return false;
11429         }
11430
11431         /* Shouldn't get here; if we do, say it's not safe */
11432         WARN_ON_ONCE(1);
11433         return false;
11434 }
11435
11436 static bool stacksafe(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *old,
11437                       struct bpf_func_state *cur, struct bpf_id_pair *idmap)
11438 {
11439         int i, spi;
11440
11441         /* walk slots of the explored stack and ignore any additional
11442          * slots in the current stack, since explored(safe) state
11443          * didn't use them
11444          */
11445         for (i = 0; i < old->allocated_stack; i++) {
11446                 spi = i / BPF_REG_SIZE;
11447
11448                 if (!(old->stack[spi].spilled_ptr.live & REG_LIVE_READ)) {
11449                         i += BPF_REG_SIZE - 1;
11450                         /* explored state didn't use this */
11451                         continue;
11452                 }
11453
11454                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_INVALID)
11455                         continue;
11456
11457                 /* explored stack has more populated slots than current stack
11458                  * and these slots were used
11459                  */
11460                 if (i >= cur->allocated_stack)
11461                         return false;
11462
11463                 /* if old state was safe with misc data in the stack
11464                  * it will be safe with zero-initialized stack.
11465                  * The opposite is not true
11466                  */
11467                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC &&
11468                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_ZERO)
11469                         continue;
11470                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] !=
11471                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE])
11472                         /* Ex: old explored (safe) state has STACK_SPILL in
11473                          * this stack slot, but current has STACK_MISC ->
11474                          * this verifier states are not equivalent,
11475                          * return false to continue verification of this path
11476                          */
11477                         return false;
11478                 if (i % BPF_REG_SIZE != BPF_REG_SIZE - 1)
11479                         continue;
11480                 if (!is_spilled_reg(&old->stack[spi]))
11481                         continue;
11482                 if (!regsafe(env, &old->stack[spi].spilled_ptr,
11483                              &cur->stack[spi].spilled_ptr, idmap))
11484                         /* when explored and current stack slot are both storing
11485                          * spilled registers, check that stored pointers types
11486                          * are the same as well.
11487                          * Ex: explored safe path could have stored
11488                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -8}
11489                          * but current path has stored:
11490                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -16}
11491                          * such verifier states are not equivalent.
11492                          * return false to continue verification of this path
11493                          */
11494                         return false;
11495         }
11496         return true;
11497 }
11498
11499 static bool refsafe(struct bpf_func_state *old, struct bpf_func_state *cur)
11500 {
11501         if (old->acquired_refs != cur->acquired_refs)
11502                 return false;
11503         return !memcmp(old->refs, cur->refs,
11504                        sizeof(*old->refs) * old->acquired_refs);
11505 }
11506
11507 /* compare two verifier states
11508  *
11509  * all states stored in state_list are known to be valid, since
11510  * verifier reached 'bpf_exit' instruction through them
11511  *
11512  * this function is called when verifier exploring different branches of
11513  * execution popped from the state stack. If it sees an old state that has
11514  * more strict register state and more strict stack state then this execution
11515  * branch doesn't need to be explored further, since verifier already
11516  * concluded that more strict state leads to valid finish.
11517  *
11518  * Therefore two states are equivalent if register state is more conservative
11519  * and explored stack state is more conservative than the current one.
11520  * Example:
11521  *       explored                   current
11522  * (slot1=INV slot2=MISC) == (slot1=MISC slot2=MISC)
11523  * (slot1=MISC slot2=MISC) != (slot1=INV slot2=MISC)
11524  *
11525  * In other words if current stack state (one being explored) has more
11526  * valid slots than old one that already passed validation, it means
11527  * the verifier can stop exploring and conclude that current state is valid too
11528  *
11529  * Similarly with registers. If explored state has register type as invalid
11530  * whereas register type in current state is meaningful, it means that
11531  * the current state will reach 'bpf_exit' instruction safely
11532  */
11533 static bool func_states_equal(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *old,
11534                               struct bpf_func_state *cur)
11535 {
11536         int i;
11537
11538         memset(env->idmap_scratch, 0, sizeof(env->idmap_scratch));
11539         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
11540                 if (!regsafe(env, &old->regs[i], &cur->regs[i],
11541                              env->idmap_scratch))
11542                         return false;
11543
11544         if (!stacksafe(env, old, cur, env->idmap_scratch))
11545                 return false;
11546
11547         if (!refsafe(old, cur))
11548                 return false;
11549
11550         return true;
11551 }
11552
11553 static bool states_equal(struct bpf_verifier_env *env,
11554                          struct bpf_verifier_state *old,
11555                          struct bpf_verifier_state *cur)
11556 {
11557         int i;
11558
11559         if (old->curframe != cur->curframe)
11560                 return false;
11561
11562         /* Verification state from speculative execution simulation
11563          * must never prune a non-speculative execution one.
11564          */
11565         if (old->speculative && !cur->speculative)
11566                 return false;
11567
11568         if (old->active_spin_lock != cur->active_spin_lock)
11569                 return false;
11570
11571         /* for states to be equal callsites have to be the same
11572          * and all frame states need to be equivalent
11573          */
11574         for (i = 0; i <= old->curframe; i++) {
11575                 if (old->frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
11576                         return false;
11577                 if (!func_states_equal(env, old->frame[i], cur->frame[i]))
11578                         return false;
11579         }
11580         return true;
11581 }
11582
11583 /* Return 0 if no propagation happened. Return negative error code if error
11584  * happened. Otherwise, return the propagated bit.
11585  */
11586 static int propagate_liveness_reg(struct bpf_verifier_env *env,
11587                                   struct bpf_reg_state *reg,
11588                                   struct bpf_reg_state *parent_reg)
11589 {
11590         u8 parent_flag = parent_reg->live & REG_LIVE_READ;
11591         u8 flag = reg->live & REG_LIVE_READ;
11592         int err;
11593
11594         /* When comes here, read flags of PARENT_REG or REG could be any of
11595          * REG_LIVE_READ64, REG_LIVE_READ32, REG_LIVE_NONE. There is no need
11596          * of propagation if PARENT_REG has strongest REG_LIVE_READ64.
11597          */
11598         if (parent_flag == REG_LIVE_READ64 ||
11599             /* Or if there is no read flag from REG. */
11600             !flag ||
11601             /* Or if the read flag from REG is the same as PARENT_REG. */
11602             parent_flag == flag)
11603                 return 0;
11604
11605         err = mark_reg_read(env, reg, parent_reg, flag);
11606         if (err)
11607                 return err;
11608
11609         return flag;
11610 }
11611
11612 /* A write screens off any subsequent reads; but write marks come from the
11613  * straight-line code between a state and its parent.  When we arrive at an
11614  * equivalent state (jump target or such) we didn't arrive by the straight-line
11615  * code, so read marks in the state must propagate to the parent regardless
11616  * of the state's write marks. That's what 'parent == state->parent' comparison
11617  * in mark_reg_read() is for.
11618  */
11619 static int propagate_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
11620                               const struct bpf_verifier_state *vstate,
11621                               struct bpf_verifier_state *vparent)
11622 {
11623         struct bpf_reg_state *state_reg, *parent_reg;
11624         struct bpf_func_state *state, *parent;
11625         int i, frame, err = 0;
11626
11627         if (vparent->curframe != vstate->curframe) {
11628                 WARN(1, "propagate_live: parent frame %d current frame %d\n",
11629                      vparent->curframe, vstate->curframe);
11630                 return -EFAULT;
11631         }
11632         /* Propagate read liveness of registers... */
11633         BUILD_BUG_ON(BPF_REG_FP + 1 != MAX_BPF_REG);
11634         for (frame = 0; frame <= vstate->curframe; frame++) {
11635                 parent = vparent->frame[frame];
11636                 state = vstate->frame[frame];
11637                 parent_reg = parent->regs;
11638                 state_reg = state->regs;
11639                 /* We don't need to worry about FP liveness, it's read-only */
11640                 for (i = frame < vstate->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
11641                         err = propagate_liveness_reg(env, &state_reg[i],
11642                                                      &parent_reg[i]);
11643                         if (err < 0)
11644                                 return err;
11645                         if (err == REG_LIVE_READ64)
11646                                 mark_insn_zext(env, &parent_reg[i]);
11647                 }
11648
11649                 /* Propagate stack slots. */
11650                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE &&
11651                             i < parent->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
11652                         parent_reg = &parent->stack[i].spilled_ptr;
11653                         state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
11654                         err = propagate_liveness_reg(env, state_reg,
11655                                                      parent_reg);
11656                         if (err < 0)
11657                                 return err;
11658                 }
11659         }
11660         return 0;
11661 }
11662
11663 /* find precise scalars in the previous equivalent state and
11664  * propagate them into the current state
11665  */
11666 static int propagate_precision(struct bpf_verifier_env *env,
11667                                const struct bpf_verifier_state *old)
11668 {
11669         struct bpf_reg_state *state_reg;
11670         struct bpf_func_state *state;
11671         int i, err = 0;
11672
11673         state = old->frame[old->curframe];
11674         state_reg = state->regs;
11675         for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++, state_reg++) {
11676                 if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
11677                     !state_reg->precise)
11678                         continue;
11679                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
11680                         verbose(env, "propagating r%d\n", i);
11681                 err = mark_chain_precision(env, i);
11682                 if (err < 0)
11683                         return err;
11684         }
11685
11686         for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
11687                 if (!is_spilled_reg(&state->stack[i]))
11688                         continue;
11689                 state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
11690                 if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
11691                     !state_reg->precise)
11692                         continue;
11693                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
11694                         verbose(env, "propagating fp%d\n",
11695                                 (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
11696                 err = mark_chain_precision_stack(env, i);
11697                 if (err < 0)
11698                         return err;
11699         }
11700         return 0;
11701 }
11702
11703 static bool states_maybe_looping(struct bpf_verifier_state *old,
11704                                  struct bpf_verifier_state *cur)
11705 {
11706         struct bpf_func_state *fold, *fcur;
11707         int i, fr = cur->curframe;
11708
11709         if (old->curframe != fr)
11710                 return false;
11711
11712         fold = old->frame[fr];
11713         fcur = cur->frame[fr];
11714         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
11715                 if (memcmp(&fold->regs[i], &fcur->regs[i],
11716                            offsetof(struct bpf_reg_state, parent)))
11717                         return false;
11718         return true;
11719 }
11720
11721
11722 static int is_state_visited(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
11723 {
11724         struct bpf_verifier_state_list *new_sl;
11725         struct bpf_verifier_state_list *sl, **pprev;
11726         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state, *new;
11727         int i, j, err, states_cnt = 0;
11728         bool add_new_state = env->test_state_freq ? true : false;
11729
11730         cur->last_insn_idx = env->prev_insn_idx;
11731         if (!env->insn_aux_data[insn_idx].prune_point)
11732                 /* this 'insn_idx' instruction wasn't marked, so we will not
11733                  * be doing state search here
11734                  */
11735                 return 0;
11736
11737         /* bpf progs typically have pruning point every 4 instructions
11738          * http://vger.kernel.org/bpfconf2019.html#session-1
11739          * Do not add new state for future pruning if the verifier hasn't seen
11740          * at least 2 jumps and at least 8 instructions.
11741          * This heuristics helps decrease 'total_states' and 'peak_states' metric.
11742          * In tests that amounts to up to 50% reduction into total verifier
11743          * memory consumption and 20% verifier time speedup.
11744          */
11745         if (env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed >= 2 &&
11746             env->insn_processed - env->prev_insn_processed >= 8)
11747                 add_new_state = true;
11748
11749         pprev = explored_state(env, insn_idx);
11750         sl = *pprev;
11751
11752         clean_live_states(env, insn_idx, cur);
11753
11754         while (sl) {
11755                 states_cnt++;
11756                 if (sl->state.insn_idx != insn_idx)
11757                         goto next;
11758
11759                 if (sl->state.branches) {
11760                         struct bpf_func_state *frame = sl->state.frame[sl->state.curframe];
11761
11762                         if (frame->in_async_callback_fn &&
11763                             frame->async_entry_cnt != cur->frame[cur->curframe]->async_entry_cnt) {
11764                                 /* Different async_entry_cnt means that the verifier is
11765                                  * processing another entry into async callback.
11766                                  * Seeing the same state is not an indication of infinite
11767                                  * loop or infinite recursion.
11768                                  * But finding the same state doesn't mean that it's safe
11769                                  * to stop processing the current state. The previous state
11770                                  * hasn't yet reached bpf_exit, since state.branches > 0.
11771                                  * Checking in_async_callback_fn alone is not enough either.
11772                                  * Since the verifier still needs to catch infinite loops
11773                                  * inside async callbacks.
11774                                  */
11775                         } else if (states_maybe_looping(&sl->state, cur) &&
11776                                    states_equal(env, &sl->state, cur)) {
11777                                 verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
11778                                 verbose(env, "infinite loop detected at insn %d\n", insn_idx);
11779                                 return -EINVAL;
11780                         }
11781                         /* if the verifier is processing a loop, avoid adding new state
11782                          * too often, since different loop iterations have distinct
11783                          * states and may not help future pruning.
11784                          * This threshold shouldn't be too low to make sure that
11785                          * a loop with large bound will be rejected quickly.
11786                          * The most abusive loop will be:
11787                          * r1 += 1
11788                          * if r1 < 1000000 goto pc-2
11789                          * 1M insn_procssed limit / 100 == 10k peak states.
11790                          * This threshold shouldn't be too high either, since states
11791                          * at the end of the loop are likely to be useful in pruning.
11792                          */
11793                         if (env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed < 20 &&
11794                             env->insn_processed - env->prev_insn_processed < 100)
11795                                 add_new_state = false;
11796                         goto miss;
11797                 }
11798                 if (states_equal(env, &sl->state, cur)) {
11799                         sl->hit_cnt++;
11800                         /* reached equivalent register/stack state,
11801                          * prune the search.
11802                          * Registers read by the continuation are read by us.
11803                          * If we have any write marks in env->cur_state, they
11804                          * will prevent corresponding reads in the continuation
11805                          * from reaching our parent (an explored_state).  Our
11806                          * own state will get the read marks recorded, but
11807                          * they'll be immediately forgotten as we're pruning
11808                          * this state and will pop a new one.
11809                          */
11810                         err = propagate_liveness(env, &sl->state, cur);
11811
11812                         /* if previous state reached the exit with precision and
11813                          * current state is equivalent to it (except precsion marks)
11814                          * the precision needs to be propagated back in
11815                          * the current state.
11816                          */
11817                         err = err ? : push_jmp_history(env, cur);
11818                         err = err ? : propagate_precision(env, &sl->state);
11819                         if (err)
11820                                 return err;
11821                         return 1;
11822                 }
11823 miss:
11824                 /* when new state is not going to be added do not increase miss count.
11825                  * Otherwise several loop iterations will remove the state
11826                  * recorded earlier. The goal of these heuristics is to have
11827                  * states from some iterations of the loop (some in the beginning
11828                  * and some at the end) to help pruning.
11829                  */
11830                 if (add_new_state)
11831                         sl->miss_cnt++;
11832                 /* heuristic to determine whether this state is beneficial
11833                  * to keep checking from state equivalence point of view.
11834                  * Higher numbers increase max_states_per_insn and verification time,
11835                  * but do not meaningfully decrease insn_processed.
11836                  */
11837                 if (sl->miss_cnt > sl->hit_cnt * 3 + 3) {
11838                         /* the state is unlikely to be useful. Remove it to
11839                          * speed up verification
11840                          */
11841                         *pprev = sl->next;
11842                         if (sl->state.frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE) {
11843                                 u32 br = sl->state.branches;
11844
11845                                 WARN_ONCE(br,
11846                                           "BUG live_done but branches_to_explore %d\n",
11847                                           br);
11848                                 free_verifier_state(&sl->state, false);
11849                                 kfree(sl);
11850                                 env->peak_states--;
11851                         } else {
11852                                 /* cannot free this state, since parentage chain may
11853                                  * walk it later. Add it for free_list instead to
11854                                  * be freed at the end of verification
11855                                  */
11856                                 sl->next = env->free_list;
11857                                 env->free_list = sl;
11858                         }
11859                         sl = *pprev;
11860                         continue;
11861                 }
11862 next:
11863                 pprev = &sl->next;
11864                 sl = *pprev;
11865         }
11866
11867         if (env->max_states_per_insn < states_cnt)
11868                 env->max_states_per_insn = states_cnt;
11869
11870         if (!env->bpf_capable && states_cnt > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES)
11871                 return push_jmp_history(env, cur);
11872
11873         if (!add_new_state)
11874                 return push_jmp_history(env, cur);
11875
11876         /* There were no equivalent states, remember the current one.
11877          * Technically the current state is not proven to be safe yet,
11878          * but it will either reach outer most bpf_exit (which means it's safe)
11879          * or it will be rejected. When there are no loops the verifier won't be
11880          * seeing this tuple (frame[0].callsite, frame[1].callsite, .. insn_idx)
11881          * again on the way to bpf_exit.
11882          * When looping the sl->state.branches will be > 0 and this state
11883          * will not be considered for equivalence until branches == 0.
11884          */
11885         new_sl = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state_list), GFP_KERNEL);
11886         if (!new_sl)
11887                 return -ENOMEM;
11888         env->total_states++;
11889         env->peak_states++;
11890         env->prev_jmps_processed = env->jmps_processed;
11891         env->prev_insn_processed = env->insn_processed;
11892
11893         /* add new state to the head of linked list */
11894         new = &new_sl->state;
11895         err = copy_verifier_state(new, cur);
11896         if (err) {
11897                 free_verifier_state(new, false);
11898                 kfree(new_sl);
11899                 return err;
11900         }
11901         new->insn_idx = insn_idx;
11902         WARN_ONCE(new->branches != 1,
11903                   "BUG is_state_visited:branches_to_explore=%d insn %d\n", new->branches, insn_idx);
11904
11905         cur->parent = new;
11906         cur->first_insn_idx = insn_idx;
11907         clear_jmp_history(cur);
11908         new_sl->next = *explored_state(env, insn_idx);
11909         *explored_state(env, insn_idx) = new_sl;
11910         /* connect new state to parentage chain. Current frame needs all
11911          * registers connected. Only r6 - r9 of the callers are alive (pushed
11912          * to the stack implicitly by JITs) so in callers' frames connect just
11913          * r6 - r9 as an optimization. Callers will have r1 - r5 connected to
11914          * the state of the call instruction (with WRITTEN set), and r0 comes
11915          * from callee with its full parentage chain, anyway.
11916          */
11917         /* clear write marks in current state: the writes we did are not writes
11918          * our child did, so they don't screen off its reads from us.
11919          * (There are no read marks in current state, because reads always mark
11920          * their parent and current state never has children yet.  Only
11921          * explored_states can get read marks.)
11922          */
11923         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
11924                 for (i = j < cur->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++)
11925                         cur->frame[j]->regs[i].parent = &new->frame[j]->regs[i];
11926                 for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++)
11927                         cur->frame[j]->regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
11928         }
11929
11930         /* all stack frames are accessible from callee, clear them all */
11931         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
11932                 struct bpf_func_state *frame = cur->frame[j];
11933                 struct bpf_func_state *newframe = new->frame[j];
11934
11935                 for (i = 0; i < frame->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
11936                         frame->stack[i].spilled_ptr.live = REG_LIVE_NONE;
11937                         frame->stack[i].spilled_ptr.parent =
11938                                                 &newframe->stack[i].spilled_ptr;
11939                 }
11940         }
11941         return 0;
11942 }
11943
11944 /* Return true if it's OK to have the same insn return a different type. */
11945 static bool reg_type_mismatch_ok(enum bpf_reg_type type)
11946 {
11947         switch (base_type(type)) {
11948         case PTR_TO_CTX:
11949         case PTR_TO_SOCKET:
11950         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
11951         case PTR_TO_TCP_SOCK:
11952         case PTR_TO_XDP_SOCK:
11953         case PTR_TO_BTF_ID:
11954                 return false;
11955         default:
11956                 return true;
11957         }
11958 }
11959
11960 /* If an instruction was previously used with particular pointer types, then we
11961  * need to be careful to avoid cases such as the below, where it may be ok
11962  * for one branch accessing the pointer, but not ok for the other branch:
11963  *
11964  * R1 = sock_ptr
11965  * goto X;
11966  * ...
11967  * R1 = some_other_valid_ptr;
11968  * goto X;
11969  * ...
11970  * R2 = *(u32 *)(R1 + 0);
11971  */
11972 static bool reg_type_mismatch(enum bpf_reg_type src, enum bpf_reg_type prev)
11973 {
11974         return src != prev && (!reg_type_mismatch_ok(src) ||
11975                                !reg_type_mismatch_ok(prev));
11976 }
11977
11978 static int do_check(struct bpf_verifier_env *env)
11979 {
11980         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
11981         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
11982         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
11983         struct bpf_reg_state *regs;
11984         int insn_cnt = env->prog->len;
11985         bool do_print_state = false;
11986         int prev_insn_idx = -1;
11987
11988         for (;;) {
11989                 struct bpf_insn *insn;
11990                 u8 class;
11991                 int err;
11992
11993                 env->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
11994                 if (env->insn_idx >= insn_cnt) {
11995                         verbose(env, "invalid insn idx %d insn_cnt %d\n",
11996                                 env->insn_idx, insn_cnt);
11997                         return -EFAULT;
11998                 }
11999
12000                 insn = &insns[env->insn_idx];
12001                 class = BPF_CLASS(insn->code);
12002
12003                 if (++env->insn_processed > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS) {
12004                         verbose(env,
12005                                 "BPF program is too large. Processed %d insn\n",
12006                                 env->insn_processed);
12007                         return -E2BIG;
12008                 }
12009
12010                 err = is_state_visited(env, env->insn_idx);
12011                 if (err < 0)
12012                         return err;
12013                 if (err == 1) {
12014                         /* found equivalent state, can prune the search */
12015                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
12016                                 if (do_print_state)
12017                                         verbose(env, "\nfrom %d to %d%s: safe\n",
12018                                                 env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
12019                                                 env->cur_state->speculative ?
12020                                                 " (speculative execution)" : "");
12021                                 else
12022                                         verbose(env, "%d: safe\n", env->insn_idx);
12023                         }
12024                         goto process_bpf_exit;
12025                 }
12026
12027                 if (signal_pending(current))
12028                         return -EAGAIN;
12029
12030                 if (need_resched())
12031                         cond_resched();
12032
12033                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2 && do_print_state) {
12034                         verbose(env, "\nfrom %d to %d%s:",
12035                                 env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
12036                                 env->cur_state->speculative ?
12037                                 " (speculative execution)" : "");
12038                         print_verifier_state(env, state->frame[state->curframe], true);
12039                         do_print_state = false;
12040                 }
12041
12042                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
12043                         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
12044                                 .cb_call        = disasm_kfunc_name,
12045                                 .cb_print       = verbose,
12046                                 .private_data   = env,
12047                         };
12048
12049                         if (verifier_state_scratched(env))
12050                                 print_insn_state(env, state->frame[state->curframe]);
12051
12052                         verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
12053                         env->prev_log_len = env->log.len_used;
12054                         verbose(env, "%d: ", env->insn_idx);
12055                         print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
12056                         env->prev_insn_print_len = env->log.len_used - env->prev_log_len;
12057                         env->prev_log_len = env->log.len_used;
12058                 }
12059
12060                 if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
12061                         err = bpf_prog_offload_verify_insn(env, env->insn_idx,
12062                                                            env->prev_insn_idx);
12063                         if (err)
12064                                 return err;
12065                 }
12066
12067                 regs = cur_regs(env);
12068                 sanitize_mark_insn_seen(env);
12069                 prev_insn_idx = env->insn_idx;
12070
12071                 if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
12072                         err = check_alu_op(env, insn);
12073                         if (err)
12074                                 return err;
12075
12076                 } else if (class == BPF_LDX) {
12077                         enum bpf_reg_type *prev_src_type, src_reg_type;
12078
12079                         /* check for reserved fields is already done */
12080
12081                         /* check src operand */
12082                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
12083                         if (err)
12084                                 return err;
12085
12086                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
12087                         if (err)
12088                                 return err;
12089
12090                         src_reg_type = regs[insn->src_reg].type;
12091
12092                         /* check that memory (src_reg + off) is readable,
12093                          * the state of dst_reg will be updated by this func
12094                          */
12095                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->src_reg,
12096                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
12097                                                BPF_READ, insn->dst_reg, false);
12098                         if (err)
12099                                 return err;
12100
12101                         prev_src_type = &env->insn_aux_data[env->insn_idx].ptr_type;
12102
12103                         if (*prev_src_type == NOT_INIT) {
12104                                 /* saw a valid insn
12105                                  * dst_reg = *(u32 *)(src_reg + off)
12106                                  * save type to validate intersecting paths
12107                                  */
12108                                 *prev_src_type = src_reg_type;
12109
12110                         } else if (reg_type_mismatch(src_reg_type, *prev_src_type)) {
12111                                 /* ABuser program is trying to use the same insn
12112                                  * dst_reg = *(u32*) (src_reg + off)
12113                                  * with different pointer types:
12114                                  * src_reg == ctx in one branch and
12115                                  * src_reg == stack|map in some other branch.
12116                                  * Reject it.
12117                                  */
12118                                 verbose(env, "same insn cannot be used with different pointers\n");
12119                                 return -EINVAL;
12120                         }
12121
12122                 } else if (class == BPF_STX) {
12123                         enum bpf_reg_type *prev_dst_type, dst_reg_type;
12124
12125                         if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC) {
12126                                 err = check_atomic(env, env->insn_idx, insn);
12127                                 if (err)
12128                                         return err;
12129                                 env->insn_idx++;
12130                                 continue;
12131                         }
12132
12133                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM || insn->imm != 0) {
12134                                 verbose(env, "BPF_STX uses reserved fields\n");
12135                                 return -EINVAL;
12136                         }
12137
12138                         /* check src1 operand */
12139                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
12140                         if (err)
12141                                 return err;
12142                         /* check src2 operand */
12143                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
12144                         if (err)
12145                                 return err;
12146
12147                         dst_reg_type = regs[insn->dst_reg].type;
12148
12149                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
12150                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
12151                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
12152                                                BPF_WRITE, insn->src_reg, false);
12153                         if (err)
12154                                 return err;
12155
12156                         prev_dst_type = &env->insn_aux_data[env->insn_idx].ptr_type;
12157
12158                         if (*prev_dst_type == NOT_INIT) {
12159                                 *prev_dst_type = dst_reg_type;
12160                         } else if (reg_type_mismatch(dst_reg_type, *prev_dst_type)) {
12161                                 verbose(env, "same insn cannot be used with different pointers\n");
12162                                 return -EINVAL;
12163                         }
12164
12165                 } else if (class == BPF_ST) {
12166                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM ||
12167                             insn->src_reg != BPF_REG_0) {
12168                                 verbose(env, "BPF_ST uses reserved fields\n");
12169                                 return -EINVAL;
12170                         }
12171                         /* check src operand */
12172                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
12173                         if (err)
12174                                 return err;
12175
12176                         if (is_ctx_reg(env, insn->dst_reg)) {
12177                                 verbose(env, "BPF_ST stores into R%d %s is not allowed\n",
12178                                         insn->dst_reg,
12179                                         reg_type_str(env, reg_state(env, insn->dst_reg)->type));
12180                                 return -EACCES;
12181                         }
12182
12183                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
12184                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
12185                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
12186                                                BPF_WRITE, -1, false);
12187                         if (err)
12188                                 return err;
12189
12190                 } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
12191                         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
12192
12193                         env->jmps_processed++;
12194                         if (opcode == BPF_CALL) {
12195                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
12196                                     (insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL
12197                                      && insn->off != 0) ||
12198                                     (insn->src_reg != BPF_REG_0 &&
12199                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL &&
12200                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) ||
12201                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
12202                                     class == BPF_JMP32) {
12203                                         verbose(env, "BPF_CALL uses reserved fields\n");
12204                                         return -EINVAL;
12205                                 }
12206
12207                                 if (env->cur_state->active_spin_lock &&
12208                                     (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL ||
12209                                      insn->imm != BPF_FUNC_spin_unlock)) {
12210                                         verbose(env, "function calls are not allowed while holding a lock\n");
12211                                         return -EINVAL;
12212                                 }
12213                                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
12214                                         err = check_func_call(env, insn, &env->insn_idx);
12215                                 else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL)
12216                                         err = check_kfunc_call(env, insn, &env->insn_idx);
12217                                 else
12218                                         err = check_helper_call(env, insn, &env->insn_idx);
12219                                 if (err)
12220                                         return err;
12221                         } else if (opcode == BPF_JA) {
12222                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
12223                                     insn->imm != 0 ||
12224                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
12225                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
12226                                     class == BPF_JMP32) {
12227                                         verbose(env, "BPF_JA uses reserved fields\n");
12228                                         return -EINVAL;
12229                                 }
12230
12231                                 env->insn_idx += insn->off + 1;
12232                                 continue;
12233
12234                         } else if (opcode == BPF_EXIT) {
12235                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
12236                                     insn->imm != 0 ||
12237                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
12238                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
12239                                     class == BPF_JMP32) {
12240                                         verbose(env, "BPF_EXIT uses reserved fields\n");
12241                                         return -EINVAL;
12242                                 }
12243
12244                                 if (env->cur_state->active_spin_lock) {
12245                                         verbose(env, "bpf_spin_unlock is missing\n");
12246                                         return -EINVAL;
12247                                 }
12248
12249                                 if (state->curframe) {
12250                                         /* exit from nested function */
12251                                         err = prepare_func_exit(env, &env->insn_idx);
12252                                         if (err)
12253                                                 return err;
12254                                         do_print_state = true;
12255                                         continue;
12256                                 }
12257
12258                                 err = check_reference_leak(env);
12259                                 if (err)
12260                                         return err;
12261
12262                                 err = check_return_code(env);
12263                                 if (err)
12264                                         return err;
12265 process_bpf_exit:
12266                                 mark_verifier_state_scratched(env);
12267                                 update_branch_counts(env, env->cur_state);
12268                                 err = pop_stack(env, &prev_insn_idx,
12269                                                 &env->insn_idx, pop_log);
12270                                 if (err < 0) {
12271                                         if (err != -ENOENT)
12272                                                 return err;
12273                                         break;
12274                                 } else {
12275                                         do_print_state = true;
12276                                         continue;
12277                                 }
12278                         } else {
12279                                 err = check_cond_jmp_op(env, insn, &env->insn_idx);
12280                                 if (err)
12281                                         return err;
12282                         }
12283                 } else if (class == BPF_LD) {
12284                         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
12285
12286                         if (mode == BPF_ABS || mode == BPF_IND) {
12287                                 err = check_ld_abs(env, insn);
12288                                 if (err)
12289                                         return err;
12290
12291                         } else if (mode == BPF_IMM) {
12292                                 err = check_ld_imm(env, insn);
12293                                 if (err)
12294                                         return err;
12295
12296                                 env->insn_idx++;
12297                                 sanitize_mark_insn_seen(env);
12298                         } else {
12299                                 verbose(env, "invalid BPF_LD mode\n");
12300                                 return -EINVAL;
12301                         }
12302                 } else {
12303                         verbose(env, "unknown insn class %d\n", class);
12304                         return -EINVAL;
12305                 }
12306
12307                 env->insn_idx++;
12308         }
12309
12310         return 0;
12311 }
12312
12313 static int find_btf_percpu_datasec(struct btf *btf)
12314 {
12315         const struct btf_type *t;
12316         const char *tname;
12317         int i, n;
12318
12319         /*
12320          * Both vmlinux and module each have their own ".data..percpu"
12321          * DATASECs in BTF. So for module's case, we need to skip vmlinux BTF
12322          * types to look at only module's own BTF types.
12323          */
12324         n = btf_nr_types(btf);
12325         if (btf_is_module(btf))
12326                 i = btf_nr_types(btf_vmlinux);
12327         else
12328                 i = 1;
12329
12330         for(; i < n; i++) {
12331                 t = btf_type_by_id(btf, i);
12332                 if (BTF_INFO_KIND(t->info) != BTF_KIND_DATASEC)
12333                         continue;
12334
12335                 tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
12336                 if (!strcmp(tname, ".data..percpu"))
12337                         return i;
12338         }
12339
12340         return -ENOENT;
12341 }
12342
12343 /* replace pseudo btf_id with kernel symbol address */
12344 static int check_pseudo_btf_id(struct bpf_verifier_env *env,
12345                                struct bpf_insn *insn,
12346                                struct bpf_insn_aux_data *aux)
12347 {
12348         const struct btf_var_secinfo *vsi;
12349         const struct btf_type *datasec;
12350         struct btf_mod_pair *btf_mod;
12351         const struct btf_type *t;
12352         const char *sym_name;
12353         bool percpu = false;
12354         u32 type, id = insn->imm;
12355         struct btf *btf;
12356         s32 datasec_id;
12357         u64 addr;
12358         int i, btf_fd, err;
12359
12360         btf_fd = insn[1].imm;
12361         if (btf_fd) {
12362                 btf = btf_get_by_fd(btf_fd);
12363                 if (IS_ERR(btf)) {
12364                         verbose(env, "invalid module BTF object FD specified.\n");
12365                         return -EINVAL;
12366                 }
12367         } else {
12368                 if (!btf_vmlinux) {
12369                         verbose(env, "kernel is missing BTF, make sure CONFIG_DEBUG_INFO_BTF=y is specified in Kconfig.\n");
12370                         return -EINVAL;
12371                 }
12372                 btf = btf_vmlinux;
12373                 btf_get(btf);
12374         }
12375
12376         t = btf_type_by_id(btf, id);
12377         if (!t) {
12378                 verbose(env, "ldimm64 insn specifies invalid btf_id %d.\n", id);
12379                 err = -ENOENT;
12380                 goto err_put;
12381         }
12382
12383         if (!btf_type_is_var(t)) {
12384                 verbose(env, "pseudo btf_id %d in ldimm64 isn't KIND_VAR.\n", id);
12385                 err = -EINVAL;
12386                 goto err_put;
12387         }
12388
12389         sym_name = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
12390         addr = kallsyms_lookup_name(sym_name);
12391         if (!addr) {
12392                 verbose(env, "ldimm64 failed to find the address for kernel symbol '%s'.\n",
12393                         sym_name);
12394                 err = -ENOENT;
12395                 goto err_put;
12396         }
12397
12398         datasec_id = find_btf_percpu_datasec(btf);
12399         if (datasec_id > 0) {
12400                 datasec = btf_type_by_id(btf, datasec_id);
12401                 for_each_vsi(i, datasec, vsi) {
12402                         if (vsi->type == id) {
12403                                 percpu = true;
12404                                 break;
12405                         }
12406                 }
12407         }
12408
12409         insn[0].imm = (u32)addr;
12410         insn[1].imm = addr >> 32;
12411
12412         type = t->type;
12413         t = btf_type_skip_modifiers(btf, type, NULL);
12414         if (percpu) {
12415                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU;
12416                 aux->btf_var.btf = btf;
12417                 aux->btf_var.btf_id = type;
12418         } else if (!btf_type_is_struct(t)) {
12419                 const struct btf_type *ret;
12420                 const char *tname;
12421                 u32 tsize;
12422
12423                 /* resolve the type size of ksym. */
12424                 ret = btf_resolve_size(btf, t, &tsize);
12425                 if (IS_ERR(ret)) {
12426                         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
12427                         verbose(env, "ldimm64 unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
12428                                 tname, PTR_ERR(ret));
12429                         err = -EINVAL;
12430                         goto err_put;
12431                 }
12432                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY;
12433                 aux->btf_var.mem_size = tsize;
12434         } else {
12435                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_BTF_ID;
12436                 aux->btf_var.btf = btf;
12437                 aux->btf_var.btf_id = type;
12438         }
12439
12440         /* check whether we recorded this BTF (and maybe module) already */
12441         for (i = 0; i < env->used_btf_cnt; i++) {
12442                 if (env->used_btfs[i].btf == btf) {
12443                         btf_put(btf);
12444                         return 0;
12445                 }
12446         }
12447
12448         if (env->used_btf_cnt >= MAX_USED_BTFS) {
12449                 err = -E2BIG;
12450                 goto err_put;
12451         }
12452
12453         btf_mod = &env->used_btfs[env->used_btf_cnt];
12454         btf_mod->btf = btf;
12455         btf_mod->module = NULL;
12456
12457         /* if we reference variables from kernel module, bump its refcount */
12458         if (btf_is_module(btf)) {
12459                 btf_mod->module = btf_try_get_module(btf);
12460                 if (!btf_mod->module) {
12461                         err = -ENXIO;
12462                         goto err_put;
12463                 }
12464         }
12465
12466         env->used_btf_cnt++;
12467
12468         return 0;
12469 err_put:
12470         btf_put(btf);
12471         return err;
12472 }
12473
12474 static int check_map_prealloc(struct bpf_map *map)
12475 {
12476         return (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_HASH &&
12477                 map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH &&
12478                 map->map_type != BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS) ||
12479                 !(map->map_flags & BPF_F_NO_PREALLOC);
12480 }
12481
12482 static bool is_tracing_prog_type(enum bpf_prog_type type)
12483 {
12484         switch (type) {
12485         case BPF_PROG_TYPE_KPROBE:
12486         case BPF_PROG_TYPE_TRACEPOINT:
12487         case BPF_PROG_TYPE_PERF_EVENT:
12488         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
12489                 return true;
12490         default:
12491                 return false;
12492         }
12493 }
12494
12495 static bool is_preallocated_map(struct bpf_map *map)
12496 {
12497         if (!check_map_prealloc(map))
12498                 return false;
12499         if (map->inner_map_meta && !check_map_prealloc(map->inner_map_meta))
12500                 return false;
12501         return true;
12502 }
12503
12504 static int check_map_prog_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
12505                                         struct bpf_map *map,
12506                                         struct bpf_prog *prog)
12507
12508 {
12509         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(prog);
12510         /*
12511          * Validate that trace type programs use preallocated hash maps.
12512          *
12513          * For programs attached to PERF events this is mandatory as the
12514          * perf NMI can hit any arbitrary code sequence.
12515          *
12516          * All other trace types using preallocated hash maps are unsafe as
12517          * well because tracepoint or kprobes can be inside locked regions
12518          * of the memory allocator or at a place where a recursion into the
12519          * memory allocator would see inconsistent state.
12520          *
12521          * On RT enabled kernels run-time allocation of all trace type
12522          * programs is strictly prohibited due to lock type constraints. On
12523          * !RT kernels it is allowed for backwards compatibility reasons for
12524          * now, but warnings are emitted so developers are made aware of
12525          * the unsafety and can fix their programs before this is enforced.
12526          */
12527         if (is_tracing_prog_type(prog_type) && !is_preallocated_map(map)) {
12528                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_PERF_EVENT) {
12529                         verbose(env, "perf_event programs can only use preallocated hash map\n");
12530                         return -EINVAL;
12531                 }
12532                 if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT)) {
12533                         verbose(env, "trace type programs can only use preallocated hash map\n");
12534                         return -EINVAL;
12535                 }
12536                 WARN_ONCE(1, "trace type BPF program uses run-time allocation\n");
12537                 verbose(env, "trace type programs with run-time allocated hash maps are unsafe. Switch to preallocated hash maps.\n");
12538         }
12539
12540         if (map_value_has_spin_lock(map)) {
12541                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER) {
12542                         verbose(env, "socket filter progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
12543                         return -EINVAL;
12544                 }
12545
12546                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
12547                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
12548                         return -EINVAL;
12549                 }
12550
12551                 if (prog->aux->sleepable) {
12552                         verbose(env, "sleepable progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
12553                         return -EINVAL;
12554                 }
12555         }
12556
12557         if (map_value_has_timer(map)) {
12558                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
12559                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_timer yet\n");
12560                         return -EINVAL;
12561                 }
12562         }
12563
12564         if ((bpf_prog_is_dev_bound(prog->aux) || bpf_map_is_dev_bound(map)) &&
12565             !bpf_offload_prog_map_match(prog, map)) {
12566                 verbose(env, "offload device mismatch between prog and map\n");
12567                 return -EINVAL;
12568         }
12569
12570         if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_STRUCT_OPS) {
12571                 verbose(env, "bpf_struct_ops map cannot be used in prog\n");
12572                 return -EINVAL;
12573         }
12574
12575         if (prog->aux->sleepable)
12576                 switch (map->map_type) {
12577                 case BPF_MAP_TYPE_HASH:
12578                 case BPF_MAP_TYPE_LRU_HASH:
12579                 case BPF_MAP_TYPE_ARRAY:
12580                 case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH:
12581                 case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY:
12582                 case BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH:
12583                 case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
12584                 case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
12585                         if (!is_preallocated_map(map)) {
12586                                 verbose(env,
12587                                         "Sleepable programs can only use preallocated maps\n");
12588                                 return -EINVAL;
12589                         }
12590                         break;
12591                 case BPF_MAP_TYPE_RINGBUF:
12592                 case BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE:
12593                 case BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE:
12594                 case BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE:
12595                         break;
12596                 default:
12597                         verbose(env,
12598                                 "Sleepable programs can only use array, hash, and ringbuf maps\n");
12599                         return -EINVAL;
12600                 }
12601
12602         return 0;
12603 }
12604
12605 static bool bpf_map_is_cgroup_storage(struct bpf_map *map)
12606 {
12607         return (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE ||
12608                 map->map_type == BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE);
12609 }
12610
12611 /* find and rewrite pseudo imm in ld_imm64 instructions:
12612  *
12613  * 1. if it accesses map FD, replace it with actual map pointer.
12614  * 2. if it accesses btf_id of a VAR, replace it with pointer to the var.
12615  *
12616  * NOTE: btf_vmlinux is required for converting pseudo btf_id.
12617  */
12618 static int resolve_pseudo_ldimm64(struct bpf_verifier_env *env)
12619 {
12620         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
12621         int insn_cnt = env->prog->len;
12622         int i, j, err;
12623
12624         err = bpf_prog_calc_tag(env->prog);
12625         if (err)
12626                 return err;
12627
12628         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
12629                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
12630                     (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM || insn->imm != 0)) {
12631                         verbose(env, "BPF_LDX uses reserved fields\n");
12632                         return -EINVAL;
12633                 }
12634
12635                 if (insn[0].code == (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW)) {
12636                         struct bpf_insn_aux_data *aux;
12637                         struct bpf_map *map;
12638                         struct fd f;
12639                         u64 addr;
12640                         u32 fd;
12641
12642                         if (i == insn_cnt - 1 || insn[1].code != 0 ||
12643                             insn[1].dst_reg != 0 || insn[1].src_reg != 0 ||
12644                             insn[1].off != 0) {
12645                                 verbose(env, "invalid bpf_ld_imm64 insn\n");
12646                                 return -EINVAL;
12647                         }
12648
12649                         if (insn[0].src_reg == 0)
12650                                 /* valid generic load 64-bit imm */
12651                                 goto next_insn;
12652
12653                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
12654                                 aux = &env->insn_aux_data[i];
12655                                 err = check_pseudo_btf_id(env, insn, aux);
12656                                 if (err)
12657                                         return err;
12658                                 goto next_insn;
12659                         }
12660
12661                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC) {
12662                                 aux = &env->insn_aux_data[i];
12663                                 aux->ptr_type = PTR_TO_FUNC;
12664                                 goto next_insn;
12665                         }
12666
12667                         /* In final convert_pseudo_ld_imm64() step, this is
12668                          * converted into regular 64-bit imm load insn.
12669                          */
12670                         switch (insn[0].src_reg) {
12671                         case BPF_PSEUDO_MAP_VALUE:
12672                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE:
12673                                 break;
12674                         case BPF_PSEUDO_MAP_FD:
12675                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX:
12676                                 if (insn[1].imm == 0)
12677                                         break;
12678                                 fallthrough;
12679                         default:
12680                                 verbose(env, "unrecognized bpf_ld_imm64 insn\n");
12681                                 return -EINVAL;
12682                         }
12683
12684                         switch (insn[0].src_reg) {
12685                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE:
12686                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX:
12687                                 if (bpfptr_is_null(env->fd_array)) {
12688                                         verbose(env, "fd_idx without fd_array is invalid\n");
12689                                         return -EPROTO;
12690                                 }
12691                                 if (copy_from_bpfptr_offset(&fd, env->fd_array,
12692                                                             insn[0].imm * sizeof(fd),
12693                                                             sizeof(fd)))
12694                                         return -EFAULT;
12695                                 break;
12696                         default:
12697                                 fd = insn[0].imm;
12698                                 break;
12699                         }
12700
12701                         f = fdget(fd);
12702                         map = __bpf_map_get(f);
12703                         if (IS_ERR(map)) {
12704                                 verbose(env, "fd %d is not pointing to valid bpf_map\n",
12705                                         insn[0].imm);
12706                                 return PTR_ERR(map);
12707                         }
12708
12709                         err = check_map_prog_compatibility(env, map, env->prog);
12710                         if (err) {
12711                                 fdput(f);
12712                                 return err;
12713                         }
12714
12715                         aux = &env->insn_aux_data[i];
12716                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD ||
12717                             insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX) {
12718                                 addr = (unsigned long)map;
12719                         } else {
12720                                 u32 off = insn[1].imm;
12721
12722                                 if (off >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
12723                                         verbose(env, "direct value offset of %u is not allowed\n", off);
12724                                         fdput(f);
12725                                         return -EINVAL;
12726                                 }
12727
12728                                 if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
12729                                         verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
12730                                         fdput(f);
12731                                         return -EINVAL;
12732                                 }
12733
12734                                 err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
12735                                 if (err) {
12736                                         verbose(env, "invalid access to map value pointer, value_size=%u off=%u\n",
12737                                                 map->value_size, off);
12738                                         fdput(f);
12739                                         return err;
12740                                 }
12741
12742                                 aux->map_off = off;
12743                                 addr += off;
12744                         }
12745
12746                         insn[0].imm = (u32)addr;
12747                         insn[1].imm = addr >> 32;
12748
12749                         /* check whether we recorded this map already */
12750                         for (j = 0; j < env->used_map_cnt; j++) {
12751                                 if (env->used_maps[j] == map) {
12752                                         aux->map_index = j;
12753                                         fdput(f);
12754                                         goto next_insn;
12755                                 }
12756                         }
12757
12758                         if (env->used_map_cnt >= MAX_USED_MAPS) {
12759                                 fdput(f);
12760                                 return -E2BIG;
12761                         }
12762
12763                         /* hold the map. If the program is rejected by verifier,
12764                          * the map will be released by release_maps() or it
12765                          * will be used by the valid program until it's unloaded
12766                          * and all maps are released in free_used_maps()
12767                          */
12768                         bpf_map_inc(map);
12769
12770                         aux->map_index = env->used_map_cnt;
12771                         env->used_maps[env->used_map_cnt++] = map;
12772
12773                         if (bpf_map_is_cgroup_storage(map) &&
12774                             bpf_cgroup_storage_assign(env->prog->aux, map)) {
12775                                 verbose(env, "only one cgroup storage of each type is allowed\n");
12776                                 fdput(f);
12777                                 return -EBUSY;
12778                         }
12779
12780                         fdput(f);
12781 next_insn:
12782                         insn++;
12783                         i++;
12784                         continue;
12785                 }
12786
12787                 /* Basic sanity check before we invest more work here. */
12788                 if (!bpf_opcode_in_insntable(insn->code)) {
12789                         verbose(env, "unknown opcode %02x\n", insn->code);
12790                         return -EINVAL;
12791                 }
12792         }
12793
12794         /* now all pseudo BPF_LD_IMM64 instructions load valid
12795          * 'struct bpf_map *' into a register instead of user map_fd.
12796          * These pointers will be used later by verifier to validate map access.
12797          */
12798         return 0;
12799 }
12800
12801 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
12802 static void release_maps(struct bpf_verifier_env *env)
12803 {
12804         __bpf_free_used_maps(env->prog->aux, env->used_maps,
12805                              env->used_map_cnt);
12806 }
12807
12808 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
12809 static void release_btfs(struct bpf_verifier_env *env)
12810 {
12811         __bpf_free_used_btfs(env->prog->aux, env->used_btfs,
12812                              env->used_btf_cnt);
12813 }
12814
12815 /* convert pseudo BPF_LD_IMM64 into generic BPF_LD_IMM64 */
12816 static void convert_pseudo_ld_imm64(struct bpf_verifier_env *env)
12817 {
12818         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
12819         int insn_cnt = env->prog->len;
12820         int i;
12821
12822         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
12823                 if (insn->code != (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW))
12824                         continue;
12825                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC)
12826                         continue;
12827                 insn->src_reg = 0;
12828         }
12829 }
12830
12831 /* single env->prog->insni[off] instruction was replaced with the range
12832  * insni[off, off + cnt).  Adjust corresponding insn_aux_data by copying
12833  * [0, off) and [off, end) to new locations, so the patched range stays zero
12834  */
12835 static void adjust_insn_aux_data(struct bpf_verifier_env *env,
12836                                  struct bpf_insn_aux_data *new_data,
12837                                  struct bpf_prog *new_prog, u32 off, u32 cnt)
12838 {
12839         struct bpf_insn_aux_data *old_data = env->insn_aux_data;
12840         struct bpf_insn *insn = new_prog->insnsi;
12841         u32 old_seen = old_data[off].seen;
12842         u32 prog_len;
12843         int i;
12844
12845         /* aux info at OFF always needs adjustment, no matter fast path
12846          * (cnt == 1) is taken or not. There is no guarantee INSN at OFF is the
12847          * original insn at old prog.
12848          */
12849         old_data[off].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + off + cnt - 1);
12850
12851         if (cnt == 1)
12852                 return;
12853         prog_len = new_prog->len;
12854
12855         memcpy(new_data, old_data, sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * off);
12856         memcpy(new_data + off + cnt - 1, old_data + off,
12857                sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * (prog_len - off - cnt + 1));
12858         for (i = off; i < off + cnt - 1; i++) {
12859                 /* Expand insni[off]'s seen count to the patched range. */
12860                 new_data[i].seen = old_seen;
12861                 new_data[i].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + i);
12862         }
12863         env->insn_aux_data = new_data;
12864         vfree(old_data);
12865 }
12866
12867 static void adjust_subprog_starts(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 len)
12868 {
12869         int i;
12870
12871         if (len == 1)
12872                 return;
12873         /* NOTE: fake 'exit' subprog should be updated as well. */
12874         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++) {
12875                 if (env->subprog_info[i].start <= off)
12876                         continue;
12877                 env->subprog_info[i].start += len - 1;
12878         }
12879 }
12880
12881 static void adjust_poke_descs(struct bpf_prog *prog, u32 off, u32 len)
12882 {
12883         struct bpf_jit_poke_descriptor *tab = prog->aux->poke_tab;
12884         int i, sz = prog->aux->size_poke_tab;
12885         struct bpf_jit_poke_descriptor *desc;
12886
12887         for (i = 0; i < sz; i++) {
12888                 desc = &tab[i];
12889                 if (desc->insn_idx <= off)
12890                         continue;
12891                 desc->insn_idx += len - 1;
12892         }
12893 }
12894
12895 static struct bpf_prog *bpf_patch_insn_data(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
12896                                             const struct bpf_insn *patch, u32 len)
12897 {
12898         struct bpf_prog *new_prog;
12899         struct bpf_insn_aux_data *new_data = NULL;
12900
12901         if (len > 1) {
12902                 new_data = vzalloc(array_size(env->prog->len + len - 1,
12903                                               sizeof(struct bpf_insn_aux_data)));
12904                 if (!new_data)
12905                         return NULL;
12906         }
12907
12908         new_prog = bpf_patch_insn_single(env->prog, off, patch, len);
12909         if (IS_ERR(new_prog)) {
12910                 if (PTR_ERR(new_prog) == -ERANGE)
12911                         verbose(env,
12912                                 "insn %d cannot be patched due to 16-bit range\n",
12913                                 env->insn_aux_data[off].orig_idx);
12914                 vfree(new_data);
12915                 return NULL;
12916         }
12917         adjust_insn_aux_data(env, new_data, new_prog, off, len);
12918         adjust_subprog_starts(env, off, len);
12919         adjust_poke_descs(new_prog, off, len);
12920         return new_prog;
12921 }
12922
12923 static int adjust_subprog_starts_after_remove(struct bpf_verifier_env *env,
12924                                               u32 off, u32 cnt)
12925 {
12926         int i, j;
12927
12928         /* find first prog starting at or after off (first to remove) */
12929         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
12930                 if (env->subprog_info[i].start >= off)
12931                         break;
12932         /* find first prog starting at or after off + cnt (first to stay) */
12933         for (j = i; j < env->subprog_cnt; j++)
12934                 if (env->subprog_info[j].start >= off + cnt)
12935                         break;
12936         /* if j doesn't start exactly at off + cnt, we are just removing
12937          * the front of previous prog
12938          */
12939         if (env->subprog_info[j].start != off + cnt)
12940                 j--;
12941
12942         if (j > i) {
12943                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
12944                 int move;
12945
12946                 /* move fake 'exit' subprog as well */
12947                 move = env->subprog_cnt + 1 - j;
12948
12949                 memmove(env->subprog_info + i,
12950                         env->subprog_info + j,
12951                         sizeof(*env->subprog_info) * move);
12952                 env->subprog_cnt -= j - i;
12953
12954                 /* remove func_info */
12955                 if (aux->func_info) {
12956                         move = aux->func_info_cnt - j;
12957
12958                         memmove(aux->func_info + i,
12959                                 aux->func_info + j,
12960                                 sizeof(*aux->func_info) * move);
12961                         aux->func_info_cnt -= j - i;
12962                         /* func_info->insn_off is set after all code rewrites,
12963                          * in adjust_btf_func() - no need to adjust
12964                          */
12965                 }
12966         } else {
12967                 /* convert i from "first prog to remove" to "first to adjust" */
12968                 if (env->subprog_info[i].start == off)
12969                         i++;
12970         }
12971
12972         /* update fake 'exit' subprog as well */
12973         for (; i <= env->subprog_cnt; i++)
12974                 env->subprog_info[i].start -= cnt;
12975
12976         return 0;
12977 }
12978
12979 static int bpf_adj_linfo_after_remove(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
12980                                       u32 cnt)
12981 {
12982         struct bpf_prog *prog = env->prog;
12983         u32 i, l_off, l_cnt, nr_linfo;
12984         struct bpf_line_info *linfo;
12985
12986         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
12987         if (!nr_linfo)
12988                 return 0;
12989
12990         linfo = prog->aux->linfo;
12991
12992         /* find first line info to remove, count lines to be removed */
12993         for (i = 0; i < nr_linfo; i++)
12994                 if (linfo[i].insn_off >= off)
12995                         break;
12996
12997         l_off = i;
12998         l_cnt = 0;
12999         for (; i < nr_linfo; i++)
13000                 if (linfo[i].insn_off < off + cnt)
13001                         l_cnt++;
13002                 else
13003                         break;
13004
13005         /* First live insn doesn't match first live linfo, it needs to "inherit"
13006          * last removed linfo.  prog is already modified, so prog->len == off
13007          * means no live instructions after (tail of the program was removed).
13008          */
13009         if (prog->len != off && l_cnt &&
13010             (i == nr_linfo || linfo[i].insn_off != off + cnt)) {
13011                 l_cnt--;
13012                 linfo[--i].insn_off = off + cnt;
13013         }
13014
13015         /* remove the line info which refer to the removed instructions */
13016         if (l_cnt) {
13017                 memmove(linfo + l_off, linfo + i,
13018                         sizeof(*linfo) * (nr_linfo - i));
13019
13020                 prog->aux->nr_linfo -= l_cnt;
13021                 nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
13022         }
13023
13024         /* pull all linfo[i].insn_off >= off + cnt in by cnt */
13025         for (i = l_off; i < nr_linfo; i++)
13026                 linfo[i].insn_off -= cnt;
13027
13028         /* fix up all subprogs (incl. 'exit') which start >= off */
13029         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++)
13030                 if (env->subprog_info[i].linfo_idx > l_off) {
13031                         /* program may have started in the removed region but
13032                          * may not be fully removed
13033                          */
13034                         if (env->subprog_info[i].linfo_idx >= l_off + l_cnt)
13035                                 env->subprog_info[i].linfo_idx -= l_cnt;
13036                         else
13037                                 env->subprog_info[i].linfo_idx = l_off;
13038                 }
13039
13040         return 0;
13041 }
13042
13043 static int verifier_remove_insns(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 cnt)
13044 {
13045         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
13046         unsigned int orig_prog_len = env->prog->len;
13047         int err;
13048
13049         if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
13050                 bpf_prog_offload_remove_insns(env, off, cnt);
13051
13052         err = bpf_remove_insns(env->prog, off, cnt);
13053         if (err)
13054                 return err;
13055
13056         err = adjust_subprog_starts_after_remove(env, off, cnt);
13057         if (err)
13058                 return err;
13059
13060         err = bpf_adj_linfo_after_remove(env, off, cnt);
13061         if (err)
13062                 return err;
13063
13064         memmove(aux_data + off, aux_data + off + cnt,
13065                 sizeof(*aux_data) * (orig_prog_len - off - cnt));
13066
13067         return 0;
13068 }
13069
13070 /* The verifier does more data flow analysis than llvm and will not
13071  * explore branches that are dead at run time. Malicious programs can
13072  * have dead code too. Therefore replace all dead at-run-time code
13073  * with 'ja -1'.
13074  *
13075  * Just nops are not optimal, e.g. if they would sit at the end of the
13076  * program and through another bug we would manage to jump there, then
13077  * we'd execute beyond program memory otherwise. Returning exception
13078  * code also wouldn't work since we can have subprogs where the dead
13079  * code could be located.
13080  */
13081 static void sanitize_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
13082 {
13083         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
13084         struct bpf_insn trap = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, -1);
13085         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
13086         const int insn_cnt = env->prog->len;
13087         int i;
13088
13089         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
13090                 if (aux_data[i].seen)
13091                         continue;
13092                 memcpy(insn + i, &trap, sizeof(trap));
13093                 aux_data[i].zext_dst = false;
13094         }
13095 }
13096
13097 static bool insn_is_cond_jump(u8 code)
13098 {
13099         u8 op;
13100
13101         if (BPF_CLASS(code) == BPF_JMP32)
13102                 return true;
13103
13104         if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP)
13105                 return false;
13106
13107         op = BPF_OP(code);
13108         return op != BPF_JA && op != BPF_EXIT && op != BPF_CALL;
13109 }
13110
13111 static void opt_hard_wire_dead_code_branches(struct bpf_verifier_env *env)
13112 {
13113         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
13114         struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
13115         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
13116         const int insn_cnt = env->prog->len;
13117         int i;
13118
13119         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
13120                 if (!insn_is_cond_jump(insn->code))
13121                         continue;
13122
13123                 if (!aux_data[i + 1].seen)
13124                         ja.off = insn->off;
13125                 else if (!aux_data[i + 1 + insn->off].seen)
13126                         ja.off = 0;
13127                 else
13128                         continue;
13129
13130                 if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
13131                         bpf_prog_offload_replace_insn(env, i, &ja);
13132
13133                 memcpy(insn, &ja, sizeof(ja));
13134         }
13135 }
13136
13137 static int opt_remove_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
13138 {
13139         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
13140         int insn_cnt = env->prog->len;
13141         int i, err;
13142
13143         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
13144                 int j;
13145
13146                 j = 0;
13147                 while (i + j < insn_cnt && !aux_data[i + j].seen)
13148                         j++;
13149                 if (!j)
13150                         continue;
13151
13152                 err = verifier_remove_insns(env, i, j);
13153                 if (err)
13154                         return err;
13155                 insn_cnt = env->prog->len;
13156         }
13157
13158         return 0;
13159 }
13160
13161 static int opt_remove_nops(struct bpf_verifier_env *env)
13162 {
13163         const struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
13164         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
13165         int insn_cnt = env->prog->len;
13166         int i, err;
13167
13168         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
13169                 if (memcmp(&insn[i], &ja, sizeof(ja)))
13170                         continue;
13171
13172                 err = verifier_remove_insns(env, i, 1);
13173                 if (err)
13174                         return err;
13175                 insn_cnt--;
13176                 i--;
13177         }
13178
13179         return 0;
13180 }
13181
13182 static int opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(struct bpf_verifier_env *env,
13183                                          const union bpf_attr *attr)
13184 {
13185         struct bpf_insn *patch, zext_patch[2], rnd_hi32_patch[4];
13186         struct bpf_insn_aux_data *aux = env->insn_aux_data;
13187         int i, patch_len, delta = 0, len = env->prog->len;
13188         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
13189         struct bpf_prog *new_prog;
13190         bool rnd_hi32;
13191
13192         rnd_hi32 = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_RND_HI32;
13193         zext_patch[1] = BPF_ZEXT_REG(0);
13194         rnd_hi32_patch[1] = BPF_ALU64_IMM(BPF_MOV, BPF_REG_AX, 0);
13195         rnd_hi32_patch[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_AX, 32);
13196         rnd_hi32_patch[3] = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, 0, BPF_REG_AX);
13197         for (i = 0; i < len; i++) {
13198                 int adj_idx = i + delta;
13199                 struct bpf_insn insn;
13200                 int load_reg;
13201
13202                 insn = insns[adj_idx];
13203                 load_reg = insn_def_regno(&insn);
13204                 if (!aux[adj_idx].zext_dst) {
13205                         u8 code, class;
13206                         u32 imm_rnd;
13207
13208                         if (!rnd_hi32)
13209                                 continue;
13210
13211                         code = insn.code;
13212                         class = BPF_CLASS(code);
13213                         if (load_reg == -1)
13214                                 continue;
13215
13216                         /* NOTE: arg "reg" (the fourth one) is only used for
13217                          *       BPF_STX + SRC_OP, so it is safe to pass NULL
13218                          *       here.
13219                          */
13220                         if (is_reg64(env, &insn, load_reg, NULL, DST_OP)) {
13221                                 if (class == BPF_LD &&
13222                                     BPF_MODE(code) == BPF_IMM)
13223                                         i++;
13224                                 continue;
13225                         }
13226
13227                         /* ctx load could be transformed into wider load. */
13228                         if (class == BPF_LDX &&
13229                             aux[adj_idx].ptr_type == PTR_TO_CTX)
13230                                 continue;
13231
13232                         imm_rnd = get_random_int();
13233                         rnd_hi32_patch[0] = insn;
13234                         rnd_hi32_patch[1].imm = imm_rnd;
13235                         rnd_hi32_patch[3].dst_reg = load_reg;
13236                         patch = rnd_hi32_patch;
13237                         patch_len = 4;
13238                         goto apply_patch_buffer;
13239                 }
13240
13241                 /* Add in an zero-extend instruction if a) the JIT has requested
13242                  * it or b) it's a CMPXCHG.
13243                  *
13244                  * The latter is because: BPF_CMPXCHG always loads a value into
13245                  * R0, therefore always zero-extends. However some archs'
13246                  * equivalent instruction only does this load when the
13247                  * comparison is successful. This detail of CMPXCHG is
13248                  * orthogonal to the general zero-extension behaviour of the
13249                  * CPU, so it's treated independently of bpf_jit_needs_zext.
13250                  */
13251                 if (!bpf_jit_needs_zext() && !is_cmpxchg_insn(&insn))
13252                         continue;
13253
13254                 if (WARN_ON(load_reg == -1)) {
13255                         verbose(env, "verifier bug. zext_dst is set, but no reg is defined\n");
13256                         return -EFAULT;
13257                 }
13258
13259                 zext_patch[0] = insn;
13260                 zext_patch[1].dst_reg = load_reg;
13261                 zext_patch[1].src_reg = load_reg;
13262                 patch = zext_patch;
13263                 patch_len = 2;
13264 apply_patch_buffer:
13265                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, adj_idx, patch, patch_len);
13266                 if (!new_prog)
13267                         return -ENOMEM;
13268                 env->prog = new_prog;
13269                 insns = new_prog->insnsi;
13270                 aux = env->insn_aux_data;
13271                 delta += patch_len - 1;
13272         }
13273
13274         return 0;
13275 }
13276
13277 /* convert load instructions that access fields of a context type into a
13278  * sequence of instructions that access fields of the underlying structure:
13279  *     struct __sk_buff    -> struct sk_buff
13280  *     struct bpf_sock_ops -> struct sock
13281  */
13282 static int convert_ctx_accesses(struct bpf_verifier_env *env)
13283 {
13284         const struct bpf_verifier_ops *ops = env->ops;
13285         int i, cnt, size, ctx_field_size, delta = 0;
13286         const int insn_cnt = env->prog->len;
13287         struct bpf_insn insn_buf[16], *insn;
13288         u32 target_size, size_default, off;
13289         struct bpf_prog *new_prog;
13290         enum bpf_access_type type;
13291         bool is_narrower_load;
13292
13293         if (ops->gen_prologue || env->seen_direct_write) {
13294                 if (!ops->gen_prologue) {
13295                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
13296                         return -EINVAL;
13297                 }
13298                 cnt = ops->gen_prologue(insn_buf, env->seen_direct_write,
13299                                         env->prog);
13300                 if (cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
13301                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
13302                         return -EINVAL;
13303                 } else if (cnt) {
13304                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, 0, insn_buf, cnt);
13305                         if (!new_prog)
13306                                 return -ENOMEM;
13307
13308                         env->prog = new_prog;
13309                         delta += cnt - 1;
13310                 }
13311         }
13312
13313         if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
13314                 return 0;
13315
13316         insn = env->prog->insnsi + delta;
13317
13318         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
13319                 bpf_convert_ctx_access_t convert_ctx_access;
13320                 bool ctx_access;
13321
13322                 if (insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_B) ||
13323                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_H) ||
13324                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_W) ||
13325                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_DW)) {
13326                         type = BPF_READ;
13327                         ctx_access = true;
13328                 } else if (insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_B) ||
13329                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_H) ||
13330                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_W) ||
13331                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_DW) ||
13332                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_B) ||
13333                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_H) ||
13334                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_W) ||
13335                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_DW)) {
13336                         type = BPF_WRITE;
13337                         ctx_access = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_STX;
13338                 } else {
13339                         continue;
13340                 }
13341
13342                 if (type == BPF_WRITE &&
13343                     env->insn_aux_data[i + delta].sanitize_stack_spill) {
13344                         struct bpf_insn patch[] = {
13345                                 *insn,
13346                                 BPF_ST_NOSPEC(),
13347                         };
13348
13349                         cnt = ARRAY_SIZE(patch);
13350                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patch, cnt);
13351                         if (!new_prog)
13352                                 return -ENOMEM;
13353
13354                         delta    += cnt - 1;
13355                         env->prog = new_prog;
13356                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
13357                         continue;
13358                 }
13359
13360                 if (!ctx_access)
13361                         continue;
13362
13363                 switch ((int)env->insn_aux_data[i + delta].ptr_type) {
13364                 case PTR_TO_CTX:
13365                         if (!ops->convert_ctx_access)
13366                                 continue;
13367                         convert_ctx_access = ops->convert_ctx_access;
13368                         break;
13369                 case PTR_TO_SOCKET:
13370                 case PTR_TO_SOCK_COMMON:
13371                         convert_ctx_access = bpf_sock_convert_ctx_access;
13372                         break;
13373                 case PTR_TO_TCP_SOCK:
13374                         convert_ctx_access = bpf_tcp_sock_convert_ctx_access;
13375                         break;
13376                 case PTR_TO_XDP_SOCK:
13377                         convert_ctx_access = bpf_xdp_sock_convert_ctx_access;
13378                         break;
13379                 case PTR_TO_BTF_ID:
13380                 case PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED:
13381                         if (type == BPF_READ) {
13382                                 insn->code = BPF_LDX | BPF_PROBE_MEM |
13383                                         BPF_SIZE((insn)->code);
13384                                 env->prog->aux->num_exentries++;
13385                         } else if (resolve_prog_type(env->prog) != BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS) {
13386                                 verbose(env, "Writes through BTF pointers are not allowed\n");
13387                                 return -EINVAL;
13388                         }
13389                         continue;
13390                 default:
13391                         continue;
13392                 }
13393
13394                 ctx_field_size = env->insn_aux_data[i + delta].ctx_field_size;
13395                 size = BPF_LDST_BYTES(insn);
13396
13397                 /* If the read access is a narrower load of the field,
13398                  * convert to a 4/8-byte load, to minimum program type specific
13399                  * convert_ctx_access changes. If conversion is successful,
13400                  * we will apply proper mask to the result.
13401                  */
13402                 is_narrower_load = size < ctx_field_size;
13403                 size_default = bpf_ctx_off_adjust_machine(ctx_field_size);
13404                 off = insn->off;
13405                 if (is_narrower_load) {
13406                         u8 size_code;
13407
13408                         if (type == BPF_WRITE) {
13409                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx access misconfigured\n");
13410                                 return -EINVAL;
13411                         }
13412
13413                         size_code = BPF_H;
13414                         if (ctx_field_size == 4)
13415                                 size_code = BPF_W;
13416                         else if (ctx_field_size == 8)
13417                                 size_code = BPF_DW;
13418
13419                         insn->off = off & ~(size_default - 1);
13420                         insn->code = BPF_LDX | BPF_MEM | size_code;
13421                 }
13422
13423                 target_size = 0;
13424                 cnt = convert_ctx_access(type, insn, insn_buf, env->prog,
13425                                          &target_size);
13426                 if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf) ||
13427                     (ctx_field_size && !target_size)) {
13428                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
13429                         return -EINVAL;
13430                 }
13431
13432                 if (is_narrower_load && size < target_size) {
13433                         u8 shift = bpf_ctx_narrow_access_offset(
13434                                 off, size, size_default) * 8;
13435                         if (shift && cnt + 1 >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
13436                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx load misconfigured\n");
13437                                 return -EINVAL;
13438                         }
13439                         if (ctx_field_size <= 4) {
13440                                 if (shift)
13441                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_RSH,
13442                                                                         insn->dst_reg,
13443                                                                         shift);
13444                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
13445                                                                 (1 << size * 8) - 1);
13446                         } else {
13447                                 if (shift)
13448                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_RSH,
13449                                                                         insn->dst_reg,
13450                                                                         shift);
13451                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
13452                                                                 (1ULL << size * 8) - 1);
13453                         }
13454                 }
13455
13456                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
13457                 if (!new_prog)
13458                         return -ENOMEM;
13459
13460                 delta += cnt - 1;
13461
13462                 /* keep walking new program and skip insns we just inserted */
13463                 env->prog = new_prog;
13464                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
13465         }
13466
13467         return 0;
13468 }
13469
13470 static int jit_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
13471 {
13472         struct bpf_prog *prog = env->prog, **func, *tmp;
13473         int i, j, subprog_start, subprog_end = 0, len, subprog;
13474         struct bpf_map *map_ptr;
13475         struct bpf_insn *insn;
13476         void *old_bpf_func;
13477         int err, num_exentries;
13478
13479         if (env->subprog_cnt <= 1)
13480                 return 0;
13481
13482         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
13483                 if (!bpf_pseudo_func(insn) && !bpf_pseudo_call(insn))
13484                         continue;
13485
13486                 /* Upon error here we cannot fall back to interpreter but
13487                  * need a hard reject of the program. Thus -EFAULT is
13488                  * propagated in any case.
13489                  */
13490                 subprog = find_subprog(env, i + insn->imm + 1);
13491                 if (subprog < 0) {
13492                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
13493                                   i + insn->imm + 1);
13494                         return -EFAULT;
13495                 }
13496                 /* temporarily remember subprog id inside insn instead of
13497                  * aux_data, since next loop will split up all insns into funcs
13498                  */
13499                 insn->off = subprog;
13500                 /* remember original imm in case JIT fails and fallback
13501                  * to interpreter will be needed
13502                  */
13503                 env->insn_aux_data[i].call_imm = insn->imm;
13504                 /* point imm to __bpf_call_base+1 from JITs point of view */
13505                 insn->imm = 1;
13506                 if (bpf_pseudo_func(insn))
13507                         /* jit (e.g. x86_64) may emit fewer instructions
13508                          * if it learns a u32 imm is the same as a u64 imm.
13509                          * Force a non zero here.
13510                          */
13511                         insn[1].imm = 1;
13512         }
13513
13514         err = bpf_prog_alloc_jited_linfo(prog);
13515         if (err)
13516                 goto out_undo_insn;
13517
13518         err = -ENOMEM;
13519         func = kcalloc(env->subprog_cnt, sizeof(prog), GFP_KERNEL);
13520         if (!func)
13521                 goto out_undo_insn;
13522
13523         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
13524                 subprog_start = subprog_end;
13525                 subprog_end = env->subprog_info[i + 1].start;
13526
13527                 len = subprog_end - subprog_start;
13528                 /* bpf_prog_run() doesn't call subprogs directly,
13529                  * hence main prog stats include the runtime of subprogs.
13530                  * subprogs don't have IDs and not reachable via prog_get_next_id
13531                  * func[i]->stats will never be accessed and stays NULL
13532                  */
13533                 func[i] = bpf_prog_alloc_no_stats(bpf_prog_size(len), GFP_USER);
13534                 if (!func[i])
13535                         goto out_free;
13536                 memcpy(func[i]->insnsi, &prog->insnsi[subprog_start],
13537                        len * sizeof(struct bpf_insn));
13538                 func[i]->type = prog->type;
13539                 func[i]->len = len;
13540                 if (bpf_prog_calc_tag(func[i]))
13541                         goto out_free;
13542                 func[i]->is_func = 1;
13543                 func[i]->aux->func_idx = i;
13544                 /* Below members will be freed only at prog->aux */
13545                 func[i]->aux->btf = prog->aux->btf;
13546                 func[i]->aux->func_info = prog->aux->func_info;
13547                 func[i]->aux->poke_tab = prog->aux->poke_tab;
13548                 func[i]->aux->size_poke_tab = prog->aux->size_poke_tab;
13549
13550                 for (j = 0; j < prog->aux->size_poke_tab; j++) {
13551                         struct bpf_jit_poke_descriptor *poke;
13552
13553                         poke = &prog->aux->poke_tab[j];
13554                         if (poke->insn_idx < subprog_end &&
13555                             poke->insn_idx >= subprog_start)
13556                                 poke->aux = func[i]->aux;
13557                 }
13558
13559                 /* Use bpf_prog_F_tag to indicate functions in stack traces.
13560                  * Long term would need debug info to populate names
13561                  */
13562                 func[i]->aux->name[0] = 'F';
13563                 func[i]->aux->stack_depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
13564                 func[i]->jit_requested = 1;
13565                 func[i]->blinding_requested = prog->blinding_requested;
13566                 func[i]->aux->kfunc_tab = prog->aux->kfunc_tab;
13567                 func[i]->aux->kfunc_btf_tab = prog->aux->kfunc_btf_tab;
13568                 func[i]->aux->linfo = prog->aux->linfo;
13569                 func[i]->aux->nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
13570                 func[i]->aux->jited_linfo = prog->aux->jited_linfo;
13571                 func[i]->aux->linfo_idx = env->subprog_info[i].linfo_idx;
13572                 num_exentries = 0;
13573                 insn = func[i]->insnsi;
13574                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
13575                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
13576                             BPF_MODE(insn->code) == BPF_PROBE_MEM)
13577                                 num_exentries++;
13578                 }
13579                 func[i]->aux->num_exentries = num_exentries;
13580                 func[i]->aux->tail_call_reachable = env->subprog_info[i].tail_call_reachable;
13581                 func[i] = bpf_int_jit_compile(func[i]);
13582                 if (!func[i]->jited) {
13583                         err = -ENOTSUPP;
13584                         goto out_free;
13585                 }
13586                 cond_resched();
13587         }
13588
13589         /* at this point all bpf functions were successfully JITed
13590          * now populate all bpf_calls with correct addresses and
13591          * run last pass of JIT
13592          */
13593         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
13594                 insn = func[i]->insnsi;
13595                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
13596                         if (bpf_pseudo_func(insn)) {
13597                                 subprog = insn->off;
13598                                 insn[0].imm = (u32)(long)func[subprog]->bpf_func;
13599                                 insn[1].imm = ((u64)(long)func[subprog]->bpf_func) >> 32;
13600                                 continue;
13601                         }
13602                         if (!bpf_pseudo_call(insn))
13603                                 continue;
13604                         subprog = insn->off;
13605                         insn->imm = BPF_CALL_IMM(func[subprog]->bpf_func);
13606                 }
13607
13608                 /* we use the aux data to keep a list of the start addresses
13609                  * of the JITed images for each function in the program
13610                  *
13611                  * for some architectures, such as powerpc64, the imm field
13612                  * might not be large enough to hold the offset of the start
13613                  * address of the callee's JITed image from __bpf_call_base
13614                  *
13615                  * in such cases, we can lookup the start address of a callee
13616                  * by using its subprog id, available from the off field of
13617                  * the call instruction, as an index for this list
13618                  */
13619                 func[i]->aux->func = func;
13620                 func[i]->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
13621         }
13622         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
13623                 old_bpf_func = func[i]->bpf_func;
13624                 tmp = bpf_int_jit_compile(func[i]);
13625                 if (tmp != func[i] || func[i]->bpf_func != old_bpf_func) {
13626                         verbose(env, "JIT doesn't support bpf-to-bpf calls\n");
13627                         err = -ENOTSUPP;
13628                         goto out_free;
13629                 }
13630                 cond_resched();
13631         }
13632
13633         /* finally lock prog and jit images for all functions and
13634          * populate kallsysm
13635          */
13636         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
13637                 bpf_prog_lock_ro(func[i]);
13638                 bpf_prog_kallsyms_add(func[i]);
13639         }
13640
13641         /* Last step: make now unused interpreter insns from main
13642          * prog consistent for later dump requests, so they can
13643          * later look the same as if they were interpreted only.
13644          */
13645         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
13646                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
13647                         insn[0].imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
13648                         insn[1].imm = insn->off;
13649                         insn->off = 0;
13650                         continue;
13651                 }
13652                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
13653                         continue;
13654                 insn->off = env->insn_aux_data[i].call_imm;
13655                 subprog = find_subprog(env, i + insn->off + 1);
13656                 insn->imm = subprog;
13657         }
13658
13659         prog->jited = 1;
13660         prog->bpf_func = func[0]->bpf_func;
13661         prog->jited_len = func[0]->jited_len;
13662         prog->aux->func = func;
13663         prog->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
13664         bpf_prog_jit_attempt_done(prog);
13665         return 0;
13666 out_free:
13667         /* We failed JIT'ing, so at this point we need to unregister poke
13668          * descriptors from subprogs, so that kernel is not attempting to
13669          * patch it anymore as we're freeing the subprog JIT memory.
13670          */
13671         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
13672                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
13673                 map_ptr->ops->map_poke_untrack(map_ptr, prog->aux);
13674         }
13675         /* At this point we're guaranteed that poke descriptors are not
13676          * live anymore. We can just unlink its descriptor table as it's
13677          * released with the main prog.
13678          */
13679         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
13680                 if (!func[i])
13681                         continue;
13682                 func[i]->aux->poke_tab = NULL;
13683                 bpf_jit_free(func[i]);
13684         }
13685         kfree(func);
13686 out_undo_insn:
13687         /* cleanup main prog to be interpreted */
13688         prog->jit_requested = 0;
13689         prog->blinding_requested = 0;
13690         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
13691                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
13692                         continue;
13693                 insn->off = 0;
13694                 insn->imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
13695         }
13696         bpf_prog_jit_attempt_done(prog);
13697         return err;
13698 }
13699
13700 static int fixup_call_args(struct bpf_verifier_env *env)
13701 {
13702 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
13703         struct bpf_prog *prog = env->prog;
13704         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
13705         bool has_kfunc_call = bpf_prog_has_kfunc_call(prog);
13706         int i, depth;
13707 #endif
13708         int err = 0;
13709
13710         if (env->prog->jit_requested &&
13711             !bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
13712                 err = jit_subprogs(env);
13713                 if (err == 0)
13714                         return 0;
13715                 if (err == -EFAULT)
13716                         return err;
13717         }
13718 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
13719         if (has_kfunc_call) {
13720                 verbose(env, "calling kernel functions are not allowed in non-JITed programs\n");
13721                 return -EINVAL;
13722         }
13723         if (env->subprog_cnt > 1 && env->prog->aux->tail_call_reachable) {
13724                 /* When JIT fails the progs with bpf2bpf calls and tail_calls
13725                  * have to be rejected, since interpreter doesn't support them yet.
13726                  */
13727                 verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
13728                 return -EINVAL;
13729         }
13730         for (i = 0; i < prog->len; i++, insn++) {
13731                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
13732                         /* When JIT fails the progs with callback calls
13733                          * have to be rejected, since interpreter doesn't support them yet.
13734                          */
13735                         verbose(env, "callbacks are not allowed in non-JITed programs\n");
13736                         return -EINVAL;
13737                 }
13738
13739                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
13740                         continue;
13741                 depth = get_callee_stack_depth(env, insn, i);
13742                 if (depth < 0)
13743                         return depth;
13744                 bpf_patch_call_args(insn, depth);
13745         }
13746         err = 0;
13747 #endif
13748         return err;
13749 }
13750
13751 static int fixup_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env,
13752                             struct bpf_insn *insn)
13753 {
13754         const struct bpf_kfunc_desc *desc;
13755
13756         if (!insn->imm) {
13757                 verbose(env, "invalid kernel function call not eliminated in verifier pass\n");
13758                 return -EINVAL;
13759         }
13760
13761         /* insn->imm has the btf func_id. Replace it with
13762          * an address (relative to __bpf_base_call).
13763          */
13764         desc = find_kfunc_desc(env->prog, insn->imm, insn->off);
13765         if (!desc) {
13766                 verbose(env, "verifier internal error: kernel function descriptor not found for func_id %u\n",
13767                         insn->imm);
13768                 return -EFAULT;
13769         }
13770
13771         insn->imm = desc->imm;
13772
13773         return 0;
13774 }
13775
13776 /* Do various post-verification rewrites in a single program pass.
13777  * These rewrites simplify JIT and interpreter implementations.
13778  */
13779 static int do_misc_fixups(struct bpf_verifier_env *env)
13780 {
13781         struct bpf_prog *prog = env->prog;
13782         enum bpf_attach_type eatype = prog->expected_attach_type;
13783         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(prog);
13784         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
13785         const struct bpf_func_proto *fn;
13786         const int insn_cnt = prog->len;
13787         const struct bpf_map_ops *ops;
13788         struct bpf_insn_aux_data *aux;
13789         struct bpf_insn insn_buf[16];
13790         struct bpf_prog *new_prog;
13791         struct bpf_map *map_ptr;
13792         int i, ret, cnt, delta = 0;
13793
13794         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
13795                 /* Make divide-by-zero exceptions impossible. */
13796                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_X) ||
13797                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X) ||
13798                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X) ||
13799                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X)) {
13800                         bool is64 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64;
13801                         bool isdiv = BPF_OP(insn->code) == BPF_DIV;
13802                         struct bpf_insn *patchlet;
13803                         struct bpf_insn chk_and_div[] = {
13804                                 /* [R,W]x div 0 -> 0 */
13805                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
13806                                              BPF_JNE | BPF_K, insn->src_reg,
13807                                              0, 2, 0),
13808                                 BPF_ALU32_REG(BPF_XOR, insn->dst_reg, insn->dst_reg),
13809                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
13810                                 *insn,
13811                         };
13812                         struct bpf_insn chk_and_mod[] = {
13813                                 /* [R,W]x mod 0 -> [R,W]x */
13814                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
13815                                              BPF_JEQ | BPF_K, insn->src_reg,
13816                                              0, 1 + (is64 ? 0 : 1), 0),
13817                                 *insn,
13818                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
13819                                 BPF_MOV32_REG(insn->dst_reg, insn->dst_reg),
13820                         };
13821
13822                         patchlet = isdiv ? chk_and_div : chk_and_mod;
13823                         cnt = isdiv ? ARRAY_SIZE(chk_and_div) :
13824                                       ARRAY_SIZE(chk_and_mod) - (is64 ? 2 : 0);
13825
13826                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patchlet, cnt);
13827                         if (!new_prog)
13828                                 return -ENOMEM;
13829
13830                         delta    += cnt - 1;
13831                         env->prog = prog = new_prog;
13832                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
13833                         continue;
13834                 }
13835
13836                 /* Implement LD_ABS and LD_IND with a rewrite, if supported by the program type. */
13837                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LD &&
13838                     (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ABS ||
13839                      BPF_MODE(insn->code) == BPF_IND)) {
13840                         cnt = env->ops->gen_ld_abs(insn, insn_buf);
13841                         if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
13842                                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
13843                                 return -EINVAL;
13844                         }
13845
13846                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
13847                         if (!new_prog)
13848                                 return -ENOMEM;
13849
13850                         delta    += cnt - 1;
13851                         env->prog = prog = new_prog;
13852                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
13853                         continue;
13854                 }
13855
13856                 /* Rewrite pointer arithmetic to mitigate speculation attacks. */
13857                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X) ||
13858                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X)) {
13859                         const u8 code_add = BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X;
13860                         const u8 code_sub = BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X;
13861                         struct bpf_insn *patch = &insn_buf[0];
13862                         bool issrc, isneg, isimm;
13863                         u32 off_reg;
13864
13865                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
13866                         if (!aux->alu_state ||
13867                             aux->alu_state == BPF_ALU_NON_POINTER)
13868                                 continue;
13869
13870                         isneg = aux->alu_state & BPF_ALU_NEG_VALUE;
13871                         issrc = (aux->alu_state & BPF_ALU_SANITIZE) ==
13872                                 BPF_ALU_SANITIZE_SRC;
13873                         isimm = aux->alu_state & BPF_ALU_IMMEDIATE;
13874
13875                         off_reg = issrc ? insn->src_reg : insn->dst_reg;
13876                         if (isimm) {
13877                                 *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit);
13878                         } else {
13879                                 if (isneg)
13880                                         *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
13881                                 *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit);
13882                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_SUB, BPF_REG_AX, off_reg);
13883                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, BPF_REG_AX, off_reg);
13884                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_NEG, BPF_REG_AX, 0);
13885                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_ARSH, BPF_REG_AX, 63);
13886                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_AND, BPF_REG_AX, off_reg);
13887                         }
13888                         if (!issrc)
13889                                 *patch++ = BPF_MOV64_REG(insn->dst_reg, insn->src_reg);
13890                         insn->src_reg = BPF_REG_AX;
13891                         if (isneg)
13892                                 insn->code = insn->code == code_add ?
13893                                              code_sub : code_add;
13894                         *patch++ = *insn;
13895                         if (issrc && isneg && !isimm)
13896                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
13897                         cnt = patch - insn_buf;
13898
13899                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
13900                         if (!new_prog)
13901                                 return -ENOMEM;
13902
13903                         delta    += cnt - 1;
13904                         env->prog = prog = new_prog;
13905                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
13906                         continue;
13907                 }
13908
13909                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL))
13910                         continue;
13911                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
13912                         continue;
13913                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) {
13914                         ret = fixup_kfunc_call(env, insn);
13915                         if (ret)
13916                                 return ret;
13917                         continue;
13918                 }
13919
13920                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_route_realm)
13921                         prog->dst_needed = 1;
13922                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_prandom_u32)
13923                         bpf_user_rnd_init_once();
13924                 if (insn->imm == BPF_FUNC_override_return)
13925                         prog->kprobe_override = 1;
13926                 if (insn->imm == BPF_FUNC_tail_call) {
13927                         /* If we tail call into other programs, we
13928                          * cannot make any assumptions since they can
13929                          * be replaced dynamically during runtime in
13930                          * the program array.
13931                          */
13932                         prog->cb_access = 1;
13933                         if (!allow_tail_call_in_subprogs(env))
13934                                 prog->aux->stack_depth = MAX_BPF_STACK;
13935                         prog->aux->max_pkt_offset = MAX_PACKET_OFF;
13936
13937                         /* mark bpf_tail_call as different opcode to avoid
13938                          * conditional branch in the interpreter for every normal
13939                          * call and to prevent accidental JITing by JIT compiler
13940                          * that doesn't support bpf_tail_call yet
13941                          */
13942                         insn->imm = 0;
13943                         insn->code = BPF_JMP | BPF_TAIL_CALL;
13944
13945                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
13946                         if (env->bpf_capable && !prog->blinding_requested &&
13947                             prog->jit_requested &&
13948                             !bpf_map_key_poisoned(aux) &&
13949                             !bpf_map_ptr_poisoned(aux) &&
13950                             !bpf_map_ptr_unpriv(aux)) {
13951                                 struct bpf_jit_poke_descriptor desc = {
13952                                         .reason = BPF_POKE_REASON_TAIL_CALL,
13953                                         .tail_call.map = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state),
13954                                         .tail_call.key = bpf_map_key_immediate(aux),
13955                                         .insn_idx = i + delta,
13956                                 };
13957
13958                                 ret = bpf_jit_add_poke_descriptor(prog, &desc);
13959                                 if (ret < 0) {
13960                                         verbose(env, "adding tail call poke descriptor failed\n");
13961                                         return ret;
13962                                 }
13963
13964                                 insn->imm = ret + 1;
13965                                 continue;
13966                         }
13967
13968                         if (!bpf_map_ptr_unpriv(aux))
13969                                 continue;
13970
13971                         /* instead of changing every JIT dealing with tail_call
13972                          * emit two extra insns:
13973                          * if (index >= max_entries) goto out;
13974                          * index &= array->index_mask;
13975                          * to avoid out-of-bounds cpu speculation
13976                          */
13977                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux)) {
13978                                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
13979                                 return -EINVAL;
13980                         }
13981
13982                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
13983                         insn_buf[0] = BPF_JMP_IMM(BPF_JGE, BPF_REG_3,
13984                                                   map_ptr->max_entries, 2);
13985                         insn_buf[1] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, BPF_REG_3,
13986                                                     container_of(map_ptr,
13987                                                                  struct bpf_array,
13988                                                                  map)->index_mask);
13989                         insn_buf[2] = *insn;
13990                         cnt = 3;
13991                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
13992                         if (!new_prog)
13993                                 return -ENOMEM;
13994
13995                         delta    += cnt - 1;
13996                         env->prog = prog = new_prog;
13997                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
13998                         continue;
13999                 }
14000
14001                 if (insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback) {
14002                         /* The verifier will process callback_fn as many times as necessary
14003                          * with different maps and the register states prepared by
14004                          * set_timer_callback_state will be accurate.
14005                          *
14006                          * The following use case is valid:
14007                          *   map1 is shared by prog1, prog2, prog3.
14008                          *   prog1 calls bpf_timer_init for some map1 elements
14009                          *   prog2 calls bpf_timer_set_callback for some map1 elements.
14010                          *     Those that were not bpf_timer_init-ed will return -EINVAL.
14011                          *   prog3 calls bpf_timer_start for some map1 elements.
14012                          *     Those that were not both bpf_timer_init-ed and
14013                          *     bpf_timer_set_callback-ed will return -EINVAL.
14014                          */
14015                         struct bpf_insn ld_addrs[2] = {
14016                                 BPF_LD_IMM64(BPF_REG_3, (long)prog->aux),
14017                         };
14018
14019                         insn_buf[0] = ld_addrs[0];
14020                         insn_buf[1] = ld_addrs[1];
14021                         insn_buf[2] = *insn;
14022                         cnt = 3;
14023
14024                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
14025                         if (!new_prog)
14026                                 return -ENOMEM;
14027
14028                         delta    += cnt - 1;
14029                         env->prog = prog = new_prog;
14030                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
14031                         goto patch_call_imm;
14032                 }
14033
14034                 if (insn->imm == BPF_FUNC_task_storage_get ||
14035                     insn->imm == BPF_FUNC_sk_storage_get ||
14036                     insn->imm == BPF_FUNC_inode_storage_get) {
14037                         if (env->prog->aux->sleepable)
14038                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_5, (__force __s32)GFP_KERNEL);
14039                         else
14040                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_5, (__force __s32)GFP_ATOMIC);
14041                         insn_buf[1] = *insn;
14042                         cnt = 2;
14043
14044                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
14045                         if (!new_prog)
14046                                 return -ENOMEM;
14047
14048                         delta += cnt - 1;
14049                         env->prog = prog = new_prog;
14050                         insn = new_prog->insnsi + i + delta;
14051                         goto patch_call_imm;
14052                 }
14053
14054                 /* BPF_EMIT_CALL() assumptions in some of the map_gen_lookup
14055                  * and other inlining handlers are currently limited to 64 bit
14056                  * only.
14057                  */
14058                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
14059                     (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem ||
14060                      insn->imm == BPF_FUNC_map_update_elem ||
14061                      insn->imm == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
14062                      insn->imm == BPF_FUNC_map_push_elem   ||
14063                      insn->imm == BPF_FUNC_map_pop_elem    ||
14064                      insn->imm == BPF_FUNC_map_peek_elem   ||
14065                      insn->imm == BPF_FUNC_redirect_map    ||
14066                      insn->imm == BPF_FUNC_for_each_map_elem ||
14067                      insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem)) {
14068                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
14069                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux))
14070                                 goto patch_call_imm;
14071
14072                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
14073                         ops = map_ptr->ops;
14074                         if (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
14075                             ops->map_gen_lookup) {
14076                                 cnt = ops->map_gen_lookup(map_ptr, insn_buf);
14077                                 if (cnt == -EOPNOTSUPP)
14078                                         goto patch_map_ops_generic;
14079                                 if (cnt <= 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
14080                                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
14081                                         return -EINVAL;
14082                                 }
14083
14084                                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta,
14085                                                                insn_buf, cnt);
14086                                 if (!new_prog)
14087                                         return -ENOMEM;
14088
14089                                 delta    += cnt - 1;
14090                                 env->prog = prog = new_prog;
14091                                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
14092                                 continue;
14093                         }
14094
14095                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_elem,
14096                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
14097                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_delete_elem,
14098                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
14099                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_update_elem,
14100                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
14101                                               u64 flags))NULL));
14102                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_push_elem,
14103                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *value,
14104                                               u64 flags))NULL));
14105                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_pop_elem,
14106                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
14107                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_peek_elem,
14108                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
14109                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_redirect,
14110                                      (int (*)(struct bpf_map *map, u32 ifindex, u64 flags))NULL));
14111                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_for_each_callback,
14112                                      (int (*)(struct bpf_map *map,
14113                                               bpf_callback_t callback_fn,
14114                                               void *callback_ctx,
14115                                               u64 flags))NULL));
14116                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_percpu_elem,
14117                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key, u32 cpu))NULL));
14118
14119 patch_map_ops_generic:
14120                         switch (insn->imm) {
14121                         case BPF_FUNC_map_lookup_elem:
14122                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_lookup_elem);
14123                                 continue;
14124                         case BPF_FUNC_map_update_elem:
14125                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_update_elem);
14126                                 continue;
14127                         case BPF_FUNC_map_delete_elem:
14128                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_delete_elem);
14129                                 continue;
14130                         case BPF_FUNC_map_push_elem:
14131                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_push_elem);
14132                                 continue;
14133                         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
14134                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_pop_elem);
14135                                 continue;
14136                         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
14137                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_peek_elem);
14138                                 continue;
14139                         case BPF_FUNC_redirect_map:
14140                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_redirect);
14141                                 continue;
14142                         case BPF_FUNC_for_each_map_elem:
14143                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_for_each_callback);
14144                                 continue;
14145                         case BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem:
14146                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_lookup_percpu_elem);
14147                                 continue;
14148                         }
14149
14150                         goto patch_call_imm;
14151                 }
14152
14153                 /* Implement bpf_jiffies64 inline. */
14154                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
14155                     insn->imm == BPF_FUNC_jiffies64) {
14156                         struct bpf_insn ld_jiffies_addr[2] = {
14157                                 BPF_LD_IMM64(BPF_REG_0,
14158                                              (unsigned long)&jiffies),
14159                         };
14160
14161                         insn_buf[0] = ld_jiffies_addr[0];
14162                         insn_buf[1] = ld_jiffies_addr[1];
14163                         insn_buf[2] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0,
14164                                                   BPF_REG_0, 0);
14165                         cnt = 3;
14166
14167                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf,
14168                                                        cnt);
14169                         if (!new_prog)
14170                                 return -ENOMEM;
14171
14172                         delta    += cnt - 1;
14173                         env->prog = prog = new_prog;
14174                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
14175                         continue;
14176                 }
14177
14178                 /* Implement bpf_get_func_arg inline. */
14179                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
14180                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_arg) {
14181                         /* Load nr_args from ctx - 8 */
14182                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
14183                         insn_buf[1] = BPF_JMP32_REG(BPF_JGE, BPF_REG_2, BPF_REG_0, 6);
14184                         insn_buf[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_2, 3);
14185                         insn_buf[3] = BPF_ALU64_REG(BPF_ADD, BPF_REG_2, BPF_REG_1);
14186                         insn_buf[4] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_2, 0);
14187                         insn_buf[5] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_3, BPF_REG_0, 0);
14188                         insn_buf[6] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, 0);
14189                         insn_buf[7] = BPF_JMP_A(1);
14190                         insn_buf[8] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, -EINVAL);
14191                         cnt = 9;
14192
14193                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
14194                         if (!new_prog)
14195                                 return -ENOMEM;
14196
14197                         delta    += cnt - 1;
14198                         env->prog = prog = new_prog;
14199                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
14200                         continue;
14201                 }
14202
14203                 /* Implement bpf_get_func_ret inline. */
14204                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
14205                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_ret) {
14206                         if (eatype == BPF_TRACE_FEXIT ||
14207                             eatype == BPF_MODIFY_RETURN) {
14208                                 /* Load nr_args from ctx - 8 */
14209                                 insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
14210                                 insn_buf[1] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_0, 3);
14211                                 insn_buf[2] = BPF_ALU64_REG(BPF_ADD, BPF_REG_0, BPF_REG_1);
14212                                 insn_buf[3] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_3, BPF_REG_0, 0);
14213                                 insn_buf[4] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_2, BPF_REG_3, 0);
14214                                 insn_buf[5] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, 0);
14215                                 cnt = 6;
14216                         } else {
14217                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, -EOPNOTSUPP);
14218                                 cnt = 1;
14219                         }
14220
14221                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
14222                         if (!new_prog)
14223                                 return -ENOMEM;
14224
14225                         delta    += cnt - 1;
14226                         env->prog = prog = new_prog;
14227                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
14228                         continue;
14229                 }
14230
14231                 /* Implement get_func_arg_cnt inline. */
14232                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
14233                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_arg_cnt) {
14234                         /* Load nr_args from ctx - 8 */
14235                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
14236
14237                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, 1);
14238                         if (!new_prog)
14239                                 return -ENOMEM;
14240
14241                         env->prog = prog = new_prog;
14242                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
14243                         continue;
14244                 }
14245
14246                 /* Implement bpf_get_func_ip inline. */
14247                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
14248                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_ip) {
14249                         /* Load IP address from ctx - 16 */
14250                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -16);
14251
14252                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, 1);
14253                         if (!new_prog)
14254                                 return -ENOMEM;
14255
14256                         env->prog = prog = new_prog;
14257                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
14258                         continue;
14259                 }
14260
14261 patch_call_imm:
14262                 fn = env->ops->get_func_proto(insn->imm, env->prog);
14263                 /* all functions that have prototype and verifier allowed
14264                  * programs to call them, must be real in-kernel functions
14265                  */
14266                 if (!fn->func) {
14267                         verbose(env,
14268                                 "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
14269                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
14270                         return -EFAULT;
14271                 }
14272                 insn->imm = fn->func - __bpf_call_base;
14273         }
14274
14275         /* Since poke tab is now finalized, publish aux to tracker. */
14276         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
14277                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
14278                 if (!map_ptr->ops->map_poke_track ||
14279                     !map_ptr->ops->map_poke_untrack ||
14280                     !map_ptr->ops->map_poke_run) {
14281                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
14282                         return -EINVAL;
14283                 }
14284
14285                 ret = map_ptr->ops->map_poke_track(map_ptr, prog->aux);
14286                 if (ret < 0) {
14287                         verbose(env, "tracking tail call prog failed\n");
14288                         return ret;
14289                 }
14290         }
14291
14292         sort_kfunc_descs_by_imm(env->prog);
14293
14294         return 0;
14295 }
14296
14297 static void free_states(struct bpf_verifier_env *env)
14298 {
14299         struct bpf_verifier_state_list *sl, *sln;
14300         int i;
14301
14302         sl = env->free_list;
14303         while (sl) {
14304                 sln = sl->next;
14305                 free_verifier_state(&sl->state, false);
14306                 kfree(sl);
14307                 sl = sln;
14308         }
14309         env->free_list = NULL;
14310
14311         if (!env->explored_states)
14312                 return;
14313
14314         for (i = 0; i < state_htab_size(env); i++) {
14315                 sl = env->explored_states[i];
14316
14317                 while (sl) {
14318                         sln = sl->next;
14319                         free_verifier_state(&sl->state, false);
14320                         kfree(sl);
14321                         sl = sln;
14322                 }
14323                 env->explored_states[i] = NULL;
14324         }
14325 }
14326
14327 static int do_check_common(struct bpf_verifier_env *env, int subprog)
14328 {
14329         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
14330         struct bpf_verifier_state *state;
14331         struct bpf_reg_state *regs;
14332         int ret, i;
14333
14334         env->prev_linfo = NULL;
14335         env->pass_cnt++;
14336
14337         state = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state), GFP_KERNEL);
14338         if (!state)
14339                 return -ENOMEM;
14340         state->curframe = 0;
14341         state->speculative = false;
14342         state->branches = 1;
14343         state->frame[0] = kzalloc(sizeof(struct bpf_func_state), GFP_KERNEL);
14344         if (!state->frame[0]) {
14345                 kfree(state);
14346                 return -ENOMEM;
14347         }
14348         env->cur_state = state;
14349         init_func_state(env, state->frame[0],
14350                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
14351                         0 /* frameno */,
14352                         subprog);
14353
14354         regs = state->frame[state->curframe]->regs;
14355         if (subprog || env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
14356                 ret = btf_prepare_func_args(env, subprog, regs);
14357                 if (ret)
14358                         goto out;
14359                 for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++) {
14360                         if (regs[i].type == PTR_TO_CTX)
14361                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
14362                         else if (regs[i].type == SCALAR_VALUE)
14363                                 mark_reg_unknown(env, regs, i);
14364                         else if (base_type(regs[i].type) == PTR_TO_MEM) {
14365                                 const u32 mem_size = regs[i].mem_size;
14366
14367                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
14368                                 regs[i].mem_size = mem_size;
14369                                 regs[i].id = ++env->id_gen;
14370                         }
14371                 }
14372         } else {
14373                 /* 1st arg to a function */
14374                 regs[BPF_REG_1].type = PTR_TO_CTX;
14375                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_1);
14376                 ret = btf_check_subprog_arg_match(env, subprog, regs);
14377                 if (ret == -EFAULT)
14378                         /* unlikely verifier bug. abort.
14379                          * ret == 0 and ret < 0 are sadly acceptable for
14380                          * main() function due to backward compatibility.
14381                          * Like socket filter program may be written as:
14382                          * int bpf_prog(struct pt_regs *ctx)
14383                          * and never dereference that ctx in the program.
14384                          * 'struct pt_regs' is a type mismatch for socket
14385                          * filter that should be using 'struct __sk_buff'.
14386                          */
14387                         goto out;
14388         }
14389
14390         ret = do_check(env);
14391 out:
14392         /* check for NULL is necessary, since cur_state can be freed inside
14393          * do_check() under memory pressure.
14394          */
14395         if (env->cur_state) {
14396                 free_verifier_state(env->cur_state, true);
14397                 env->cur_state = NULL;
14398         }
14399         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
14400         if (!ret && pop_log)
14401                 bpf_vlog_reset(&env->log, 0);
14402         free_states(env);
14403         return ret;
14404 }
14405
14406 /* Verify all global functions in a BPF program one by one based on their BTF.
14407  * All global functions must pass verification. Otherwise the whole program is rejected.
14408  * Consider:
14409  * int bar(int);
14410  * int foo(int f)
14411  * {
14412  *    return bar(f);
14413  * }
14414  * int bar(int b)
14415  * {
14416  *    ...
14417  * }
14418  * foo() will be verified first for R1=any_scalar_value. During verification it
14419  * will be assumed that bar() already verified successfully and call to bar()
14420  * from foo() will be checked for type match only. Later bar() will be verified
14421  * independently to check that it's safe for R1=any_scalar_value.
14422  */
14423 static int do_check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
14424 {
14425         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
14426         int i, ret;
14427
14428         if (!aux->func_info)
14429                 return 0;
14430
14431         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
14432                 if (aux->func_info_aux[i].linkage != BTF_FUNC_GLOBAL)
14433                         continue;
14434                 env->insn_idx = env->subprog_info[i].start;
14435                 WARN_ON_ONCE(env->insn_idx == 0);
14436                 ret = do_check_common(env, i);
14437                 if (ret) {
14438                         return ret;
14439                 } else if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
14440                         verbose(env,
14441                                 "Func#%d is safe for any args that match its prototype\n",
14442                                 i);
14443                 }
14444         }
14445         return 0;
14446 }
14447
14448 static int do_check_main(struct bpf_verifier_env *env)
14449 {
14450         int ret;
14451
14452         env->insn_idx = 0;
14453         ret = do_check_common(env, 0);
14454         if (!ret)
14455                 env->prog->aux->stack_depth = env->subprog_info[0].stack_depth;
14456         return ret;
14457 }
14458
14459
14460 static void print_verification_stats(struct bpf_verifier_env *env)
14461 {
14462         int i;
14463
14464         if (env->log.level & BPF_LOG_STATS) {
14465                 verbose(env, "verification time %lld usec\n",
14466                         div_u64(env->verification_time, 1000));
14467                 verbose(env, "stack depth ");
14468                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
14469                         u32 depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
14470
14471                         verbose(env, "%d", depth);
14472                         if (i + 1 < env->subprog_cnt)
14473                                 verbose(env, "+");
14474                 }
14475                 verbose(env, "\n");
14476         }
14477         verbose(env, "processed %d insns (limit %d) max_states_per_insn %d "
14478                 "total_states %d peak_states %d mark_read %d\n",
14479                 env->insn_processed, BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS,
14480                 env->max_states_per_insn, env->total_states,
14481                 env->peak_states, env->longest_mark_read_walk);
14482 }
14483
14484 static int check_struct_ops_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
14485 {
14486         const struct btf_type *t, *func_proto;
14487         const struct bpf_struct_ops *st_ops;
14488         const struct btf_member *member;
14489         struct bpf_prog *prog = env->prog;
14490         u32 btf_id, member_idx;
14491         const char *mname;
14492
14493         if (!prog->gpl_compatible) {
14494                 verbose(env, "struct ops programs must have a GPL compatible license\n");
14495                 return -EINVAL;
14496         }
14497
14498         btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
14499         st_ops = bpf_struct_ops_find(btf_id);
14500         if (!st_ops) {
14501                 verbose(env, "attach_btf_id %u is not a supported struct\n",
14502                         btf_id);
14503                 return -ENOTSUPP;
14504         }
14505
14506         t = st_ops->type;
14507         member_idx = prog->expected_attach_type;
14508         if (member_idx >= btf_type_vlen(t)) {
14509                 verbose(env, "attach to invalid member idx %u of struct %s\n",
14510                         member_idx, st_ops->name);
14511                 return -EINVAL;
14512         }
14513
14514         member = &btf_type_member(t)[member_idx];
14515         mname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, member->name_off);
14516         func_proto = btf_type_resolve_func_ptr(btf_vmlinux, member->type,
14517                                                NULL);
14518         if (!func_proto) {
14519                 verbose(env, "attach to invalid member %s(@idx %u) of struct %s\n",
14520                         mname, member_idx, st_ops->name);
14521                 return -EINVAL;
14522         }
14523
14524         if (st_ops->check_member) {
14525                 int err = st_ops->check_member(t, member);
14526
14527                 if (err) {
14528                         verbose(env, "attach to unsupported member %s of struct %s\n",
14529                                 mname, st_ops->name);
14530                         return err;
14531                 }
14532         }
14533
14534         prog->aux->attach_func_proto = func_proto;
14535         prog->aux->attach_func_name = mname;
14536         env->ops = st_ops->verifier_ops;
14537
14538         return 0;
14539 }
14540 #define SECURITY_PREFIX "security_"
14541
14542 static int check_attach_modify_return(unsigned long addr, const char *func_name)
14543 {
14544         if (within_error_injection_list(addr) ||
14545             !strncmp(SECURITY_PREFIX, func_name, sizeof(SECURITY_PREFIX) - 1))
14546                 return 0;
14547
14548         return -EINVAL;
14549 }
14550
14551 /* list of non-sleepable functions that are otherwise on
14552  * ALLOW_ERROR_INJECTION list
14553  */
14554 BTF_SET_START(btf_non_sleepable_error_inject)
14555 /* Three functions below can be called from sleepable and non-sleepable context.
14556  * Assume non-sleepable from bpf safety point of view.
14557  */
14558 BTF_ID(func, __filemap_add_folio)
14559 BTF_ID(func, should_fail_alloc_page)
14560 BTF_ID(func, should_failslab)
14561 BTF_SET_END(btf_non_sleepable_error_inject)
14562
14563 static int check_non_sleepable_error_inject(u32 btf_id)
14564 {
14565         return btf_id_set_contains(&btf_non_sleepable_error_inject, btf_id);
14566 }
14567
14568 int bpf_check_attach_target(struct bpf_verifier_log *log,
14569                             const struct bpf_prog *prog,
14570                             const struct bpf_prog *tgt_prog,
14571                             u32 btf_id,
14572                             struct bpf_attach_target_info *tgt_info)
14573 {
14574         bool prog_extension = prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT;
14575         const char prefix[] = "btf_trace_";
14576         int ret = 0, subprog = -1, i;
14577         const struct btf_type *t;
14578         bool conservative = true;
14579         const char *tname;
14580         struct btf *btf;
14581         long addr = 0;
14582
14583         if (!btf_id) {
14584                 bpf_log(log, "Tracing programs must provide btf_id\n");
14585                 return -EINVAL;
14586         }
14587         btf = tgt_prog ? tgt_prog->aux->btf : prog->aux->attach_btf;
14588         if (!btf) {
14589                 bpf_log(log,
14590                         "FENTRY/FEXIT program can only be attached to another program annotated with BTF\n");
14591                 return -EINVAL;
14592         }
14593         t = btf_type_by_id(btf, btf_id);
14594         if (!t) {
14595                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u is invalid\n", btf_id);
14596                 return -EINVAL;
14597         }
14598         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
14599         if (!tname) {
14600                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u doesn't have a name\n", btf_id);
14601                 return -EINVAL;
14602         }
14603         if (tgt_prog) {
14604                 struct bpf_prog_aux *aux = tgt_prog->aux;
14605
14606                 for (i = 0; i < aux->func_info_cnt; i++)
14607                         if (aux->func_info[i].type_id == btf_id) {
14608                                 subprog = i;
14609                                 break;
14610                         }
14611                 if (subprog == -1) {
14612                         bpf_log(log, "Subprog %s doesn't exist\n", tname);
14613                         return -EINVAL;
14614                 }
14615                 conservative = aux->func_info_aux[subprog].unreliable;
14616                 if (prog_extension) {
14617                         if (conservative) {
14618                                 bpf_log(log,
14619                                         "Cannot replace static functions\n");
14620                                 return -EINVAL;
14621                         }
14622                         if (!prog->jit_requested) {
14623                                 bpf_log(log,
14624                                         "Extension programs should be JITed\n");
14625                                 return -EINVAL;
14626                         }
14627                 }
14628                 if (!tgt_prog->jited) {
14629                         bpf_log(log, "Can attach to only JITed progs\n");
14630                         return -EINVAL;
14631                 }
14632                 if (tgt_prog->type == prog->type) {
14633                         /* Cannot fentry/fexit another fentry/fexit program.
14634                          * Cannot attach program extension to another extension.
14635                          * It's ok to attach fentry/fexit to extension program.
14636                          */
14637                         bpf_log(log, "Cannot recursively attach\n");
14638                         return -EINVAL;
14639                 }
14640                 if (tgt_prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
14641                     prog_extension &&
14642                     (tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FENTRY ||
14643                      tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FEXIT)) {
14644                         /* Program extensions can extend all program types
14645                          * except fentry/fexit. The reason is the following.
14646                          * The fentry/fexit programs are used for performance
14647                          * analysis, stats and can be attached to any program
14648                          * type except themselves. When extension program is
14649                          * replacing XDP function it is necessary to allow
14650                          * performance analysis of all functions. Both original
14651                          * XDP program and its program extension. Hence
14652                          * attaching fentry/fexit to BPF_PROG_TYPE_EXT is
14653                          * allowed. If extending of fentry/fexit was allowed it
14654                          * would be possible to create long call chain
14655                          * fentry->extension->fentry->extension beyond
14656                          * reasonable stack size. Hence extending fentry is not
14657                          * allowed.
14658                          */
14659                         bpf_log(log, "Cannot extend fentry/fexit\n");
14660                         return -EINVAL;
14661                 }
14662         } else {
14663                 if (prog_extension) {
14664                         bpf_log(log, "Cannot replace kernel functions\n");
14665                         return -EINVAL;
14666                 }
14667         }
14668
14669         switch (prog->expected_attach_type) {
14670         case BPF_TRACE_RAW_TP:
14671                 if (tgt_prog) {
14672                         bpf_log(log,
14673                                 "Only FENTRY/FEXIT progs are attachable to another BPF prog\n");
14674                         return -EINVAL;
14675                 }
14676                 if (!btf_type_is_typedef(t)) {
14677                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a typedef\n",
14678                                 btf_id);
14679                         return -EINVAL;
14680                 }
14681                 if (strncmp(prefix, tname, sizeof(prefix) - 1)) {
14682                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u points to wrong type name %s\n",
14683                                 btf_id, tname);
14684                         return -EINVAL;
14685                 }
14686                 tname += sizeof(prefix) - 1;
14687                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
14688                 if (!btf_type_is_ptr(t))
14689                         /* should never happen in valid vmlinux build */
14690                         return -EINVAL;
14691                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
14692                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
14693                         /* should never happen in valid vmlinux build */
14694                         return -EINVAL;
14695
14696                 break;
14697         case BPF_TRACE_ITER:
14698                 if (!btf_type_is_func(t)) {
14699                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
14700                                 btf_id);
14701                         return -EINVAL;
14702                 }
14703                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
14704                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
14705                         return -EINVAL;
14706                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
14707                 if (ret)
14708                         return ret;
14709                 break;
14710         default:
14711                 if (!prog_extension)
14712                         return -EINVAL;
14713                 fallthrough;
14714         case BPF_MODIFY_RETURN:
14715         case BPF_LSM_MAC:
14716         case BPF_TRACE_FENTRY:
14717         case BPF_TRACE_FEXIT:
14718                 if (!btf_type_is_func(t)) {
14719                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
14720                                 btf_id);
14721                         return -EINVAL;
14722                 }
14723                 if (prog_extension &&
14724                     btf_check_type_match(log, prog, btf, t))
14725                         return -EINVAL;
14726                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
14727                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
14728                         return -EINVAL;
14729
14730                 if ((prog->aux->saved_dst_prog_type || prog->aux->saved_dst_attach_type) &&
14731                     (!tgt_prog || prog->aux->saved_dst_prog_type != tgt_prog->type ||
14732                      prog->aux->saved_dst_attach_type != tgt_prog->expected_attach_type))
14733                         return -EINVAL;
14734
14735                 if (tgt_prog && conservative)
14736                         t = NULL;
14737
14738                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
14739                 if (ret < 0)
14740                         return ret;
14741
14742                 if (tgt_prog) {
14743                         if (subprog == 0)
14744                                 addr = (long) tgt_prog->bpf_func;
14745                         else
14746                                 addr = (long) tgt_prog->aux->func[subprog]->bpf_func;
14747                 } else {
14748                         addr = kallsyms_lookup_name(tname);
14749                         if (!addr) {
14750                                 bpf_log(log,
14751                                         "The address of function %s cannot be found\n",
14752                                         tname);
14753                                 return -ENOENT;
14754                         }
14755                 }
14756
14757                 if (prog->aux->sleepable) {
14758                         ret = -EINVAL;
14759                         switch (prog->type) {
14760                         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
14761                                 /* fentry/fexit/fmod_ret progs can be sleepable only if they are
14762                                  * attached to ALLOW_ERROR_INJECTION and are not in denylist.
14763                                  */
14764                                 if (!check_non_sleepable_error_inject(btf_id) &&
14765                                     within_error_injection_list(addr))
14766                                         ret = 0;
14767                                 break;
14768                         case BPF_PROG_TYPE_LSM:
14769                                 /* LSM progs check that they are attached to bpf_lsm_*() funcs.
14770                                  * Only some of them are sleepable.
14771                                  */
14772                                 if (bpf_lsm_is_sleepable_hook(btf_id))
14773                                         ret = 0;
14774                                 break;
14775                         default:
14776                                 break;
14777                         }
14778                         if (ret) {
14779                                 bpf_log(log, "%s is not sleepable\n", tname);
14780                                 return ret;
14781                         }
14782                 } else if (prog->expected_attach_type == BPF_MODIFY_RETURN) {
14783                         if (tgt_prog) {
14784                                 bpf_log(log, "can't modify return codes of BPF programs\n");
14785                                 return -EINVAL;
14786                         }
14787                         ret = check_attach_modify_return(addr, tname);
14788                         if (ret) {
14789                                 bpf_log(log, "%s() is not modifiable\n", tname);
14790                                 return ret;
14791                         }
14792                 }
14793
14794                 break;
14795         }
14796         tgt_info->tgt_addr = addr;
14797         tgt_info->tgt_name = tname;
14798         tgt_info->tgt_type = t;
14799         return 0;
14800 }
14801
14802 BTF_SET_START(btf_id_deny)
14803 BTF_ID_UNUSED
14804 #ifdef CONFIG_SMP
14805 BTF_ID(func, migrate_disable)
14806 BTF_ID(func, migrate_enable)
14807 #endif
14808 #if !defined CONFIG_PREEMPT_RCU && !defined CONFIG_TINY_RCU
14809 BTF_ID(func, rcu_read_unlock_strict)
14810 #endif
14811 BTF_SET_END(btf_id_deny)
14812
14813 static int check_attach_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
14814 {
14815         struct bpf_prog *prog = env->prog;
14816         struct bpf_prog *tgt_prog = prog->aux->dst_prog;
14817         struct bpf_attach_target_info tgt_info = {};
14818         u32 btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
14819         struct bpf_trampoline *tr;
14820         int ret;
14821         u64 key;
14822
14823         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_SYSCALL) {
14824                 if (prog->aux->sleepable)
14825                         /* attach_btf_id checked to be zero already */
14826                         return 0;
14827                 verbose(env, "Syscall programs can only be sleepable\n");
14828                 return -EINVAL;
14829         }
14830
14831         if (prog->aux->sleepable && prog->type != BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
14832             prog->type != BPF_PROG_TYPE_LSM) {
14833                 verbose(env, "Only fentry/fexit/fmod_ret and lsm programs can be sleepable\n");
14834                 return -EINVAL;
14835         }
14836
14837         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS)
14838                 return check_struct_ops_btf_id(env);
14839
14840         if (prog->type != BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
14841             prog->type != BPF_PROG_TYPE_LSM &&
14842             prog->type != BPF_PROG_TYPE_EXT)
14843                 return 0;
14844
14845         ret = bpf_check_attach_target(&env->log, prog, tgt_prog, btf_id, &tgt_info);
14846         if (ret)
14847                 return ret;
14848
14849         if (tgt_prog && prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
14850                 /* to make freplace equivalent to their targets, they need to
14851                  * inherit env->ops and expected_attach_type for the rest of the
14852                  * verification
14853                  */
14854                 env->ops = bpf_verifier_ops[tgt_prog->type];
14855                 prog->expected_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
14856         }
14857
14858         /* store info about the attachment target that will be used later */
14859         prog->aux->attach_func_proto = tgt_info.tgt_type;
14860         prog->aux->attach_func_name = tgt_info.tgt_name;
14861
14862         if (tgt_prog) {
14863                 prog->aux->saved_dst_prog_type = tgt_prog->type;
14864                 prog->aux->saved_dst_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
14865         }
14866
14867         if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_RAW_TP) {
14868                 prog->aux->attach_btf_trace = true;
14869                 return 0;
14870         } else if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_ITER) {
14871                 if (!bpf_iter_prog_supported(prog))
14872                         return -EINVAL;
14873                 return 0;
14874         }
14875
14876         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_LSM) {
14877                 ret = bpf_lsm_verify_prog(&env->log, prog);
14878                 if (ret < 0)
14879                         return ret;
14880         } else if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
14881                    btf_id_set_contains(&btf_id_deny, btf_id)) {
14882                 return -EINVAL;
14883         }
14884
14885         key = bpf_trampoline_compute_key(tgt_prog, prog->aux->attach_btf, btf_id);
14886         tr = bpf_trampoline_get(key, &tgt_info);
14887         if (!tr)
14888                 return -ENOMEM;
14889
14890         prog->aux->dst_trampoline = tr;
14891         return 0;
14892 }
14893
14894 struct btf *bpf_get_btf_vmlinux(void)
14895 {
14896         if (!btf_vmlinux && IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_INFO_BTF)) {
14897                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
14898                 if (!btf_vmlinux)
14899                         btf_vmlinux = btf_parse_vmlinux();
14900                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
14901         }
14902         return btf_vmlinux;
14903 }
14904
14905 int bpf_check(struct bpf_prog **prog, union bpf_attr *attr, bpfptr_t uattr)
14906 {
14907         u64 start_time = ktime_get_ns();
14908         struct bpf_verifier_env *env;
14909         struct bpf_verifier_log *log;
14910         int i, len, ret = -EINVAL;
14911         bool is_priv;
14912
14913         /* no program is valid */
14914         if (ARRAY_SIZE(bpf_verifier_ops) == 0)
14915                 return -EINVAL;
14916
14917         /* 'struct bpf_verifier_env' can be global, but since it's not small,
14918          * allocate/free it every time bpf_check() is called
14919          */
14920         env = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_env), GFP_KERNEL);
14921         if (!env)
14922                 return -ENOMEM;
14923         log = &env->log;
14924
14925         len = (*prog)->len;
14926         env->insn_aux_data =
14927                 vzalloc(array_size(sizeof(struct bpf_insn_aux_data), len));
14928         ret = -ENOMEM;
14929         if (!env->insn_aux_data)
14930                 goto err_free_env;
14931         for (i = 0; i < len; i++)
14932                 env->insn_aux_data[i].orig_idx = i;
14933         env->prog = *prog;
14934         env->ops = bpf_verifier_ops[env->prog->type];
14935         env->fd_array = make_bpfptr(attr->fd_array, uattr.is_kernel);
14936         is_priv = bpf_capable();
14937
14938         bpf_get_btf_vmlinux();
14939
14940         /* grab the mutex to protect few globals used by verifier */
14941         if (!is_priv)
14942                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
14943
14944         if (attr->log_level || attr->log_buf || attr->log_size) {
14945                 /* user requested verbose verifier output
14946                  * and supplied buffer to store the verification trace
14947                  */
14948                 log->level = attr->log_level;
14949                 log->ubuf = (char __user *) (unsigned long) attr->log_buf;
14950                 log->len_total = attr->log_size;
14951
14952                 /* log attributes have to be sane */
14953                 if (!bpf_verifier_log_attr_valid(log)) {
14954                         ret = -EINVAL;
14955                         goto err_unlock;
14956                 }
14957         }
14958
14959         mark_verifier_state_clean(env);
14960
14961         if (IS_ERR(btf_vmlinux)) {
14962                 /* Either gcc or pahole or kernel are broken. */
14963                 verbose(env, "in-kernel BTF is malformed\n");
14964                 ret = PTR_ERR(btf_vmlinux);
14965                 goto skip_full_check;
14966         }
14967
14968         env->strict_alignment = !!(attr->prog_flags & BPF_F_STRICT_ALIGNMENT);
14969         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS))
14970                 env->strict_alignment = true;
14971         if (attr->prog_flags & BPF_F_ANY_ALIGNMENT)
14972                 env->strict_alignment = false;
14973
14974         env->allow_ptr_leaks = bpf_allow_ptr_leaks();
14975         env->allow_uninit_stack = bpf_allow_uninit_stack();
14976         env->allow_ptr_to_map_access = bpf_allow_ptr_to_map_access();
14977         env->bypass_spec_v1 = bpf_bypass_spec_v1();
14978         env->bypass_spec_v4 = bpf_bypass_spec_v4();
14979         env->bpf_capable = bpf_capable();
14980
14981         if (is_priv)
14982                 env->test_state_freq = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_STATE_FREQ;
14983
14984         env->explored_states = kvcalloc(state_htab_size(env),
14985                                        sizeof(struct bpf_verifier_state_list *),
14986                                        GFP_USER);
14987         ret = -ENOMEM;
14988         if (!env->explored_states)
14989                 goto skip_full_check;
14990
14991         ret = add_subprog_and_kfunc(env);
14992         if (ret < 0)
14993                 goto skip_full_check;
14994
14995         ret = check_subprogs(env);
14996         if (ret < 0)
14997                 goto skip_full_check;
14998
14999         ret = check_btf_info(env, attr, uattr);
15000         if (ret < 0)
15001                 goto skip_full_check;
15002
15003         ret = check_attach_btf_id(env);
15004         if (ret)
15005                 goto skip_full_check;
15006
15007         ret = resolve_pseudo_ldimm64(env);
15008         if (ret < 0)
15009                 goto skip_full_check;
15010
15011         if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
15012                 ret = bpf_prog_offload_verifier_prep(env->prog);
15013                 if (ret)
15014                         goto skip_full_check;
15015         }
15016
15017         ret = check_cfg(env);
15018         if (ret < 0)
15019                 goto skip_full_check;
15020
15021         ret = do_check_subprogs(env);
15022         ret = ret ?: do_check_main(env);
15023
15024         if (ret == 0 && bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
15025                 ret = bpf_prog_offload_finalize(env);
15026
15027 skip_full_check:
15028         kvfree(env->explored_states);
15029
15030         if (ret == 0)
15031                 ret = check_max_stack_depth(env);
15032
15033         /* instruction rewrites happen after this point */
15034         if (is_priv) {
15035                 if (ret == 0)
15036                         opt_hard_wire_dead_code_branches(env);
15037                 if (ret == 0)
15038                         ret = opt_remove_dead_code(env);
15039                 if (ret == 0)
15040                         ret = opt_remove_nops(env);
15041         } else {
15042                 if (ret == 0)
15043                         sanitize_dead_code(env);
15044         }
15045
15046         if (ret == 0)
15047                 /* program is valid, convert *(u32*)(ctx + off) accesses */
15048                 ret = convert_ctx_accesses(env);
15049
15050         if (ret == 0)
15051                 ret = do_misc_fixups(env);
15052
15053         /* do 32-bit optimization after insn patching has done so those patched
15054          * insns could be handled correctly.
15055          */
15056         if (ret == 0 && !bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
15057                 ret = opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(env, attr);
15058                 env->prog->aux->verifier_zext = bpf_jit_needs_zext() ? !ret
15059                                                                      : false;
15060         }
15061
15062         if (ret == 0)
15063                 ret = fixup_call_args(env);
15064
15065         env->verification_time = ktime_get_ns() - start_time;
15066         print_verification_stats(env);
15067         env->prog->aux->verified_insns = env->insn_processed;
15068
15069         if (log->level && bpf_verifier_log_full(log))
15070                 ret = -ENOSPC;
15071         if (log->level && !log->ubuf) {
15072                 ret = -EFAULT;
15073                 goto err_release_maps;
15074         }
15075
15076         if (ret)
15077                 goto err_release_maps;
15078
15079         if (env->used_map_cnt) {
15080                 /* if program passed verifier, update used_maps in bpf_prog_info */
15081                 env->prog->aux->used_maps = kmalloc_array(env->used_map_cnt,
15082                                                           sizeof(env->used_maps[0]),
15083                                                           GFP_KERNEL);
15084
15085                 if (!env->prog->aux->used_maps) {
15086                         ret = -ENOMEM;
15087                         goto err_release_maps;
15088                 }
15089
15090                 memcpy(env->prog->aux->used_maps, env->used_maps,
15091                        sizeof(env->used_maps[0]) * env->used_map_cnt);
15092                 env->prog->aux->used_map_cnt = env->used_map_cnt;
15093         }
15094         if (env->used_btf_cnt) {
15095                 /* if program passed verifier, update used_btfs in bpf_prog_aux */
15096                 env->prog->aux->used_btfs = kmalloc_array(env->used_btf_cnt,
15097                                                           sizeof(env->used_btfs[0]),
15098                                                           GFP_KERNEL);
15099                 if (!env->prog->aux->used_btfs) {
15100                         ret = -ENOMEM;
15101                         goto err_release_maps;
15102                 }
15103
15104                 memcpy(env->prog->aux->used_btfs, env->used_btfs,
15105                        sizeof(env->used_btfs[0]) * env->used_btf_cnt);
15106                 env->prog->aux->used_btf_cnt = env->used_btf_cnt;
15107         }
15108         if (env->used_map_cnt || env->used_btf_cnt) {
15109                 /* program is valid. Convert pseudo bpf_ld_imm64 into generic
15110                  * bpf_ld_imm64 instructions
15111                  */
15112                 convert_pseudo_ld_imm64(env);
15113         }
15114
15115         adjust_btf_func(env);
15116
15117 err_release_maps:
15118         if (!env->prog->aux->used_maps)
15119                 /* if we didn't copy map pointers into bpf_prog_info, release
15120                  * them now. Otherwise free_used_maps() will release them.
15121                  */
15122                 release_maps(env);
15123         if (!env->prog->aux->used_btfs)
15124                 release_btfs(env);
15125
15126         /* extension progs temporarily inherit the attach_type of their targets
15127            for verification purposes, so set it back to zero before returning
15128          */
15129         if (env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT)
15130                 env->prog->expected_attach_type = 0;
15131
15132         *prog = env->prog;
15133 err_unlock:
15134         if (!is_priv)
15135                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
15136         vfree(env->insn_aux_data);
15137 err_free_env:
15138         kfree(env);
15139         return ret;
15140 }