Merge git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/netdev/net
[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         u32 *arg_btf_id = NULL;
5852         int err = 0;
5853
5854         if (arg_type == ARG_DONTCARE)
5855                 return 0;
5856
5857         err = check_reg_arg(env, regno, SRC_OP);
5858         if (err)
5859                 return err;
5860
5861         if (arg_type == ARG_ANYTHING) {
5862                 if (is_pointer_value(env, regno)) {
5863                         verbose(env, "R%d leaks addr into helper function\n",
5864                                 regno);
5865                         return -EACCES;
5866                 }
5867                 return 0;
5868         }
5869
5870         if (type_is_pkt_pointer(type) &&
5871             !may_access_direct_pkt_data(env, meta, BPF_READ)) {
5872                 verbose(env, "helper access to the packet is not allowed\n");
5873                 return -EACCES;
5874         }
5875
5876         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
5877                 err = resolve_map_arg_type(env, meta, &arg_type);
5878                 if (err)
5879                         return err;
5880         }
5881
5882         if (register_is_null(reg) && type_may_be_null(arg_type))
5883                 /* A NULL register has a SCALAR_VALUE type, so skip
5884                  * type checking.
5885                  */
5886                 goto skip_type_check;
5887
5888         /* arg_btf_id and arg_size are in a union. */
5889         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_BTF_ID)
5890                 arg_btf_id = fn->arg_btf_id[arg];
5891
5892         err = check_reg_type(env, regno, arg_type, arg_btf_id, meta);
5893         if (err)
5894                 return err;
5895
5896         err = check_func_arg_reg_off(env, reg, regno, arg_type);
5897         if (err)
5898                 return err;
5899
5900 skip_type_check:
5901         if (arg_type_is_release(arg_type)) {
5902                 if (arg_type_is_dynptr(arg_type)) {
5903                         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
5904                         int spi = get_spi(reg->off);
5905
5906                         if (!is_spi_bounds_valid(state, spi, BPF_DYNPTR_NR_SLOTS) ||
5907                             !state->stack[spi].spilled_ptr.id) {
5908                                 verbose(env, "arg %d is an unacquired reference\n", regno);
5909                                 return -EINVAL;
5910                         }
5911                 } else if (!reg->ref_obj_id && !register_is_null(reg)) {
5912                         verbose(env, "R%d must be referenced when passed to release function\n",
5913                                 regno);
5914                         return -EINVAL;
5915                 }
5916                 if (meta->release_regno) {
5917                         verbose(env, "verifier internal error: more than one release argument\n");
5918                         return -EFAULT;
5919                 }
5920                 meta->release_regno = regno;
5921         }
5922
5923         if (reg->ref_obj_id) {
5924                 if (meta->ref_obj_id) {
5925                         verbose(env, "verifier internal error: more than one arg with ref_obj_id R%d %u %u\n",
5926                                 regno, reg->ref_obj_id,
5927                                 meta->ref_obj_id);
5928                         return -EFAULT;
5929                 }
5930                 meta->ref_obj_id = reg->ref_obj_id;
5931         }
5932
5933         if (arg_type == ARG_CONST_MAP_PTR) {
5934                 /* bpf_map_xxx(map_ptr) call: remember that map_ptr */
5935                 if (meta->map_ptr) {
5936                         /* Use map_uid (which is unique id of inner map) to reject:
5937                          * inner_map1 = bpf_map_lookup_elem(outer_map, key1)
5938                          * inner_map2 = bpf_map_lookup_elem(outer_map, key2)
5939                          * if (inner_map1 && inner_map2) {
5940                          *     timer = bpf_map_lookup_elem(inner_map1);
5941                          *     if (timer)
5942                          *         // mismatch would have been allowed
5943                          *         bpf_timer_init(timer, inner_map2);
5944                          * }
5945                          *
5946                          * Comparing map_ptr is enough to distinguish normal and outer maps.
5947                          */
5948                         if (meta->map_ptr != reg->map_ptr ||
5949                             meta->map_uid != reg->map_uid) {
5950                                 verbose(env,
5951                                         "timer pointer in R1 map_uid=%d doesn't match map pointer in R2 map_uid=%d\n",
5952                                         meta->map_uid, reg->map_uid);
5953                                 return -EINVAL;
5954                         }
5955                 }
5956                 meta->map_ptr = reg->map_ptr;
5957                 meta->map_uid = reg->map_uid;
5958         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_KEY) {
5959                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., key) call:
5960                  * check that [key, key + map->key_size) are within
5961                  * stack limits and initialized
5962                  */
5963                 if (!meta->map_ptr) {
5964                         /* in function declaration map_ptr must come before
5965                          * map_key, so that it's verified and known before
5966                          * we have to check map_key here. Otherwise it means
5967                          * that kernel subsystem misconfigured verifier
5968                          */
5969                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->key\n");
5970                         return -EACCES;
5971                 }
5972                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
5973                                               meta->map_ptr->key_size, false,
5974                                               NULL);
5975         } else if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
5976                 if (type_may_be_null(arg_type) && register_is_null(reg))
5977                         return 0;
5978
5979                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., value) call:
5980                  * check [value, value + map->value_size) validity
5981                  */
5982                 if (!meta->map_ptr) {
5983                         /* kernel subsystem misconfigured verifier */
5984                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->value\n");
5985                         return -EACCES;
5986                 }
5987                 meta->raw_mode = arg_type & MEM_UNINIT;
5988                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
5989                                               meta->map_ptr->value_size, false,
5990                                               meta);
5991         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID) {
5992                 if (!reg->btf_id) {
5993                         verbose(env, "Helper has invalid btf_id in R%d\n", regno);
5994                         return -EACCES;
5995                 }
5996                 meta->ret_btf = reg->btf;
5997                 meta->ret_btf_id = reg->btf_id;
5998         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK) {
5999                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_lock) {
6000                         if (process_spin_lock(env, regno, true))
6001                                 return -EACCES;
6002                 } else if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_unlock) {
6003                         if (process_spin_lock(env, regno, false))
6004                                 return -EACCES;
6005                 } else {
6006                         verbose(env, "verifier internal error\n");
6007                         return -EFAULT;
6008                 }
6009         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_TIMER) {
6010                 if (process_timer_func(env, regno, meta))
6011                         return -EACCES;
6012         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_FUNC) {
6013                 meta->subprogno = reg->subprogno;
6014         } else if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_MEM) {
6015                 /* The access to this pointer is only checked when we hit the
6016                  * next is_mem_size argument below.
6017                  */
6018                 meta->raw_mode = arg_type & MEM_UNINIT;
6019                 if (arg_type & MEM_FIXED_SIZE) {
6020                         err = check_helper_mem_access(env, regno,
6021                                                       fn->arg_size[arg], false,
6022                                                       meta);
6023                 }
6024         } else if (arg_type_is_mem_size(arg_type)) {
6025                 bool zero_size_allowed = (arg_type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO);
6026
6027                 err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, zero_size_allowed, meta);
6028         } else if (arg_type_is_dynptr(arg_type)) {
6029                 if (arg_type & MEM_UNINIT) {
6030                         if (!is_dynptr_reg_valid_uninit(env, reg)) {
6031                                 verbose(env, "Dynptr has to be an uninitialized dynptr\n");
6032                                 return -EINVAL;
6033                         }
6034
6035                         /* We only support one dynptr being uninitialized at the moment,
6036                          * which is sufficient for the helper functions we have right now.
6037                          */
6038                         if (meta->uninit_dynptr_regno) {
6039                                 verbose(env, "verifier internal error: multiple uninitialized dynptr args\n");
6040                                 return -EFAULT;
6041                         }
6042
6043                         meta->uninit_dynptr_regno = regno;
6044                 } else if (!is_dynptr_reg_valid_init(env, reg, arg_type)) {
6045                         const char *err_extra = "";
6046
6047                         switch (arg_type & DYNPTR_TYPE_FLAG_MASK) {
6048                         case DYNPTR_TYPE_LOCAL:
6049                                 err_extra = "local ";
6050                                 break;
6051                         case DYNPTR_TYPE_RINGBUF:
6052                                 err_extra = "ringbuf ";
6053                                 break;
6054                         default:
6055                                 break;
6056                         }
6057
6058                         verbose(env, "Expected an initialized %sdynptr as arg #%d\n",
6059                                 err_extra, arg + 1);
6060                         return -EINVAL;
6061                 }
6062         } else if (arg_type_is_alloc_size(arg_type)) {
6063                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
6064                         verbose(env, "R%d is not a known constant'\n",
6065                                 regno);
6066                         return -EACCES;
6067                 }
6068                 meta->mem_size = reg->var_off.value;
6069         } else if (arg_type_is_int_ptr(arg_type)) {
6070                 int size = int_ptr_type_to_size(arg_type);
6071
6072                 err = check_helper_mem_access(env, regno, size, false, meta);
6073                 if (err)
6074                         return err;
6075                 err = check_ptr_alignment(env, reg, 0, size, true);
6076         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_CONST_STR) {
6077                 struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
6078                 int map_off;
6079                 u64 map_addr;
6080                 char *str_ptr;
6081
6082                 if (!bpf_map_is_rdonly(map)) {
6083                         verbose(env, "R%d does not point to a readonly map'\n", regno);
6084                         return -EACCES;
6085                 }
6086
6087                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
6088                         verbose(env, "R%d is not a constant address'\n", regno);
6089                         return -EACCES;
6090                 }
6091
6092                 if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
6093                         verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
6094                         return -EACCES;
6095                 }
6096
6097                 err = check_map_access(env, regno, reg->off,
6098                                        map->value_size - reg->off, false,
6099                                        ACCESS_HELPER);
6100                 if (err)
6101                         return err;
6102
6103                 map_off = reg->off + reg->var_off.value;
6104                 err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &map_addr, map_off);
6105                 if (err) {
6106                         verbose(env, "direct value access on string failed\n");
6107                         return err;
6108                 }
6109
6110                 str_ptr = (char *)(long)(map_addr);
6111                 if (!strnchr(str_ptr + map_off, map->value_size - map_off, 0)) {
6112                         verbose(env, "string is not zero-terminated\n");
6113                         return -EINVAL;
6114                 }
6115         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_KPTR) {
6116                 if (process_kptr_func(env, regno, meta))
6117                         return -EACCES;
6118         }
6119
6120         return err;
6121 }
6122
6123 static bool may_update_sockmap(struct bpf_verifier_env *env, int func_id)
6124 {
6125         enum bpf_attach_type eatype = env->prog->expected_attach_type;
6126         enum bpf_prog_type type = resolve_prog_type(env->prog);
6127
6128         if (func_id != BPF_FUNC_map_update_elem)
6129                 return false;
6130
6131         /* It's not possible to get access to a locked struct sock in these
6132          * contexts, so updating is safe.
6133          */
6134         switch (type) {
6135         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
6136                 if (eatype == BPF_TRACE_ITER)
6137                         return true;
6138                 break;
6139         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
6140         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
6141         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
6142         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
6143         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
6144         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
6145         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
6146                 return true;
6147         default:
6148                 break;
6149         }
6150
6151         verbose(env, "cannot update sockmap in this context\n");
6152         return false;
6153 }
6154
6155 static bool allow_tail_call_in_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
6156 {
6157         return env->prog->jit_requested && IS_ENABLED(CONFIG_X86_64);
6158 }
6159
6160 static int check_map_func_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
6161                                         struct bpf_map *map, int func_id)
6162 {
6163         if (!map)
6164                 return 0;
6165
6166         /* We need a two way check, first is from map perspective ... */
6167         switch (map->map_type) {
6168         case BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY:
6169                 if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
6170                         goto error;
6171                 break;
6172         case BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY:
6173                 if (func_id != BPF_FUNC_perf_event_read &&
6174                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_output &&
6175                     func_id != BPF_FUNC_skb_output &&
6176                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_read_value &&
6177                     func_id != BPF_FUNC_xdp_output)
6178                         goto error;
6179                 break;
6180         case BPF_MAP_TYPE_RINGBUF:
6181                 if (func_id != BPF_FUNC_ringbuf_output &&
6182                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_reserve &&
6183                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_query &&
6184                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_reserve_dynptr &&
6185                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_submit_dynptr &&
6186                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_discard_dynptr)
6187                         goto error;
6188                 break;
6189         case BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE:
6190                 if (func_id != BPF_FUNC_get_stackid)
6191                         goto error;
6192                 break;
6193         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY:
6194                 if (func_id != BPF_FUNC_skb_under_cgroup &&
6195                     func_id != BPF_FUNC_current_task_under_cgroup)
6196                         goto error;
6197                 break;
6198         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE:
6199         case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE:
6200                 if (func_id != BPF_FUNC_get_local_storage)
6201                         goto error;
6202                 break;
6203         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP:
6204         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH:
6205                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
6206                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
6207                         goto error;
6208                 break;
6209         /* Restrict bpf side of cpumap and xskmap, open when use-cases
6210          * appear.
6211          */
6212         case BPF_MAP_TYPE_CPUMAP:
6213                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map)
6214                         goto error;
6215                 break;
6216         case BPF_MAP_TYPE_XSKMAP:
6217                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
6218                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
6219                         goto error;
6220                 break;
6221         case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
6222         case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
6223                 if (func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
6224                         goto error;
6225                 break;
6226         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
6227                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_map &&
6228                     func_id != BPF_FUNC_sock_map_update &&
6229                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
6230                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_map &&
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_SOCKHASH:
6237                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_hash &&
6238                     func_id != BPF_FUNC_sock_hash_update &&
6239                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
6240                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_hash &&
6241                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
6242                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
6243                     !may_update_sockmap(env, func_id))
6244                         goto error;
6245                 break;
6246         case BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY:
6247                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport)
6248                         goto error;
6249                 break;
6250         case BPF_MAP_TYPE_QUEUE:
6251         case BPF_MAP_TYPE_STACK:
6252                 if (func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
6253                     func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
6254                     func_id != BPF_FUNC_map_push_elem)
6255                         goto error;
6256                 break;
6257         case BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE:
6258                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_storage_get &&
6259                     func_id != BPF_FUNC_sk_storage_delete)
6260                         goto error;
6261                 break;
6262         case BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE:
6263                 if (func_id != BPF_FUNC_inode_storage_get &&
6264                     func_id != BPF_FUNC_inode_storage_delete)
6265                         goto error;
6266                 break;
6267         case BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE:
6268                 if (func_id != BPF_FUNC_task_storage_get &&
6269                     func_id != BPF_FUNC_task_storage_delete)
6270                         goto error;
6271                 break;
6272         case BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER:
6273                 if (func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
6274                     func_id != BPF_FUNC_map_push_elem)
6275                         goto error;
6276                 break;
6277         default:
6278                 break;
6279         }
6280
6281         /* ... and second from the function itself. */
6282         switch (func_id) {
6283         case BPF_FUNC_tail_call:
6284                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY)
6285                         goto error;
6286                 if (env->subprog_cnt > 1 && !allow_tail_call_in_subprogs(env)) {
6287                         verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
6288                         return -EINVAL;
6289                 }
6290                 break;
6291         case BPF_FUNC_perf_event_read:
6292         case BPF_FUNC_perf_event_output:
6293         case BPF_FUNC_perf_event_read_value:
6294         case BPF_FUNC_skb_output:
6295         case BPF_FUNC_xdp_output:
6296                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY)
6297                         goto error;
6298                 break;
6299         case BPF_FUNC_ringbuf_output:
6300         case BPF_FUNC_ringbuf_reserve:
6301         case BPF_FUNC_ringbuf_query:
6302         case BPF_FUNC_ringbuf_reserve_dynptr:
6303         case BPF_FUNC_ringbuf_submit_dynptr:
6304         case BPF_FUNC_ringbuf_discard_dynptr:
6305                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_RINGBUF)
6306                         goto error;
6307                 break;
6308         case BPF_FUNC_get_stackid:
6309                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE)
6310                         goto error;
6311                 break;
6312         case BPF_FUNC_current_task_under_cgroup:
6313         case BPF_FUNC_skb_under_cgroup:
6314                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY)
6315                         goto error;
6316                 break;
6317         case BPF_FUNC_redirect_map:
6318                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP &&
6319                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH &&
6320                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CPUMAP &&
6321                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_XSKMAP)
6322                         goto error;
6323                 break;
6324         case BPF_FUNC_sk_redirect_map:
6325         case BPF_FUNC_msg_redirect_map:
6326         case BPF_FUNC_sock_map_update:
6327                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP)
6328                         goto error;
6329                 break;
6330         case BPF_FUNC_sk_redirect_hash:
6331         case BPF_FUNC_msg_redirect_hash:
6332         case BPF_FUNC_sock_hash_update:
6333                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
6334                         goto error;
6335                 break;
6336         case BPF_FUNC_get_local_storage:
6337                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE &&
6338                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE)
6339                         goto error;
6340                 break;
6341         case BPF_FUNC_sk_select_reuseport:
6342                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY &&
6343                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP &&
6344                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
6345                         goto error;
6346                 break;
6347         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
6348                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_QUEUE &&
6349                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK)
6350                         goto error;
6351                 break;
6352         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
6353         case BPF_FUNC_map_push_elem:
6354                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_QUEUE &&
6355                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK &&
6356                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER)
6357                         goto error;
6358                 break;
6359         case BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem:
6360                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY &&
6361                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH &&
6362                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH)
6363                         goto error;
6364                 break;
6365         case BPF_FUNC_sk_storage_get:
6366         case BPF_FUNC_sk_storage_delete:
6367                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE)
6368                         goto error;
6369                 break;
6370         case BPF_FUNC_inode_storage_get:
6371         case BPF_FUNC_inode_storage_delete:
6372                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE)
6373                         goto error;
6374                 break;
6375         case BPF_FUNC_task_storage_get:
6376         case BPF_FUNC_task_storage_delete:
6377                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE)
6378                         goto error;
6379                 break;
6380         default:
6381                 break;
6382         }
6383
6384         return 0;
6385 error:
6386         verbose(env, "cannot pass map_type %d into func %s#%d\n",
6387                 map->map_type, func_id_name(func_id), func_id);
6388         return -EINVAL;
6389 }
6390
6391 static bool check_raw_mode_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
6392 {
6393         int count = 0;
6394
6395         if (fn->arg1_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
6396                 count++;
6397         if (fn->arg2_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
6398                 count++;
6399         if (fn->arg3_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
6400                 count++;
6401         if (fn->arg4_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
6402                 count++;
6403         if (fn->arg5_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
6404                 count++;
6405
6406         /* We only support one arg being in raw mode at the moment,
6407          * which is sufficient for the helper functions we have
6408          * right now.
6409          */
6410         return count <= 1;
6411 }
6412
6413 static bool check_args_pair_invalid(const struct bpf_func_proto *fn, int arg)
6414 {
6415         bool is_fixed = fn->arg_type[arg] & MEM_FIXED_SIZE;
6416         bool has_size = fn->arg_size[arg] != 0;
6417         bool is_next_size = false;
6418
6419         if (arg + 1 < ARRAY_SIZE(fn->arg_type))
6420                 is_next_size = arg_type_is_mem_size(fn->arg_type[arg + 1]);
6421
6422         if (base_type(fn->arg_type[arg]) != ARG_PTR_TO_MEM)
6423                 return is_next_size;
6424
6425         return has_size == is_next_size || is_next_size == is_fixed;
6426 }
6427
6428 static bool check_arg_pair_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
6429 {
6430         /* bpf_xxx(..., buf, len) call will access 'len'
6431          * bytes from memory 'buf'. Both arg types need
6432          * to be paired, so make sure there's no buggy
6433          * helper function specification.
6434          */
6435         if (arg_type_is_mem_size(fn->arg1_type) ||
6436             check_args_pair_invalid(fn, 0) ||
6437             check_args_pair_invalid(fn, 1) ||
6438             check_args_pair_invalid(fn, 2) ||
6439             check_args_pair_invalid(fn, 3) ||
6440             check_args_pair_invalid(fn, 4))
6441                 return false;
6442
6443         return true;
6444 }
6445
6446 static bool check_refcount_ok(const struct bpf_func_proto *fn, int func_id)
6447 {
6448         int count = 0;
6449
6450         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg1_type))
6451                 count++;
6452         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg2_type))
6453                 count++;
6454         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg3_type))
6455                 count++;
6456         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg4_type))
6457                 count++;
6458         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg5_type))
6459                 count++;
6460
6461         /* A reference acquiring function cannot acquire
6462          * another refcounted ptr.
6463          */
6464         if (may_be_acquire_function(func_id) && count)
6465                 return false;
6466
6467         /* We only support one arg being unreferenced at the moment,
6468          * which is sufficient for the helper functions we have right now.
6469          */
6470         return count <= 1;
6471 }
6472
6473 static bool check_btf_id_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
6474 {
6475         int i;
6476
6477         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(fn->arg_type); i++) {
6478                 if (base_type(fn->arg_type[i]) == ARG_PTR_TO_BTF_ID && !fn->arg_btf_id[i])
6479                         return false;
6480
6481                 if (base_type(fn->arg_type[i]) != ARG_PTR_TO_BTF_ID && fn->arg_btf_id[i] &&
6482                     /* arg_btf_id and arg_size are in a union. */
6483                     (base_type(fn->arg_type[i]) != ARG_PTR_TO_MEM ||
6484                      !(fn->arg_type[i] & MEM_FIXED_SIZE)))
6485                         return false;
6486         }
6487
6488         return true;
6489 }
6490
6491 static int check_func_proto(const struct bpf_func_proto *fn, int func_id,
6492                             struct bpf_call_arg_meta *meta)
6493 {
6494         return check_raw_mode_ok(fn) &&
6495                check_arg_pair_ok(fn) &&
6496                check_btf_id_ok(fn) &&
6497                check_refcount_ok(fn, func_id) ? 0 : -EINVAL;
6498 }
6499
6500 /* Packet data might have moved, any old PTR_TO_PACKET[_META,_END]
6501  * are now invalid, so turn them into unknown SCALAR_VALUE.
6502  */
6503 static void __clear_all_pkt_pointers(struct bpf_verifier_env *env,
6504                                      struct bpf_func_state *state)
6505 {
6506         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *reg;
6507         int i;
6508
6509         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
6510                 if (reg_is_pkt_pointer_any(&regs[i]))
6511                         mark_reg_unknown(env, regs, i);
6512
6513         bpf_for_each_spilled_reg(i, state, reg) {
6514                 if (!reg)
6515                         continue;
6516                 if (reg_is_pkt_pointer_any(reg))
6517                         __mark_reg_unknown(env, reg);
6518         }
6519 }
6520
6521 static void clear_all_pkt_pointers(struct bpf_verifier_env *env)
6522 {
6523         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
6524         int i;
6525
6526         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++)
6527                 __clear_all_pkt_pointers(env, vstate->frame[i]);
6528 }
6529
6530 enum {
6531         AT_PKT_END = -1,
6532         BEYOND_PKT_END = -2,
6533 };
6534
6535 static void mark_pkt_end(struct bpf_verifier_state *vstate, int regn, bool range_open)
6536 {
6537         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
6538         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regn];
6539
6540         if (reg->type != PTR_TO_PACKET)
6541                 /* PTR_TO_PACKET_META is not supported yet */
6542                 return;
6543
6544         /* The 'reg' is pkt > pkt_end or pkt >= pkt_end.
6545          * How far beyond pkt_end it goes is unknown.
6546          * if (!range_open) it's the case of pkt >= pkt_end
6547          * if (range_open) it's the case of pkt > pkt_end
6548          * hence this pointer is at least 1 byte bigger than pkt_end
6549          */
6550         if (range_open)
6551                 reg->range = BEYOND_PKT_END;
6552         else
6553                 reg->range = AT_PKT_END;
6554 }
6555
6556 static void release_reg_references(struct bpf_verifier_env *env,
6557                                    struct bpf_func_state *state,
6558                                    int ref_obj_id)
6559 {
6560         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *reg;
6561         int i;
6562
6563         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
6564                 if (regs[i].ref_obj_id == ref_obj_id)
6565                         mark_reg_unknown(env, regs, i);
6566
6567         bpf_for_each_spilled_reg(i, state, reg) {
6568                 if (!reg)
6569                         continue;
6570                 if (reg->ref_obj_id == ref_obj_id)
6571                         __mark_reg_unknown(env, reg);
6572         }
6573 }
6574
6575 /* The pointer with the specified id has released its reference to kernel
6576  * resources. Identify all copies of the same pointer and clear the reference.
6577  */
6578 static int release_reference(struct bpf_verifier_env *env,
6579                              int ref_obj_id)
6580 {
6581         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
6582         int err;
6583         int i;
6584
6585         err = release_reference_state(cur_func(env), ref_obj_id);
6586         if (err)
6587                 return err;
6588
6589         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++)
6590                 release_reg_references(env, vstate->frame[i], ref_obj_id);
6591
6592         return 0;
6593 }
6594
6595 static void clear_caller_saved_regs(struct bpf_verifier_env *env,
6596                                     struct bpf_reg_state *regs)
6597 {
6598         int i;
6599
6600         /* after the call registers r0 - r5 were scratched */
6601         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
6602                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
6603                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
6604         }
6605 }
6606
6607 typedef int (*set_callee_state_fn)(struct bpf_verifier_env *env,
6608                                    struct bpf_func_state *caller,
6609                                    struct bpf_func_state *callee,
6610                                    int insn_idx);
6611
6612 static int __check_func_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
6613                              int *insn_idx, int subprog,
6614                              set_callee_state_fn set_callee_state_cb)
6615 {
6616         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
6617         struct bpf_func_info_aux *func_info_aux;
6618         struct bpf_func_state *caller, *callee;
6619         int err;
6620         bool is_global = false;
6621
6622         if (state->curframe + 1 >= MAX_CALL_FRAMES) {
6623                 verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep\n",
6624                         state->curframe + 2);
6625                 return -E2BIG;
6626         }
6627
6628         caller = state->frame[state->curframe];
6629         if (state->frame[state->curframe + 1]) {
6630                 verbose(env, "verifier bug. Frame %d already allocated\n",
6631                         state->curframe + 1);
6632                 return -EFAULT;
6633         }
6634
6635         func_info_aux = env->prog->aux->func_info_aux;
6636         if (func_info_aux)
6637                 is_global = func_info_aux[subprog].linkage == BTF_FUNC_GLOBAL;
6638         err = btf_check_subprog_arg_match(env, subprog, caller->regs);
6639         if (err == -EFAULT)
6640                 return err;
6641         if (is_global) {
6642                 if (err) {
6643                         verbose(env, "Caller passes invalid args into func#%d\n",
6644                                 subprog);
6645                         return err;
6646                 } else {
6647                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
6648                                 verbose(env,
6649                                         "Func#%d is global and valid. Skipping.\n",
6650                                         subprog);
6651                         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
6652
6653                         /* All global functions return a 64-bit SCALAR_VALUE */
6654                         mark_reg_unknown(env, caller->regs, BPF_REG_0);
6655                         caller->regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
6656
6657                         /* continue with next insn after call */
6658                         return 0;
6659                 }
6660         }
6661
6662         if (insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
6663             insn->src_reg == 0 &&
6664             insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback) {
6665                 struct bpf_verifier_state *async_cb;
6666
6667                 /* there is no real recursion here. timer callbacks are async */
6668                 env->subprog_info[subprog].is_async_cb = true;
6669                 async_cb = push_async_cb(env, env->subprog_info[subprog].start,
6670                                          *insn_idx, subprog);
6671                 if (!async_cb)
6672                         return -EFAULT;
6673                 callee = async_cb->frame[0];
6674                 callee->async_entry_cnt = caller->async_entry_cnt + 1;
6675
6676                 /* Convert bpf_timer_set_callback() args into timer callback args */
6677                 err = set_callee_state_cb(env, caller, callee, *insn_idx);
6678                 if (err)
6679                         return err;
6680
6681                 clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
6682                 mark_reg_unknown(env, caller->regs, BPF_REG_0);
6683                 caller->regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
6684                 /* continue with next insn after call */
6685                 return 0;
6686         }
6687
6688         callee = kzalloc(sizeof(*callee), GFP_KERNEL);
6689         if (!callee)
6690                 return -ENOMEM;
6691         state->frame[state->curframe + 1] = callee;
6692
6693         /* callee cannot access r0, r6 - r9 for reading and has to write
6694          * into its own stack before reading from it.
6695          * callee can read/write into caller's stack
6696          */
6697         init_func_state(env, callee,
6698                         /* remember the callsite, it will be used by bpf_exit */
6699                         *insn_idx /* callsite */,
6700                         state->curframe + 1 /* frameno within this callchain */,
6701                         subprog /* subprog number within this prog */);
6702
6703         /* Transfer references to the callee */
6704         err = copy_reference_state(callee, caller);
6705         if (err)
6706                 return err;
6707
6708         err = set_callee_state_cb(env, caller, callee, *insn_idx);
6709         if (err)
6710                 return err;
6711
6712         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
6713
6714         /* only increment it after check_reg_arg() finished */
6715         state->curframe++;
6716
6717         /* and go analyze first insn of the callee */
6718         *insn_idx = env->subprog_info[subprog].start - 1;
6719
6720         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
6721                 verbose(env, "caller:\n");
6722                 print_verifier_state(env, caller, true);
6723                 verbose(env, "callee:\n");
6724                 print_verifier_state(env, callee, true);
6725         }
6726         return 0;
6727 }
6728
6729 int map_set_for_each_callback_args(struct bpf_verifier_env *env,
6730                                    struct bpf_func_state *caller,
6731                                    struct bpf_func_state *callee)
6732 {
6733         /* bpf_for_each_map_elem(struct bpf_map *map, void *callback_fn,
6734          *      void *callback_ctx, u64 flags);
6735          * callback_fn(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
6736          *      void *callback_ctx);
6737          */
6738         callee->regs[BPF_REG_1] = caller->regs[BPF_REG_1];
6739
6740         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_MAP_KEY;
6741         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
6742         callee->regs[BPF_REG_2].map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
6743
6744         callee->regs[BPF_REG_3].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
6745         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_3]);
6746         callee->regs[BPF_REG_3].map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
6747
6748         /* pointer to stack or null */
6749         callee->regs[BPF_REG_4] = caller->regs[BPF_REG_3];
6750
6751         /* unused */
6752         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
6753         return 0;
6754 }
6755
6756 static int set_callee_state(struct bpf_verifier_env *env,
6757                             struct bpf_func_state *caller,
6758                             struct bpf_func_state *callee, int insn_idx)
6759 {
6760         int i;
6761
6762         /* copy r1 - r5 args that callee can access.  The copy includes parent
6763          * pointers, which connects us up to the liveness chain
6764          */
6765         for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++)
6766                 callee->regs[i] = caller->regs[i];
6767         return 0;
6768 }
6769
6770 static int check_func_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
6771                            int *insn_idx)
6772 {
6773         int subprog, target_insn;
6774
6775         target_insn = *insn_idx + insn->imm + 1;
6776         subprog = find_subprog(env, target_insn);
6777         if (subprog < 0) {
6778                 verbose(env, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
6779                         target_insn);
6780                 return -EFAULT;
6781         }
6782
6783         return __check_func_call(env, insn, insn_idx, subprog, set_callee_state);
6784 }
6785
6786 static int set_map_elem_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
6787                                        struct bpf_func_state *caller,
6788                                        struct bpf_func_state *callee,
6789                                        int insn_idx)
6790 {
6791         struct bpf_insn_aux_data *insn_aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
6792         struct bpf_map *map;
6793         int err;
6794
6795         if (bpf_map_ptr_poisoned(insn_aux)) {
6796                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
6797                 return -EINVAL;
6798         }
6799
6800         map = BPF_MAP_PTR(insn_aux->map_ptr_state);
6801         if (!map->ops->map_set_for_each_callback_args ||
6802             !map->ops->map_for_each_callback) {
6803                 verbose(env, "callback function not allowed for map\n");
6804                 return -ENOTSUPP;
6805         }
6806
6807         err = map->ops->map_set_for_each_callback_args(env, caller, callee);
6808         if (err)
6809                 return err;
6810
6811         callee->in_callback_fn = true;
6812         return 0;
6813 }
6814
6815 static int set_loop_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         /* bpf_loop(u32 nr_loops, void *callback_fn, void *callback_ctx,
6821          *          u64 flags);
6822          * callback_fn(u32 index, void *callback_ctx);
6823          */
6824         callee->regs[BPF_REG_1].type = SCALAR_VALUE;
6825         callee->regs[BPF_REG_2] = caller->regs[BPF_REG_3];
6826
6827         /* unused */
6828         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
6829         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
6830         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
6831
6832         callee->in_callback_fn = true;
6833         return 0;
6834 }
6835
6836 static int set_timer_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
6837                                     struct bpf_func_state *caller,
6838                                     struct bpf_func_state *callee,
6839                                     int insn_idx)
6840 {
6841         struct bpf_map *map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
6842
6843         /* bpf_timer_set_callback(struct bpf_timer *timer, void *callback_fn);
6844          * callback_fn(struct bpf_map *map, void *key, void *value);
6845          */
6846         callee->regs[BPF_REG_1].type = CONST_PTR_TO_MAP;
6847         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_1]);
6848         callee->regs[BPF_REG_1].map_ptr = map_ptr;
6849
6850         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_MAP_KEY;
6851         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
6852         callee->regs[BPF_REG_2].map_ptr = map_ptr;
6853
6854         callee->regs[BPF_REG_3].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
6855         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_3]);
6856         callee->regs[BPF_REG_3].map_ptr = map_ptr;
6857
6858         /* unused */
6859         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
6860         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
6861         callee->in_async_callback_fn = true;
6862         return 0;
6863 }
6864
6865 static int set_find_vma_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
6866                                        struct bpf_func_state *caller,
6867                                        struct bpf_func_state *callee,
6868                                        int insn_idx)
6869 {
6870         /* bpf_find_vma(struct task_struct *task, u64 addr,
6871          *               void *callback_fn, void *callback_ctx, u64 flags)
6872          * (callback_fn)(struct task_struct *task,
6873          *               struct vm_area_struct *vma, void *callback_ctx);
6874          */
6875         callee->regs[BPF_REG_1] = caller->regs[BPF_REG_1];
6876
6877         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_BTF_ID;
6878         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
6879         callee->regs[BPF_REG_2].btf =  btf_vmlinux;
6880         callee->regs[BPF_REG_2].btf_id = btf_tracing_ids[BTF_TRACING_TYPE_VMA],
6881
6882         /* pointer to stack or null */
6883         callee->regs[BPF_REG_3] = caller->regs[BPF_REG_4];
6884
6885         /* unused */
6886         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
6887         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
6888         callee->in_callback_fn = true;
6889         return 0;
6890 }
6891
6892 static int prepare_func_exit(struct bpf_verifier_env *env, int *insn_idx)
6893 {
6894         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
6895         struct bpf_func_state *caller, *callee;
6896         struct bpf_reg_state *r0;
6897         int err;
6898
6899         callee = state->frame[state->curframe];
6900         r0 = &callee->regs[BPF_REG_0];
6901         if (r0->type == PTR_TO_STACK) {
6902                 /* technically it's ok to return caller's stack pointer
6903                  * (or caller's caller's pointer) back to the caller,
6904                  * since these pointers are valid. Only current stack
6905                  * pointer will be invalid as soon as function exits,
6906                  * but let's be conservative
6907                  */
6908                 verbose(env, "cannot return stack pointer to the caller\n");
6909                 return -EINVAL;
6910         }
6911
6912         state->curframe--;
6913         caller = state->frame[state->curframe];
6914         if (callee->in_callback_fn) {
6915                 /* enforce R0 return value range [0, 1]. */
6916                 struct tnum range = tnum_range(0, 1);
6917
6918                 if (r0->type != SCALAR_VALUE) {
6919                         verbose(env, "R0 not a scalar value\n");
6920                         return -EACCES;
6921                 }
6922                 if (!tnum_in(range, r0->var_off)) {
6923                         verbose_invalid_scalar(env, r0, &range, "callback return", "R0");
6924                         return -EINVAL;
6925                 }
6926         } else {
6927                 /* return to the caller whatever r0 had in the callee */
6928                 caller->regs[BPF_REG_0] = *r0;
6929         }
6930
6931         /* Transfer references to the caller */
6932         err = copy_reference_state(caller, callee);
6933         if (err)
6934                 return err;
6935
6936         *insn_idx = callee->callsite + 1;
6937         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
6938                 verbose(env, "returning from callee:\n");
6939                 print_verifier_state(env, callee, true);
6940                 verbose(env, "to caller at %d:\n", *insn_idx);
6941                 print_verifier_state(env, caller, true);
6942         }
6943         /* clear everything in the callee */
6944         free_func_state(callee);
6945         state->frame[state->curframe + 1] = NULL;
6946         return 0;
6947 }
6948
6949 static void do_refine_retval_range(struct bpf_reg_state *regs, int ret_type,
6950                                    int func_id,
6951                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
6952 {
6953         struct bpf_reg_state *ret_reg = &regs[BPF_REG_0];
6954
6955         if (ret_type != RET_INTEGER ||
6956             (func_id != BPF_FUNC_get_stack &&
6957              func_id != BPF_FUNC_get_task_stack &&
6958              func_id != BPF_FUNC_probe_read_str &&
6959              func_id != BPF_FUNC_probe_read_kernel_str &&
6960              func_id != BPF_FUNC_probe_read_user_str))
6961                 return;
6962
6963         ret_reg->smax_value = meta->msize_max_value;
6964         ret_reg->s32_max_value = meta->msize_max_value;
6965         ret_reg->smin_value = -MAX_ERRNO;
6966         ret_reg->s32_min_value = -MAX_ERRNO;
6967         __reg_deduce_bounds(ret_reg);
6968         __reg_bound_offset(ret_reg);
6969         __update_reg_bounds(ret_reg);
6970 }
6971
6972 static int
6973 record_func_map(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
6974                 int func_id, int insn_idx)
6975 {
6976         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
6977         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
6978
6979         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call &&
6980             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
6981             func_id != BPF_FUNC_map_update_elem &&
6982             func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
6983             func_id != BPF_FUNC_map_push_elem &&
6984             func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
6985             func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
6986             func_id != BPF_FUNC_for_each_map_elem &&
6987             func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
6988             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem)
6989                 return 0;
6990
6991         if (map == NULL) {
6992                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
6993                 return -EINVAL;
6994         }
6995
6996         /* In case of read-only, some additional restrictions
6997          * need to be applied in order to prevent altering the
6998          * state of the map from program side.
6999          */
7000         if ((map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) &&
7001             (func_id == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
7002              func_id == BPF_FUNC_map_update_elem ||
7003              func_id == BPF_FUNC_map_push_elem ||
7004              func_id == BPF_FUNC_map_pop_elem)) {
7005                 verbose(env, "write into map forbidden\n");
7006                 return -EACCES;
7007         }
7008
7009         if (!BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state))
7010                 bpf_map_ptr_store(aux, meta->map_ptr,
7011                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
7012         else if (BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) != meta->map_ptr)
7013                 bpf_map_ptr_store(aux, BPF_MAP_PTR_POISON,
7014                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
7015         return 0;
7016 }
7017
7018 static int
7019 record_func_key(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
7020                 int func_id, int insn_idx)
7021 {
7022         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
7023         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg;
7024         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
7025         struct tnum range;
7026         u64 val;
7027         int err;
7028
7029         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
7030                 return 0;
7031         if (!map || map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY) {
7032                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
7033                 return -EINVAL;
7034         }
7035
7036         range = tnum_range(0, map->max_entries - 1);
7037         reg = &regs[BPF_REG_3];
7038
7039         if (!register_is_const(reg) || !tnum_in(range, reg->var_off)) {
7040                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
7041                 return 0;
7042         }
7043
7044         err = mark_chain_precision(env, BPF_REG_3);
7045         if (err)
7046                 return err;
7047
7048         val = reg->var_off.value;
7049         if (bpf_map_key_unseen(aux))
7050                 bpf_map_key_store(aux, val);
7051         else if (!bpf_map_key_poisoned(aux) &&
7052                   bpf_map_key_immediate(aux) != val)
7053                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
7054         return 0;
7055 }
7056
7057 static int check_reference_leak(struct bpf_verifier_env *env)
7058 {
7059         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
7060         int i;
7061
7062         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
7063                 verbose(env, "Unreleased reference id=%d alloc_insn=%d\n",
7064                         state->refs[i].id, state->refs[i].insn_idx);
7065         }
7066         return state->acquired_refs ? -EINVAL : 0;
7067 }
7068
7069 static int check_bpf_snprintf_call(struct bpf_verifier_env *env,
7070                                    struct bpf_reg_state *regs)
7071 {
7072         struct bpf_reg_state *fmt_reg = &regs[BPF_REG_3];
7073         struct bpf_reg_state *data_len_reg = &regs[BPF_REG_5];
7074         struct bpf_map *fmt_map = fmt_reg->map_ptr;
7075         int err, fmt_map_off, num_args;
7076         u64 fmt_addr;
7077         char *fmt;
7078
7079         /* data must be an array of u64 */
7080         if (data_len_reg->var_off.value % 8)
7081                 return -EINVAL;
7082         num_args = data_len_reg->var_off.value / 8;
7083
7084         /* fmt being ARG_PTR_TO_CONST_STR guarantees that var_off is const
7085          * and map_direct_value_addr is set.
7086          */
7087         fmt_map_off = fmt_reg->off + fmt_reg->var_off.value;
7088         err = fmt_map->ops->map_direct_value_addr(fmt_map, &fmt_addr,
7089                                                   fmt_map_off);
7090         if (err) {
7091                 verbose(env, "verifier bug\n");
7092                 return -EFAULT;
7093         }
7094         fmt = (char *)(long)fmt_addr + fmt_map_off;
7095
7096         /* We are also guaranteed that fmt+fmt_map_off is NULL terminated, we
7097          * can focus on validating the format specifiers.
7098          */
7099         err = bpf_bprintf_prepare(fmt, UINT_MAX, NULL, NULL, num_args);
7100         if (err < 0)
7101                 verbose(env, "Invalid format string\n");
7102
7103         return err;
7104 }
7105
7106 static int check_get_func_ip(struct bpf_verifier_env *env)
7107 {
7108         enum bpf_prog_type type = resolve_prog_type(env->prog);
7109         int func_id = BPF_FUNC_get_func_ip;
7110
7111         if (type == BPF_PROG_TYPE_TRACING) {
7112                 if (!bpf_prog_has_trampoline(env->prog)) {
7113                         verbose(env, "func %s#%d supported only for fentry/fexit/fmod_ret programs\n",
7114                                 func_id_name(func_id), func_id);
7115                         return -ENOTSUPP;
7116                 }
7117                 return 0;
7118         } else if (type == BPF_PROG_TYPE_KPROBE) {
7119                 return 0;
7120         }
7121
7122         verbose(env, "func %s#%d not supported for program type %d\n",
7123                 func_id_name(func_id), func_id, type);
7124         return -ENOTSUPP;
7125 }
7126
7127 static int check_helper_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
7128                              int *insn_idx_p)
7129 {
7130         const struct bpf_func_proto *fn = NULL;
7131         enum bpf_return_type ret_type;
7132         enum bpf_type_flag ret_flag;
7133         struct bpf_reg_state *regs;
7134         struct bpf_call_arg_meta meta;
7135         int insn_idx = *insn_idx_p;
7136         bool changes_data;
7137         int i, err, func_id;
7138
7139         /* find function prototype */
7140         func_id = insn->imm;
7141         if (func_id < 0 || func_id >= __BPF_FUNC_MAX_ID) {
7142                 verbose(env, "invalid func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
7143                         func_id);
7144                 return -EINVAL;
7145         }
7146
7147         if (env->ops->get_func_proto)
7148                 fn = env->ops->get_func_proto(func_id, env->prog);
7149         if (!fn) {
7150                 verbose(env, "unknown func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
7151                         func_id);
7152                 return -EINVAL;
7153         }
7154
7155         /* eBPF programs must be GPL compatible to use GPL-ed functions */
7156         if (!env->prog->gpl_compatible && fn->gpl_only) {
7157                 verbose(env, "cannot call GPL-restricted function from non-GPL compatible program\n");
7158                 return -EINVAL;
7159         }
7160
7161         if (fn->allowed && !fn->allowed(env->prog)) {
7162                 verbose(env, "helper call is not allowed in probe\n");
7163                 return -EINVAL;
7164         }
7165
7166         /* With LD_ABS/IND some JITs save/restore skb from r1. */
7167         changes_data = bpf_helper_changes_pkt_data(fn->func);
7168         if (changes_data && fn->arg1_type != ARG_PTR_TO_CTX) {
7169                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d: r1 != ctx\n",
7170                         func_id_name(func_id), func_id);
7171                 return -EINVAL;
7172         }
7173
7174         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
7175         meta.pkt_access = fn->pkt_access;
7176
7177         err = check_func_proto(fn, func_id, &meta);
7178         if (err) {
7179                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
7180                         func_id_name(func_id), func_id);
7181                 return err;
7182         }
7183
7184         meta.func_id = func_id;
7185         /* check args */
7186         for (i = 0; i < MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS; i++) {
7187                 err = check_func_arg(env, i, &meta, fn);
7188                 if (err)
7189                         return err;
7190         }
7191
7192         err = record_func_map(env, &meta, func_id, insn_idx);
7193         if (err)
7194                 return err;
7195
7196         err = record_func_key(env, &meta, func_id, insn_idx);
7197         if (err)
7198                 return err;
7199
7200         /* Mark slots with STACK_MISC in case of raw mode, stack offset
7201          * is inferred from register state.
7202          */
7203         for (i = 0; i < meta.access_size; i++) {
7204                 err = check_mem_access(env, insn_idx, meta.regno, i, BPF_B,
7205                                        BPF_WRITE, -1, false);
7206                 if (err)
7207                         return err;
7208         }
7209
7210         regs = cur_regs(env);
7211
7212         if (meta.uninit_dynptr_regno) {
7213                 /* we write BPF_DW bits (8 bytes) at a time */
7214                 for (i = 0; i < BPF_DYNPTR_SIZE; i += 8) {
7215                         err = check_mem_access(env, insn_idx, meta.uninit_dynptr_regno,
7216                                                i, BPF_DW, BPF_WRITE, -1, false);
7217                         if (err)
7218                                 return err;
7219                 }
7220
7221                 err = mark_stack_slots_dynptr(env, &regs[meta.uninit_dynptr_regno],
7222                                               fn->arg_type[meta.uninit_dynptr_regno - BPF_REG_1],
7223                                               insn_idx);
7224                 if (err)
7225                         return err;
7226         }
7227
7228         if (meta.release_regno) {
7229                 err = -EINVAL;
7230                 if (arg_type_is_dynptr(fn->arg_type[meta.release_regno - BPF_REG_1]))
7231                         err = unmark_stack_slots_dynptr(env, &regs[meta.release_regno]);
7232                 else if (meta.ref_obj_id)
7233                         err = release_reference(env, meta.ref_obj_id);
7234                 /* meta.ref_obj_id can only be 0 if register that is meant to be
7235                  * released is NULL, which must be > R0.
7236                  */
7237                 else if (register_is_null(&regs[meta.release_regno]))
7238                         err = 0;
7239                 if (err) {
7240                         verbose(env, "func %s#%d reference has not been acquired before\n",
7241                                 func_id_name(func_id), func_id);
7242                         return err;
7243                 }
7244         }
7245
7246         switch (func_id) {
7247         case BPF_FUNC_tail_call:
7248                 err = check_reference_leak(env);
7249                 if (err) {
7250                         verbose(env, "tail_call would lead to reference leak\n");
7251                         return err;
7252                 }
7253                 break;
7254         case BPF_FUNC_get_local_storage:
7255                 /* check that flags argument in get_local_storage(map, flags) is 0,
7256                  * this is required because get_local_storage() can't return an error.
7257                  */
7258                 if (!register_is_null(&regs[BPF_REG_2])) {
7259                         verbose(env, "get_local_storage() doesn't support non-zero flags\n");
7260                         return -EINVAL;
7261                 }
7262                 break;
7263         case BPF_FUNC_for_each_map_elem:
7264                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
7265                                         set_map_elem_callback_state);
7266                 break;
7267         case BPF_FUNC_timer_set_callback:
7268                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
7269                                         set_timer_callback_state);
7270                 break;
7271         case BPF_FUNC_find_vma:
7272                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
7273                                         set_find_vma_callback_state);
7274                 break;
7275         case BPF_FUNC_snprintf:
7276                 err = check_bpf_snprintf_call(env, regs);
7277                 break;
7278         case BPF_FUNC_loop:
7279                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
7280                                         set_loop_callback_state);
7281                 break;
7282         case BPF_FUNC_dynptr_from_mem:
7283                 if (regs[BPF_REG_1].type != PTR_TO_MAP_VALUE) {
7284                         verbose(env, "Unsupported reg type %s for bpf_dynptr_from_mem data\n",
7285                                 reg_type_str(env, regs[BPF_REG_1].type));
7286                         return -EACCES;
7287                 }
7288         }
7289
7290         if (err)
7291                 return err;
7292
7293         /* reset caller saved regs */
7294         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
7295                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
7296                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
7297         }
7298
7299         /* helper call returns 64-bit value. */
7300         regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
7301
7302         /* update return register (already marked as written above) */
7303         ret_type = fn->ret_type;
7304         ret_flag = type_flag(fn->ret_type);
7305         if (ret_type == RET_INTEGER) {
7306                 /* sets type to SCALAR_VALUE */
7307                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
7308         } else if (ret_type == RET_VOID) {
7309                 regs[BPF_REG_0].type = NOT_INIT;
7310         } else if (base_type(ret_type) == RET_PTR_TO_MAP_VALUE) {
7311                 /* There is no offset yet applied, variable or fixed */
7312                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
7313                 /* remember map_ptr, so that check_map_access()
7314                  * can check 'value_size' boundary of memory access
7315                  * to map element returned from bpf_map_lookup_elem()
7316                  */
7317                 if (meta.map_ptr == NULL) {
7318                         verbose(env,
7319                                 "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
7320                         return -EINVAL;
7321                 }
7322                 regs[BPF_REG_0].map_ptr = meta.map_ptr;
7323                 regs[BPF_REG_0].map_uid = meta.map_uid;
7324                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MAP_VALUE | ret_flag;
7325                 if (!type_may_be_null(ret_type) &&
7326                     map_value_has_spin_lock(meta.map_ptr)) {
7327                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
7328                 }
7329         } else if (base_type(ret_type) == RET_PTR_TO_SOCKET) {
7330                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
7331                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCKET | ret_flag;
7332         } else if (base_type(ret_type) == RET_PTR_TO_SOCK_COMMON) {
7333                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
7334                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCK_COMMON | ret_flag;
7335         } else if (base_type(ret_type) == RET_PTR_TO_TCP_SOCK) {
7336                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
7337                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_TCP_SOCK | ret_flag;
7338         } else if (base_type(ret_type) == RET_PTR_TO_ALLOC_MEM) {
7339                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
7340                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | ret_flag;
7341                 regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.mem_size;
7342         } else if (base_type(ret_type) == RET_PTR_TO_MEM_OR_BTF_ID) {
7343                 const struct btf_type *t;
7344
7345                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
7346                 t = btf_type_skip_modifiers(meta.ret_btf, meta.ret_btf_id, NULL);
7347                 if (!btf_type_is_struct(t)) {
7348                         u32 tsize;
7349                         const struct btf_type *ret;
7350                         const char *tname;
7351
7352                         /* resolve the type size of ksym. */
7353                         ret = btf_resolve_size(meta.ret_btf, t, &tsize);
7354                         if (IS_ERR(ret)) {
7355                                 tname = btf_name_by_offset(meta.ret_btf, t->name_off);
7356                                 verbose(env, "unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
7357                                         tname, PTR_ERR(ret));
7358                                 return -EINVAL;
7359                         }
7360                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | ret_flag;
7361                         regs[BPF_REG_0].mem_size = tsize;
7362                 } else {
7363                         /* MEM_RDONLY may be carried from ret_flag, but it
7364                          * doesn't apply on PTR_TO_BTF_ID. Fold it, otherwise
7365                          * it will confuse the check of PTR_TO_BTF_ID in
7366                          * check_mem_access().
7367                          */
7368                         ret_flag &= ~MEM_RDONLY;
7369
7370                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | ret_flag;
7371                         regs[BPF_REG_0].btf = meta.ret_btf;
7372                         regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.ret_btf_id;
7373                 }
7374         } else if (base_type(ret_type) == RET_PTR_TO_BTF_ID) {
7375                 struct btf *ret_btf;
7376                 int ret_btf_id;
7377
7378                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
7379                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | ret_flag;
7380                 if (func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg) {
7381                         ret_btf = meta.kptr_off_desc->kptr.btf;
7382                         ret_btf_id = meta.kptr_off_desc->kptr.btf_id;
7383                 } else {
7384                         ret_btf = btf_vmlinux;
7385                         ret_btf_id = *fn->ret_btf_id;
7386                 }
7387                 if (ret_btf_id == 0) {
7388                         verbose(env, "invalid return type %u of func %s#%d\n",
7389                                 base_type(ret_type), func_id_name(func_id),
7390                                 func_id);
7391                         return -EINVAL;
7392                 }
7393                 regs[BPF_REG_0].btf = ret_btf;
7394                 regs[BPF_REG_0].btf_id = ret_btf_id;
7395         } else {
7396                 verbose(env, "unknown return type %u of func %s#%d\n",
7397                         base_type(ret_type), func_id_name(func_id), func_id);
7398                 return -EINVAL;
7399         }
7400
7401         if (type_may_be_null(regs[BPF_REG_0].type))
7402                 regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
7403
7404         if (is_ptr_cast_function(func_id)) {
7405                 /* For release_reference() */
7406                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
7407         } else if (is_acquire_function(func_id, meta.map_ptr)) {
7408                 int id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
7409
7410                 if (id < 0)
7411                         return id;
7412                 /* For mark_ptr_or_null_reg() */
7413                 regs[BPF_REG_0].id = id;
7414                 /* For release_reference() */
7415                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = id;
7416         } else if (func_id == BPF_FUNC_dynptr_data) {
7417                 int dynptr_id = 0, i;
7418
7419                 /* Find the id of the dynptr we're acquiring a reference to */
7420                 for (i = 0; i < MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS; i++) {
7421                         if (arg_type_is_dynptr(fn->arg_type[i])) {
7422                                 if (dynptr_id) {
7423                                         verbose(env, "verifier internal error: multiple dynptr args in func\n");
7424                                         return -EFAULT;
7425                                 }
7426                                 dynptr_id = stack_slot_get_id(env, &regs[BPF_REG_1 + i]);
7427                         }
7428                 }
7429                 /* For release_reference() */
7430                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = dynptr_id;
7431         }
7432
7433         do_refine_retval_range(regs, fn->ret_type, func_id, &meta);
7434
7435         err = check_map_func_compatibility(env, meta.map_ptr, func_id);
7436         if (err)
7437                 return err;
7438
7439         if ((func_id == BPF_FUNC_get_stack ||
7440              func_id == BPF_FUNC_get_task_stack) &&
7441             !env->prog->has_callchain_buf) {
7442                 const char *err_str;
7443
7444 #ifdef CONFIG_PERF_EVENTS
7445                 err = get_callchain_buffers(sysctl_perf_event_max_stack);
7446                 err_str = "cannot get callchain buffer for func %s#%d\n";
7447 #else
7448                 err = -ENOTSUPP;
7449                 err_str = "func %s#%d not supported without CONFIG_PERF_EVENTS\n";
7450 #endif
7451                 if (err) {
7452                         verbose(env, err_str, func_id_name(func_id), func_id);
7453                         return err;
7454                 }
7455
7456                 env->prog->has_callchain_buf = true;
7457         }
7458
7459         if (func_id == BPF_FUNC_get_stackid || func_id == BPF_FUNC_get_stack)
7460                 env->prog->call_get_stack = true;
7461
7462         if (func_id == BPF_FUNC_get_func_ip) {
7463                 if (check_get_func_ip(env))
7464                         return -ENOTSUPP;
7465                 env->prog->call_get_func_ip = true;
7466         }
7467
7468         if (changes_data)
7469                 clear_all_pkt_pointers(env);
7470         return 0;
7471 }
7472
7473 /* mark_btf_func_reg_size() is used when the reg size is determined by
7474  * the BTF func_proto's return value size and argument.
7475  */
7476 static void mark_btf_func_reg_size(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
7477                                    size_t reg_size)
7478 {
7479         struct bpf_reg_state *reg = &cur_regs(env)[regno];
7480
7481         if (regno == BPF_REG_0) {
7482                 /* Function return value */
7483                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
7484                 reg->subreg_def = reg_size == sizeof(u64) ?
7485                         DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
7486         } else {
7487                 /* Function argument */
7488                 if (reg_size == sizeof(u64)) {
7489                         mark_insn_zext(env, reg);
7490                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
7491                 } else {
7492                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ32);
7493                 }
7494         }
7495 }
7496
7497 static int check_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
7498                             int *insn_idx_p)
7499 {
7500         const struct btf_type *t, *func, *func_proto, *ptr_type;
7501         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
7502         const char *func_name, *ptr_type_name;
7503         u32 i, nargs, func_id, ptr_type_id;
7504         int err, insn_idx = *insn_idx_p;
7505         const struct btf_param *args;
7506         struct btf *desc_btf;
7507         bool acq;
7508
7509         /* skip for now, but return error when we find this in fixup_kfunc_call */
7510         if (!insn->imm)
7511                 return 0;
7512
7513         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(env, insn->off);
7514         if (IS_ERR(desc_btf))
7515                 return PTR_ERR(desc_btf);
7516
7517         func_id = insn->imm;
7518         func = btf_type_by_id(desc_btf, func_id);
7519         func_name = btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
7520         func_proto = btf_type_by_id(desc_btf, func->type);
7521
7522         if (!btf_kfunc_id_set_contains(desc_btf, resolve_prog_type(env->prog),
7523                                       BTF_KFUNC_TYPE_CHECK, func_id)) {
7524                 verbose(env, "calling kernel function %s is not allowed\n",
7525                         func_name);
7526                 return -EACCES;
7527         }
7528
7529         acq = btf_kfunc_id_set_contains(desc_btf, resolve_prog_type(env->prog),
7530                                         BTF_KFUNC_TYPE_ACQUIRE, func_id);
7531
7532         /* Check the arguments */
7533         err = btf_check_kfunc_arg_match(env, desc_btf, func_id, regs);
7534         if (err < 0)
7535                 return err;
7536         /* In case of release function, we get register number of refcounted
7537          * PTR_TO_BTF_ID back from btf_check_kfunc_arg_match, do the release now
7538          */
7539         if (err) {
7540                 err = release_reference(env, regs[err].ref_obj_id);
7541                 if (err) {
7542                         verbose(env, "kfunc %s#%d reference has not been acquired before\n",
7543                                 func_name, func_id);
7544                         return err;
7545                 }
7546         }
7547
7548         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++)
7549                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
7550
7551         /* Check return type */
7552         t = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, func_proto->type, NULL);
7553
7554         if (acq && !btf_type_is_ptr(t)) {
7555                 verbose(env, "acquire kernel function does not return PTR_TO_BTF_ID\n");
7556                 return -EINVAL;
7557         }
7558
7559         if (btf_type_is_scalar(t)) {
7560                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
7561                 mark_btf_func_reg_size(env, BPF_REG_0, t->size);
7562         } else if (btf_type_is_ptr(t)) {
7563                 ptr_type = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, t->type,
7564                                                    &ptr_type_id);
7565                 if (!btf_type_is_struct(ptr_type)) {
7566                         ptr_type_name = btf_name_by_offset(desc_btf,
7567                                                            ptr_type->name_off);
7568                         verbose(env, "kernel function %s returns pointer type %s %s is not supported\n",
7569                                 func_name, btf_type_str(ptr_type),
7570                                 ptr_type_name);
7571                         return -EINVAL;
7572                 }
7573                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
7574                 regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
7575                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID;
7576                 regs[BPF_REG_0].btf_id = ptr_type_id;
7577                 if (btf_kfunc_id_set_contains(desc_btf, resolve_prog_type(env->prog),
7578                                               BTF_KFUNC_TYPE_RET_NULL, func_id)) {
7579                         regs[BPF_REG_0].type |= PTR_MAYBE_NULL;
7580                         /* For mark_ptr_or_null_reg, see 93c230e3f5bd6 */
7581                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
7582                 }
7583                 mark_btf_func_reg_size(env, BPF_REG_0, sizeof(void *));
7584                 if (acq) {
7585                         int id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
7586
7587                         if (id < 0)
7588                                 return id;
7589                         regs[BPF_REG_0].id = id;
7590                         regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = id;
7591                 }
7592         } /* else { add_kfunc_call() ensures it is btf_type_is_void(t) } */
7593
7594         nargs = btf_type_vlen(func_proto);
7595         args = (const struct btf_param *)(func_proto + 1);
7596         for (i = 0; i < nargs; i++) {
7597                 u32 regno = i + 1;
7598
7599                 t = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, args[i].type, NULL);
7600                 if (btf_type_is_ptr(t))
7601                         mark_btf_func_reg_size(env, regno, sizeof(void *));
7602                 else
7603                         /* scalar. ensured by btf_check_kfunc_arg_match() */
7604                         mark_btf_func_reg_size(env, regno, t->size);
7605         }
7606
7607         return 0;
7608 }
7609
7610 static bool signed_add_overflows(s64 a, s64 b)
7611 {
7612         /* Do the add in u64, where overflow is well-defined */
7613         s64 res = (s64)((u64)a + (u64)b);
7614
7615         if (b < 0)
7616                 return res > a;
7617         return res < a;
7618 }
7619
7620 static bool signed_add32_overflows(s32 a, s32 b)
7621 {
7622         /* Do the add in u32, where overflow is well-defined */
7623         s32 res = (s32)((u32)a + (u32)b);
7624
7625         if (b < 0)
7626                 return res > a;
7627         return res < a;
7628 }
7629
7630 static bool signed_sub_overflows(s64 a, s64 b)
7631 {
7632         /* Do the sub in u64, where overflow is well-defined */
7633         s64 res = (s64)((u64)a - (u64)b);
7634
7635         if (b < 0)
7636                 return res < a;
7637         return res > a;
7638 }
7639
7640 static bool signed_sub32_overflows(s32 a, s32 b)
7641 {
7642         /* Do the sub in u32, where overflow is well-defined */
7643         s32 res = (s32)((u32)a - (u32)b);
7644
7645         if (b < 0)
7646                 return res < a;
7647         return res > a;
7648 }
7649
7650 static bool check_reg_sane_offset(struct bpf_verifier_env *env,
7651                                   const struct bpf_reg_state *reg,
7652                                   enum bpf_reg_type type)
7653 {
7654         bool known = tnum_is_const(reg->var_off);
7655         s64 val = reg->var_off.value;
7656         s64 smin = reg->smin_value;
7657
7658         if (known && (val >= BPF_MAX_VAR_OFF || val <= -BPF_MAX_VAR_OFF)) {
7659                 verbose(env, "math between %s pointer and %lld is not allowed\n",
7660                         reg_type_str(env, type), val);
7661                 return false;
7662         }
7663
7664         if (reg->off >= BPF_MAX_VAR_OFF || reg->off <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
7665                 verbose(env, "%s pointer offset %d is not allowed\n",
7666                         reg_type_str(env, type), reg->off);
7667                 return false;
7668         }
7669
7670         if (smin == S64_MIN) {
7671                 verbose(env, "math between %s pointer and register with unbounded min value is not allowed\n",
7672                         reg_type_str(env, type));
7673                 return false;
7674         }
7675
7676         if (smin >= BPF_MAX_VAR_OFF || smin <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
7677                 verbose(env, "value %lld makes %s pointer be out of bounds\n",
7678                         smin, reg_type_str(env, type));
7679                 return false;
7680         }
7681
7682         return true;
7683 }
7684
7685 static struct bpf_insn_aux_data *cur_aux(struct bpf_verifier_env *env)
7686 {
7687         return &env->insn_aux_data[env->insn_idx];
7688 }
7689
7690 enum {
7691         REASON_BOUNDS   = -1,
7692         REASON_TYPE     = -2,
7693         REASON_PATHS    = -3,
7694         REASON_LIMIT    = -4,
7695         REASON_STACK    = -5,
7696 };
7697
7698 static int retrieve_ptr_limit(const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
7699                               u32 *alu_limit, bool mask_to_left)
7700 {
7701         u32 max = 0, ptr_limit = 0;
7702
7703         switch (ptr_reg->type) {
7704         case PTR_TO_STACK:
7705                 /* Offset 0 is out-of-bounds, but acceptable start for the
7706                  * left direction, see BPF_REG_FP. Also, unknown scalar
7707                  * offset where we would need to deal with min/max bounds is
7708                  * currently prohibited for unprivileged.
7709                  */
7710                 max = MAX_BPF_STACK + mask_to_left;
7711                 ptr_limit = -(ptr_reg->var_off.value + ptr_reg->off);
7712                 break;
7713         case PTR_TO_MAP_VALUE:
7714                 max = ptr_reg->map_ptr->value_size;
7715                 ptr_limit = (mask_to_left ?
7716                              ptr_reg->smin_value :
7717                              ptr_reg->umax_value) + ptr_reg->off;
7718                 break;
7719         default:
7720                 return REASON_TYPE;
7721         }
7722
7723         if (ptr_limit >= max)
7724                 return REASON_LIMIT;
7725         *alu_limit = ptr_limit;
7726         return 0;
7727 }
7728
7729 static bool can_skip_alu_sanitation(const struct bpf_verifier_env *env,
7730                                     const struct bpf_insn *insn)
7731 {
7732         return env->bypass_spec_v1 || BPF_SRC(insn->code) == BPF_K;
7733 }
7734
7735 static int update_alu_sanitation_state(struct bpf_insn_aux_data *aux,
7736                                        u32 alu_state, u32 alu_limit)
7737 {
7738         /* If we arrived here from different branches with different
7739          * state or limits to sanitize, then this won't work.
7740          */
7741         if (aux->alu_state &&
7742             (aux->alu_state != alu_state ||
7743              aux->alu_limit != alu_limit))
7744                 return REASON_PATHS;
7745
7746         /* Corresponding fixup done in do_misc_fixups(). */
7747         aux->alu_state = alu_state;
7748         aux->alu_limit = alu_limit;
7749         return 0;
7750 }
7751
7752 static int sanitize_val_alu(struct bpf_verifier_env *env,
7753                             struct bpf_insn *insn)
7754 {
7755         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
7756
7757         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
7758                 return 0;
7759
7760         return update_alu_sanitation_state(aux, BPF_ALU_NON_POINTER, 0);
7761 }
7762
7763 static bool sanitize_needed(u8 opcode)
7764 {
7765         return opcode == BPF_ADD || opcode == BPF_SUB;
7766 }
7767
7768 struct bpf_sanitize_info {
7769         struct bpf_insn_aux_data aux;
7770         bool mask_to_left;
7771 };
7772
7773 static struct bpf_verifier_state *
7774 sanitize_speculative_path(struct bpf_verifier_env *env,
7775                           const struct bpf_insn *insn,
7776                           u32 next_idx, u32 curr_idx)
7777 {
7778         struct bpf_verifier_state *branch;
7779         struct bpf_reg_state *regs;
7780
7781         branch = push_stack(env, next_idx, curr_idx, true);
7782         if (branch && insn) {
7783                 regs = branch->frame[branch->curframe]->regs;
7784                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
7785                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
7786                 } else if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
7787                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
7788                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->src_reg);
7789                 }
7790         }
7791         return branch;
7792 }
7793
7794 static int sanitize_ptr_alu(struct bpf_verifier_env *env,
7795                             struct bpf_insn *insn,
7796                             const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
7797                             const struct bpf_reg_state *off_reg,
7798                             struct bpf_reg_state *dst_reg,
7799                             struct bpf_sanitize_info *info,
7800                             const bool commit_window)
7801 {
7802         struct bpf_insn_aux_data *aux = commit_window ? cur_aux(env) : &info->aux;
7803         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
7804         bool off_is_imm = tnum_is_const(off_reg->var_off);
7805         bool off_is_neg = off_reg->smin_value < 0;
7806         bool ptr_is_dst_reg = ptr_reg == dst_reg;
7807         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
7808         u32 alu_state, alu_limit;
7809         struct bpf_reg_state tmp;
7810         bool ret;
7811         int err;
7812
7813         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
7814                 return 0;
7815
7816         /* We already marked aux for masking from non-speculative
7817          * paths, thus we got here in the first place. We only care
7818          * to explore bad access from here.
7819          */
7820         if (vstate->speculative)
7821                 goto do_sim;
7822
7823         if (!commit_window) {
7824                 if (!tnum_is_const(off_reg->var_off) &&
7825                     (off_reg->smin_value < 0) != (off_reg->smax_value < 0))
7826                         return REASON_BOUNDS;
7827
7828                 info->mask_to_left = (opcode == BPF_ADD &&  off_is_neg) ||
7829                                      (opcode == BPF_SUB && !off_is_neg);
7830         }
7831
7832         err = retrieve_ptr_limit(ptr_reg, &alu_limit, info->mask_to_left);
7833         if (err < 0)
7834                 return err;
7835
7836         if (commit_window) {
7837                 /* In commit phase we narrow the masking window based on
7838                  * the observed pointer move after the simulated operation.
7839                  */
7840                 alu_state = info->aux.alu_state;
7841                 alu_limit = abs(info->aux.alu_limit - alu_limit);
7842         } else {
7843                 alu_state  = off_is_neg ? BPF_ALU_NEG_VALUE : 0;
7844                 alu_state |= off_is_imm ? BPF_ALU_IMMEDIATE : 0;
7845                 alu_state |= ptr_is_dst_reg ?
7846                              BPF_ALU_SANITIZE_SRC : BPF_ALU_SANITIZE_DST;
7847
7848                 /* Limit pruning on unknown scalars to enable deep search for
7849                  * potential masking differences from other program paths.
7850                  */
7851                 if (!off_is_imm)
7852                         env->explore_alu_limits = true;
7853         }
7854
7855         err = update_alu_sanitation_state(aux, alu_state, alu_limit);
7856         if (err < 0)
7857                 return err;
7858 do_sim:
7859         /* If we're in commit phase, we're done here given we already
7860          * pushed the truncated dst_reg into the speculative verification
7861          * stack.
7862          *
7863          * Also, when register is a known constant, we rewrite register-based
7864          * operation to immediate-based, and thus do not need masking (and as
7865          * a consequence, do not need to simulate the zero-truncation either).
7866          */
7867         if (commit_window || off_is_imm)
7868                 return 0;
7869
7870         /* Simulate and find potential out-of-bounds access under
7871          * speculative execution from truncation as a result of
7872          * masking when off was not within expected range. If off
7873          * sits in dst, then we temporarily need to move ptr there
7874          * to simulate dst (== 0) +/-= ptr. Needed, for example,
7875          * for cases where we use K-based arithmetic in one direction
7876          * and truncated reg-based in the other in order to explore
7877          * bad access.
7878          */
7879         if (!ptr_is_dst_reg) {
7880                 tmp = *dst_reg;
7881                 *dst_reg = *ptr_reg;
7882         }
7883         ret = sanitize_speculative_path(env, NULL, env->insn_idx + 1,
7884                                         env->insn_idx);
7885         if (!ptr_is_dst_reg && ret)
7886                 *dst_reg = tmp;
7887         return !ret ? REASON_STACK : 0;
7888 }
7889
7890 static void sanitize_mark_insn_seen(struct bpf_verifier_env *env)
7891 {
7892         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
7893
7894         /* If we simulate paths under speculation, we don't update the
7895          * insn as 'seen' such that when we verify unreachable paths in
7896          * the non-speculative domain, sanitize_dead_code() can still
7897          * rewrite/sanitize them.
7898          */
7899         if (!vstate->speculative)
7900                 env->insn_aux_data[env->insn_idx].seen = env->pass_cnt;
7901 }
7902
7903 static int sanitize_err(struct bpf_verifier_env *env,
7904                         const struct bpf_insn *insn, int reason,
7905                         const struct bpf_reg_state *off_reg,
7906                         const struct bpf_reg_state *dst_reg)
7907 {
7908         static const char *err = "pointer arithmetic with it prohibited for !root";
7909         const char *op = BPF_OP(insn->code) == BPF_ADD ? "add" : "sub";
7910         u32 dst = insn->dst_reg, src = insn->src_reg;
7911
7912         switch (reason) {
7913         case REASON_BOUNDS:
7914                 verbose(env, "R%d has unknown scalar with mixed signed bounds, %s\n",
7915                         off_reg == dst_reg ? dst : src, err);
7916                 break;
7917         case REASON_TYPE:
7918                 verbose(env, "R%d has pointer with unsupported alu operation, %s\n",
7919                         off_reg == dst_reg ? src : dst, err);
7920                 break;
7921         case REASON_PATHS:
7922                 verbose(env, "R%d tried to %s from different maps, paths or scalars, %s\n",
7923                         dst, op, err);
7924                 break;
7925         case REASON_LIMIT:
7926                 verbose(env, "R%d tried to %s beyond pointer bounds, %s\n",
7927                         dst, op, err);
7928                 break;
7929         case REASON_STACK:
7930                 verbose(env, "R%d could not be pushed for speculative verification, %s\n",
7931                         dst, err);
7932                 break;
7933         default:
7934                 verbose(env, "verifier internal error: unknown reason (%d)\n",
7935                         reason);
7936                 break;
7937         }
7938
7939         return -EACCES;
7940 }
7941
7942 /* check that stack access falls within stack limits and that 'reg' doesn't
7943  * have a variable offset.
7944  *
7945  * Variable offset is prohibited for unprivileged mode for simplicity since it
7946  * requires corresponding support in Spectre masking for stack ALU.  See also
7947  * retrieve_ptr_limit().
7948  *
7949  *
7950  * 'off' includes 'reg->off'.
7951  */
7952 static int check_stack_access_for_ptr_arithmetic(
7953                                 struct bpf_verifier_env *env,
7954                                 int regno,
7955                                 const struct bpf_reg_state *reg,
7956                                 int off)
7957 {
7958         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
7959                 char tn_buf[48];
7960
7961                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
7962                 verbose(env, "R%d variable stack access prohibited for !root, var_off=%s off=%d\n",
7963                         regno, tn_buf, off);
7964                 return -EACCES;
7965         }
7966
7967         if (off >= 0 || off < -MAX_BPF_STACK) {
7968                 verbose(env, "R%d stack pointer arithmetic goes out of range, "
7969                         "prohibited for !root; off=%d\n", regno, off);
7970                 return -EACCES;
7971         }
7972
7973         return 0;
7974 }
7975
7976 static int sanitize_check_bounds(struct bpf_verifier_env *env,
7977                                  const struct bpf_insn *insn,
7978                                  const struct bpf_reg_state *dst_reg)
7979 {
7980         u32 dst = insn->dst_reg;
7981
7982         /* For unprivileged we require that resulting offset must be in bounds
7983          * in order to be able to sanitize access later on.
7984          */
7985         if (env->bypass_spec_v1)
7986                 return 0;
7987
7988         switch (dst_reg->type) {
7989         case PTR_TO_STACK:
7990                 if (check_stack_access_for_ptr_arithmetic(env, dst, dst_reg,
7991                                         dst_reg->off + dst_reg->var_off.value))
7992                         return -EACCES;
7993                 break;
7994         case PTR_TO_MAP_VALUE:
7995                 if (check_map_access(env, dst, dst_reg->off, 1, false, ACCESS_HELPER)) {
7996                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic of map value goes out of range, "
7997                                 "prohibited for !root\n", dst);
7998                         return -EACCES;
7999                 }
8000                 break;
8001         default:
8002                 break;
8003         }
8004
8005         return 0;
8006 }
8007
8008 /* Handles arithmetic on a pointer and a scalar: computes new min/max and var_off.
8009  * Caller should also handle BPF_MOV case separately.
8010  * If we return -EACCES, caller may want to try again treating pointer as a
8011  * scalar.  So we only emit a diagnostic if !env->allow_ptr_leaks.
8012  */
8013 static int adjust_ptr_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
8014                                    struct bpf_insn *insn,
8015                                    const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
8016                                    const struct bpf_reg_state *off_reg)
8017 {
8018         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
8019         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
8020         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg;
8021         bool known = tnum_is_const(off_reg->var_off);
8022         s64 smin_val = off_reg->smin_value, smax_val = off_reg->smax_value,
8023             smin_ptr = ptr_reg->smin_value, smax_ptr = ptr_reg->smax_value;
8024         u64 umin_val = off_reg->umin_value, umax_val = off_reg->umax_value,
8025             umin_ptr = ptr_reg->umin_value, umax_ptr = ptr_reg->umax_value;
8026         struct bpf_sanitize_info info = {};
8027         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
8028         u32 dst = insn->dst_reg;
8029         int ret;
8030
8031         dst_reg = &regs[dst];
8032
8033         if ((known && (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
8034             smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
8035                 /* Taint dst register if offset had invalid bounds derived from
8036                  * e.g. dead branches.
8037                  */
8038                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
8039                 return 0;
8040         }
8041
8042         if (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64) {
8043                 /* 32-bit ALU ops on pointers produce (meaningless) scalars */
8044                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
8045                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
8046                         return 0;
8047                 }
8048
8049                 verbose(env,
8050                         "R%d 32-bit pointer arithmetic prohibited\n",
8051                         dst);
8052                 return -EACCES;
8053         }
8054
8055         if (ptr_reg->type & PTR_MAYBE_NULL) {
8056                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited, null-check it first\n",
8057                         dst, reg_type_str(env, ptr_reg->type));
8058                 return -EACCES;
8059         }
8060
8061         switch (base_type(ptr_reg->type)) {
8062         case CONST_PTR_TO_MAP:
8063                 /* smin_val represents the known value */
8064                 if (known && smin_val == 0 && opcode == BPF_ADD)
8065                         break;
8066                 fallthrough;
8067         case PTR_TO_PACKET_END:
8068         case PTR_TO_SOCKET:
8069         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
8070         case PTR_TO_TCP_SOCK:
8071         case PTR_TO_XDP_SOCK:
8072                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited\n",
8073                         dst, reg_type_str(env, ptr_reg->type));
8074                 return -EACCES;
8075         default:
8076                 break;
8077         }
8078
8079         /* In case of 'scalar += pointer', dst_reg inherits pointer type and id.
8080          * The id may be overwritten later if we create a new variable offset.
8081          */
8082         dst_reg->type = ptr_reg->type;
8083         dst_reg->id = ptr_reg->id;
8084
8085         if (!check_reg_sane_offset(env, off_reg, ptr_reg->type) ||
8086             !check_reg_sane_offset(env, ptr_reg, ptr_reg->type))
8087                 return -EINVAL;
8088
8089         /* pointer types do not carry 32-bit bounds at the moment. */
8090         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
8091
8092         if (sanitize_needed(opcode)) {
8093                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, ptr_reg, off_reg, dst_reg,
8094                                        &info, false);
8095                 if (ret < 0)
8096                         return sanitize_err(env, insn, ret, off_reg, dst_reg);
8097         }
8098
8099         switch (opcode) {
8100         case BPF_ADD:
8101                 /* We can take a fixed offset as long as it doesn't overflow
8102                  * the s32 'off' field
8103                  */
8104                 if (known && (ptr_reg->off + smin_val ==
8105                               (s64)(s32)(ptr_reg->off + smin_val))) {
8106                         /* pointer += K.  Accumulate it into fixed offset */
8107                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
8108                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
8109                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
8110                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
8111                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
8112                         dst_reg->off = ptr_reg->off + smin_val;
8113                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
8114                         break;
8115                 }
8116                 /* A new variable offset is created.  Note that off_reg->off
8117                  * == 0, since it's a scalar.
8118                  * dst_reg gets the pointer type and since some positive
8119                  * integer value was added to the pointer, give it a new 'id'
8120                  * if it's a PTR_TO_PACKET.
8121                  * this creates a new 'base' pointer, off_reg (variable) gets
8122                  * added into the variable offset, and we copy the fixed offset
8123                  * from ptr_reg.
8124                  */
8125                 if (signed_add_overflows(smin_ptr, smin_val) ||
8126                     signed_add_overflows(smax_ptr, smax_val)) {
8127                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
8128                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
8129                 } else {
8130                         dst_reg->smin_value = smin_ptr + smin_val;
8131                         dst_reg->smax_value = smax_ptr + smax_val;
8132                 }
8133                 if (umin_ptr + umin_val < umin_ptr ||
8134                     umax_ptr + umax_val < umax_ptr) {
8135                         dst_reg->umin_value = 0;
8136                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
8137                 } else {
8138                         dst_reg->umin_value = umin_ptr + umin_val;
8139                         dst_reg->umax_value = umax_ptr + umax_val;
8140                 }
8141                 dst_reg->var_off = tnum_add(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
8142                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
8143                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
8144                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
8145                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
8146                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
8147                         memset(&dst_reg->raw, 0, sizeof(dst_reg->raw));
8148                 }
8149                 break;
8150         case BPF_SUB:
8151                 if (dst_reg == off_reg) {
8152                         /* scalar -= pointer.  Creates an unknown scalar */
8153                         verbose(env, "R%d tried to subtract pointer from scalar\n",
8154                                 dst);
8155                         return -EACCES;
8156                 }
8157                 /* We don't allow subtraction from FP, because (according to
8158                  * test_verifier.c test "invalid fp arithmetic", JITs might not
8159                  * be able to deal with it.
8160                  */
8161                 if (ptr_reg->type == PTR_TO_STACK) {
8162                         verbose(env, "R%d subtraction from stack pointer prohibited\n",
8163                                 dst);
8164                         return -EACCES;
8165                 }
8166                 if (known && (ptr_reg->off - smin_val ==
8167                               (s64)(s32)(ptr_reg->off - smin_val))) {
8168                         /* pointer -= K.  Subtract it from fixed offset */
8169                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
8170                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
8171                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
8172                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
8173                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
8174                         dst_reg->id = ptr_reg->id;
8175                         dst_reg->off = ptr_reg->off - smin_val;
8176                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
8177                         break;
8178                 }
8179                 /* A new variable offset is created.  If the subtrahend is known
8180                  * nonnegative, then any reg->range we had before is still good.
8181                  */
8182                 if (signed_sub_overflows(smin_ptr, smax_val) ||
8183                     signed_sub_overflows(smax_ptr, smin_val)) {
8184                         /* Overflow possible, we know nothing */
8185                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
8186                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
8187                 } else {
8188                         dst_reg->smin_value = smin_ptr - smax_val;
8189                         dst_reg->smax_value = smax_ptr - smin_val;
8190                 }
8191                 if (umin_ptr < umax_val) {
8192                         /* Overflow possible, we know nothing */
8193                         dst_reg->umin_value = 0;
8194                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
8195                 } else {
8196                         /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
8197                         dst_reg->umin_value = umin_ptr - umax_val;
8198                         dst_reg->umax_value = umax_ptr - umin_val;
8199                 }
8200                 dst_reg->var_off = tnum_sub(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
8201                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
8202                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
8203                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
8204                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
8205                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
8206                         if (smin_val < 0)
8207                                 memset(&dst_reg->raw, 0, sizeof(dst_reg->raw));
8208                 }
8209                 break;
8210         case BPF_AND:
8211         case BPF_OR:
8212         case BPF_XOR:
8213                 /* bitwise ops on pointers are troublesome, prohibit. */
8214                 verbose(env, "R%d bitwise operator %s on pointer prohibited\n",
8215                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
8216                 return -EACCES;
8217         default:
8218                 /* other operators (e.g. MUL,LSH) produce non-pointer results */
8219                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic with %s operator prohibited\n",
8220                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
8221                 return -EACCES;
8222         }
8223
8224         if (!check_reg_sane_offset(env, dst_reg, ptr_reg->type))
8225                 return -EINVAL;
8226
8227         __update_reg_bounds(dst_reg);
8228         __reg_deduce_bounds(dst_reg);
8229         __reg_bound_offset(dst_reg);
8230
8231         if (sanitize_check_bounds(env, insn, dst_reg) < 0)
8232                 return -EACCES;
8233         if (sanitize_needed(opcode)) {
8234                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, dst_reg, off_reg, dst_reg,
8235                                        &info, true);
8236                 if (ret < 0)
8237                         return sanitize_err(env, insn, ret, off_reg, dst_reg);
8238         }
8239
8240         return 0;
8241 }
8242
8243 static void scalar32_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8244                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
8245 {
8246         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
8247         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
8248         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
8249         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
8250
8251         if (signed_add32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smin_val) ||
8252             signed_add32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smax_val)) {
8253                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
8254                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
8255         } else {
8256                 dst_reg->s32_min_value += smin_val;
8257                 dst_reg->s32_max_value += smax_val;
8258         }
8259         if (dst_reg->u32_min_value + umin_val < umin_val ||
8260             dst_reg->u32_max_value + umax_val < umax_val) {
8261                 dst_reg->u32_min_value = 0;
8262                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
8263         } else {
8264                 dst_reg->u32_min_value += umin_val;
8265                 dst_reg->u32_max_value += umax_val;
8266         }
8267 }
8268
8269 static void scalar_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8270                                struct bpf_reg_state *src_reg)
8271 {
8272         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
8273         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
8274         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
8275         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
8276
8277         if (signed_add_overflows(dst_reg->smin_value, smin_val) ||
8278             signed_add_overflows(dst_reg->smax_value, smax_val)) {
8279                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
8280                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
8281         } else {
8282                 dst_reg->smin_value += smin_val;
8283                 dst_reg->smax_value += smax_val;
8284         }
8285         if (dst_reg->umin_value + umin_val < umin_val ||
8286             dst_reg->umax_value + umax_val < umax_val) {
8287                 dst_reg->umin_value = 0;
8288                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
8289         } else {
8290                 dst_reg->umin_value += umin_val;
8291                 dst_reg->umax_value += umax_val;
8292         }
8293 }
8294
8295 static void scalar32_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8296                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
8297 {
8298         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
8299         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
8300         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
8301         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
8302
8303         if (signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smax_val) ||
8304             signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smin_val)) {
8305                 /* Overflow possible, we know nothing */
8306                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
8307                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
8308         } else {
8309                 dst_reg->s32_min_value -= smax_val;
8310                 dst_reg->s32_max_value -= smin_val;
8311         }
8312         if (dst_reg->u32_min_value < umax_val) {
8313                 /* Overflow possible, we know nothing */
8314                 dst_reg->u32_min_value = 0;
8315                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
8316         } else {
8317                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
8318                 dst_reg->u32_min_value -= umax_val;
8319                 dst_reg->u32_max_value -= umin_val;
8320         }
8321 }
8322
8323 static void scalar_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8324                                struct bpf_reg_state *src_reg)
8325 {
8326         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
8327         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
8328         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
8329         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
8330
8331         if (signed_sub_overflows(dst_reg->smin_value, smax_val) ||
8332             signed_sub_overflows(dst_reg->smax_value, smin_val)) {
8333                 /* Overflow possible, we know nothing */
8334                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
8335                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
8336         } else {
8337                 dst_reg->smin_value -= smax_val;
8338                 dst_reg->smax_value -= smin_val;
8339         }
8340         if (dst_reg->umin_value < umax_val) {
8341                 /* Overflow possible, we know nothing */
8342                 dst_reg->umin_value = 0;
8343                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
8344         } else {
8345                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
8346                 dst_reg->umin_value -= umax_val;
8347                 dst_reg->umax_value -= umin_val;
8348         }
8349 }
8350
8351 static void scalar32_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8352                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
8353 {
8354         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
8355         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
8356         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
8357
8358         if (smin_val < 0 || dst_reg->s32_min_value < 0) {
8359                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
8360                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
8361                 return;
8362         }
8363         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
8364          * copy the result to signed (unless it exceeds S32_MAX).
8365          */
8366         if (umax_val > U16_MAX || dst_reg->u32_max_value > U16_MAX) {
8367                 /* Potential overflow, we know nothing */
8368                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
8369                 return;
8370         }
8371         dst_reg->u32_min_value *= umin_val;
8372         dst_reg->u32_max_value *= umax_val;
8373         if (dst_reg->u32_max_value > S32_MAX) {
8374                 /* Overflow possible, we know nothing */
8375                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
8376                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
8377         } else {
8378                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
8379                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
8380         }
8381 }
8382
8383 static void scalar_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8384                                struct bpf_reg_state *src_reg)
8385 {
8386         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
8387         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
8388         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
8389
8390         if (smin_val < 0 || dst_reg->smin_value < 0) {
8391                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
8392                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
8393                 return;
8394         }
8395         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
8396          * copy the result to signed (unless it exceeds S64_MAX).
8397          */
8398         if (umax_val > U32_MAX || dst_reg->umax_value > U32_MAX) {
8399                 /* Potential overflow, we know nothing */
8400                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
8401                 return;
8402         }
8403         dst_reg->umin_value *= umin_val;
8404         dst_reg->umax_value *= umax_val;
8405         if (dst_reg->umax_value > S64_MAX) {
8406                 /* Overflow possible, we know nothing */
8407                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
8408                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
8409         } else {
8410                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
8411                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
8412         }
8413 }
8414
8415 static void scalar32_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8416                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
8417 {
8418         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
8419         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
8420         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
8421         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
8422         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
8423
8424         if (src_known && dst_known) {
8425                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
8426                 return;
8427         }
8428
8429         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
8430          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
8431          */
8432         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
8433         dst_reg->u32_max_value = min(dst_reg->u32_max_value, umax_val);
8434         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
8435                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
8436                  * ain't nobody got time for that.
8437                  */
8438                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
8439                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
8440         } else {
8441                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
8442                  * cast result into s64.
8443                  */
8444                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
8445                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
8446         }
8447 }
8448
8449 static void scalar_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8450                                struct bpf_reg_state *src_reg)
8451 {
8452         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
8453         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
8454         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
8455         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
8456
8457         if (src_known && dst_known) {
8458                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
8459                 return;
8460         }
8461
8462         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
8463          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
8464          */
8465         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
8466         dst_reg->umax_value = min(dst_reg->umax_value, umax_val);
8467         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
8468                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
8469                  * ain't nobody got time for that.
8470                  */
8471                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
8472                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
8473         } else {
8474                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
8475                  * cast result into s64.
8476                  */
8477                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
8478                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
8479         }
8480         /* We may learn something more from the var_off */
8481         __update_reg_bounds(dst_reg);
8482 }
8483
8484 static void scalar32_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8485                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
8486 {
8487         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
8488         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
8489         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
8490         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
8491         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
8492
8493         if (src_known && dst_known) {
8494                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
8495                 return;
8496         }
8497
8498         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
8499          * maximum of the operands' minima
8500          */
8501         dst_reg->u32_min_value = max(dst_reg->u32_min_value, umin_val);
8502         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
8503         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
8504                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
8505                  * ain't nobody got time for that.
8506                  */
8507                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
8508                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
8509         } else {
8510                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
8511                  * cast result into s64.
8512                  */
8513                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
8514                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
8515         }
8516 }
8517
8518 static void scalar_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8519                               struct bpf_reg_state *src_reg)
8520 {
8521         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
8522         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
8523         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
8524         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
8525
8526         if (src_known && dst_known) {
8527                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
8528                 return;
8529         }
8530
8531         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
8532          * maximum of the operands' minima
8533          */
8534         dst_reg->umin_value = max(dst_reg->umin_value, umin_val);
8535         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
8536         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
8537                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
8538                  * ain't nobody got time for that.
8539                  */
8540                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
8541                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
8542         } else {
8543                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
8544                  * cast result into s64.
8545                  */
8546                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
8547                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
8548         }
8549         /* We may learn something more from the var_off */
8550         __update_reg_bounds(dst_reg);
8551 }
8552
8553 static void scalar32_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8554                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
8555 {
8556         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
8557         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
8558         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
8559         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
8560
8561         if (src_known && dst_known) {
8562                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
8563                 return;
8564         }
8565
8566         /* We get both minimum and maximum from the var32_off. */
8567         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
8568         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
8569
8570         if (dst_reg->s32_min_value >= 0 && smin_val >= 0) {
8571                 /* XORing two positive sign numbers gives a positive,
8572                  * so safe to cast u32 result into s32.
8573                  */
8574                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
8575                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
8576         } else {
8577                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
8578                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
8579         }
8580 }
8581
8582 static void scalar_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8583                                struct bpf_reg_state *src_reg)
8584 {
8585         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
8586         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
8587         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
8588
8589         if (src_known && dst_known) {
8590                 /* dst_reg->var_off.value has been updated earlier */
8591                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
8592                 return;
8593         }
8594
8595         /* We get both minimum and maximum from the var_off. */
8596         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
8597         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
8598
8599         if (dst_reg->smin_value >= 0 && smin_val >= 0) {
8600                 /* XORing two positive sign numbers gives a positive,
8601                  * so safe to cast u64 result into s64.
8602                  */
8603                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
8604                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
8605         } else {
8606                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
8607                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
8608         }
8609
8610         __update_reg_bounds(dst_reg);
8611 }
8612
8613 static void __scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8614                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
8615 {
8616         /* We lose all sign bit information (except what we can pick
8617          * up from var_off)
8618          */
8619         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
8620         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
8621         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
8622         if (umax_val > 31 || dst_reg->u32_max_value > 1ULL << (31 - umax_val)) {
8623                 dst_reg->u32_min_value = 0;
8624                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
8625         } else {
8626                 dst_reg->u32_min_value <<= umin_val;
8627                 dst_reg->u32_max_value <<= umax_val;
8628         }
8629 }
8630
8631 static void scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8632                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
8633 {
8634         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
8635         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
8636         /* u32 alu operation will zext upper bits */
8637         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
8638
8639         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
8640         dst_reg->var_off = tnum_subreg(tnum_lshift(subreg, umin_val));
8641         /* Not required but being careful mark reg64 bounds as unknown so
8642          * that we are forced to pick them up from tnum and zext later and
8643          * if some path skips this step we are still safe.
8644          */
8645         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
8646         __update_reg32_bounds(dst_reg);
8647 }
8648
8649 static void __scalar64_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8650                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
8651 {
8652         /* Special case <<32 because it is a common compiler pattern to sign
8653          * extend subreg by doing <<32 s>>32. In this case if 32bit bounds are
8654          * positive we know this shift will also be positive so we can track
8655          * bounds correctly. Otherwise we lose all sign bit information except
8656          * what we can pick up from var_off. Perhaps we can generalize this
8657          * later to shifts of any length.
8658          */
8659         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_max_value >= 0)
8660                 dst_reg->smax_value = (s64)dst_reg->s32_max_value << 32;
8661         else
8662                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
8663
8664         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_min_value >= 0)
8665                 dst_reg->smin_value = (s64)dst_reg->s32_min_value << 32;
8666         else
8667                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
8668
8669         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
8670         if (dst_reg->umax_value > 1ULL << (63 - umax_val)) {
8671                 dst_reg->umin_value = 0;
8672                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
8673         } else {
8674                 dst_reg->umin_value <<= umin_val;
8675                 dst_reg->umax_value <<= umax_val;
8676         }
8677 }
8678
8679 static void scalar_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8680                                struct bpf_reg_state *src_reg)
8681 {
8682         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
8683         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
8684
8685         /* scalar64 calc uses 32bit unshifted bounds so must be called first */
8686         __scalar64_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
8687         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
8688
8689         dst_reg->var_off = tnum_lshift(dst_reg->var_off, umin_val);
8690         /* We may learn something more from the var_off */
8691         __update_reg_bounds(dst_reg);
8692 }
8693
8694 static void scalar32_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8695                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
8696 {
8697         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
8698         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
8699         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
8700
8701         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
8702          * be negative, then either:
8703          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
8704          *    unknown, so we lose our signed bounds
8705          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
8706          *    signed bounds
8707          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
8708          *    about the result
8709          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
8710          * unsigned bounds capture the signed bounds.
8711          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
8712          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
8713          * var_off of the result.
8714          */
8715         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
8716         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
8717
8718         dst_reg->var_off = tnum_rshift(subreg, umin_val);
8719         dst_reg->u32_min_value >>= umax_val;
8720         dst_reg->u32_max_value >>= umin_val;
8721
8722         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
8723         __update_reg32_bounds(dst_reg);
8724 }
8725
8726 static void scalar_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8727                                struct bpf_reg_state *src_reg)
8728 {
8729         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
8730         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
8731
8732         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
8733          * be negative, then either:
8734          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
8735          *    unknown, so we lose our signed bounds
8736          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
8737          *    signed bounds
8738          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
8739          *    about the result
8740          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
8741          * unsigned bounds capture the signed bounds.
8742          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
8743          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
8744          * var_off of the result.
8745          */
8746         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
8747         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
8748         dst_reg->var_off = tnum_rshift(dst_reg->var_off, umin_val);
8749         dst_reg->umin_value >>= umax_val;
8750         dst_reg->umax_value >>= umin_val;
8751
8752         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
8753          * on bits being shifted in. Take easy way out and mark unbounded
8754          * so we can recalculate later from tnum.
8755          */
8756         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
8757         __update_reg_bounds(dst_reg);
8758 }
8759
8760 static void scalar32_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8761                                   struct bpf_reg_state *src_reg)
8762 {
8763         u64 umin_val = src_reg->u32_min_value;
8764
8765         /* Upon reaching here, src_known is true and
8766          * umax_val is equal to umin_val.
8767          */
8768         dst_reg->s32_min_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_min_value) >> umin_val);
8769         dst_reg->s32_max_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_max_value) >> umin_val);
8770
8771         dst_reg->var_off = tnum_arshift(tnum_subreg(dst_reg->var_off), umin_val, 32);
8772
8773         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
8774          * dst_reg var_off to refine the result.
8775          */
8776         dst_reg->u32_min_value = 0;
8777         dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
8778
8779         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
8780         __update_reg32_bounds(dst_reg);
8781 }
8782
8783 static void scalar_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8784                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
8785 {
8786         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
8787
8788         /* Upon reaching here, src_known is true and umax_val is equal
8789          * to umin_val.
8790          */
8791         dst_reg->smin_value >>= umin_val;
8792         dst_reg->smax_value >>= umin_val;
8793
8794         dst_reg->var_off = tnum_arshift(dst_reg->var_off, umin_val, 64);
8795
8796         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
8797          * dst_reg var_off to refine the result.
8798          */
8799         dst_reg->umin_value = 0;
8800         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
8801
8802         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
8803          * on bits being shifted in from upper 32-bits. Take easy way out
8804          * and mark unbounded so we can recalculate later from tnum.
8805          */
8806         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
8807         __update_reg_bounds(dst_reg);
8808 }
8809
8810 /* WARNING: This function does calculations on 64-bit values, but the actual
8811  * execution may occur on 32-bit values. Therefore, things like bitshifts
8812  * need extra checks in the 32-bit case.
8813  */
8814 static int adjust_scalar_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
8815                                       struct bpf_insn *insn,
8816                                       struct bpf_reg_state *dst_reg,
8817                                       struct bpf_reg_state src_reg)
8818 {
8819         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
8820         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
8821         bool src_known;
8822         s64 smin_val, smax_val;
8823         u64 umin_val, umax_val;
8824         s32 s32_min_val, s32_max_val;
8825         u32 u32_min_val, u32_max_val;
8826         u64 insn_bitness = (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) ? 64 : 32;
8827         bool alu32 = (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64);
8828         int ret;
8829
8830         smin_val = src_reg.smin_value;
8831         smax_val = src_reg.smax_value;
8832         umin_val = src_reg.umin_value;
8833         umax_val = src_reg.umax_value;
8834
8835         s32_min_val = src_reg.s32_min_value;
8836         s32_max_val = src_reg.s32_max_value;
8837         u32_min_val = src_reg.u32_min_value;
8838         u32_max_val = src_reg.u32_max_value;
8839
8840         if (alu32) {
8841                 src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg.var_off);
8842                 if ((src_known &&
8843                      (s32_min_val != s32_max_val || u32_min_val != u32_max_val)) ||
8844                     s32_min_val > s32_max_val || u32_min_val > u32_max_val) {
8845                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
8846                          * derived from e.g. dead branches.
8847                          */
8848                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
8849                         return 0;
8850                 }
8851         } else {
8852                 src_known = tnum_is_const(src_reg.var_off);
8853                 if ((src_known &&
8854                      (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
8855                     smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
8856                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
8857                          * derived from e.g. dead branches.
8858                          */
8859                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
8860                         return 0;
8861                 }
8862         }
8863
8864         if (!src_known &&
8865             opcode != BPF_ADD && opcode != BPF_SUB && opcode != BPF_AND) {
8866                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
8867                 return 0;
8868         }
8869
8870         if (sanitize_needed(opcode)) {
8871                 ret = sanitize_val_alu(env, insn);
8872                 if (ret < 0)
8873                         return sanitize_err(env, insn, ret, NULL, NULL);
8874         }
8875
8876         /* Calculate sign/unsigned bounds and tnum for alu32 and alu64 bit ops.
8877          * There are two classes of instructions: The first class we track both
8878          * alu32 and alu64 sign/unsigned bounds independently this provides the
8879          * greatest amount of precision when alu operations are mixed with jmp32
8880          * operations. These operations are BPF_ADD, BPF_SUB, BPF_MUL, BPF_ADD,
8881          * and BPF_OR. This is possible because these ops have fairly easy to
8882          * understand and calculate behavior in both 32-bit and 64-bit alu ops.
8883          * See alu32 verifier tests for examples. The second class of
8884          * operations, BPF_LSH, BPF_RSH, and BPF_ARSH, however are not so easy
8885          * with regards to tracking sign/unsigned bounds because the bits may
8886          * cross subreg boundaries in the alu64 case. When this happens we mark
8887          * the reg unbounded in the subreg bound space and use the resulting
8888          * tnum to calculate an approximation of the sign/unsigned bounds.
8889          */
8890         switch (opcode) {
8891         case BPF_ADD:
8892                 scalar32_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
8893                 scalar_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
8894                 dst_reg->var_off = tnum_add(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
8895                 break;
8896         case BPF_SUB:
8897                 scalar32_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
8898                 scalar_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
8899                 dst_reg->var_off = tnum_sub(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
8900                 break;
8901         case BPF_MUL:
8902                 dst_reg->var_off = tnum_mul(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
8903                 scalar32_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
8904                 scalar_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
8905                 break;
8906         case BPF_AND:
8907                 dst_reg->var_off = tnum_and(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
8908                 scalar32_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
8909                 scalar_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
8910                 break;
8911         case BPF_OR:
8912                 dst_reg->var_off = tnum_or(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
8913                 scalar32_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
8914                 scalar_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
8915                 break;
8916         case BPF_XOR:
8917                 dst_reg->var_off = tnum_xor(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
8918                 scalar32_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
8919                 scalar_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
8920                 break;
8921         case BPF_LSH:
8922                 if (umax_val >= insn_bitness) {
8923                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
8924                          * This includes shifts by a negative number.
8925                          */
8926                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
8927                         break;
8928                 }
8929                 if (alu32)
8930                         scalar32_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
8931                 else
8932                         scalar_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
8933                 break;
8934         case BPF_RSH:
8935                 if (umax_val >= insn_bitness) {
8936                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
8937                          * This includes shifts by a negative number.
8938                          */
8939                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
8940                         break;
8941                 }
8942                 if (alu32)
8943                         scalar32_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
8944                 else
8945                         scalar_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
8946                 break;
8947         case BPF_ARSH:
8948                 if (umax_val >= insn_bitness) {
8949                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
8950                          * This includes shifts by a negative number.
8951                          */
8952                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
8953                         break;
8954                 }
8955                 if (alu32)
8956                         scalar32_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
8957                 else
8958                         scalar_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
8959                 break;
8960         default:
8961                 mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
8962                 break;
8963         }
8964
8965         /* ALU32 ops are zero extended into 64bit register */
8966         if (alu32)
8967                 zext_32_to_64(dst_reg);
8968
8969         __update_reg_bounds(dst_reg);
8970         __reg_deduce_bounds(dst_reg);
8971         __reg_bound_offset(dst_reg);
8972         return 0;
8973 }
8974
8975 /* Handles ALU ops other than BPF_END, BPF_NEG and BPF_MOV: computes new min/max
8976  * and var_off.
8977  */
8978 static int adjust_reg_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
8979                                    struct bpf_insn *insn)
8980 {
8981         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
8982         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
8983         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg, *src_reg;
8984         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, off_reg = {0};
8985         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
8986         int err;
8987
8988         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
8989         src_reg = NULL;
8990         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE)
8991                 ptr_reg = dst_reg;
8992         else
8993                 /* Make sure ID is cleared otherwise dst_reg min/max could be
8994                  * incorrectly propagated into other registers by find_equal_scalars()
8995                  */
8996                 dst_reg->id = 0;
8997         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
8998                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
8999                 if (src_reg->type != SCALAR_VALUE) {
9000                         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE) {
9001                                 /* Combining two pointers by any ALU op yields
9002                                  * an arbitrary scalar. Disallow all math except
9003                                  * pointer subtraction
9004                                  */
9005                                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
9006                                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
9007                                         return 0;
9008                                 }
9009                                 verbose(env, "R%d pointer %s pointer prohibited\n",
9010                                         insn->dst_reg,
9011                                         bpf_alu_string[opcode >> 4]);
9012                                 return -EACCES;
9013                         } else {
9014                                 /* scalar += pointer
9015                                  * This is legal, but we have to reverse our
9016                                  * src/dest handling in computing the range
9017                                  */
9018                                 err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
9019                                 if (err)
9020                                         return err;
9021                                 return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
9022                                                                src_reg, dst_reg);
9023                         }
9024                 } else if (ptr_reg) {
9025                         /* pointer += scalar */
9026                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
9027                         if (err)
9028                                 return err;
9029                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
9030                                                        dst_reg, src_reg);
9031                 }
9032         } else {
9033                 /* Pretend the src is a reg with a known value, since we only
9034                  * need to be able to read from this state.
9035                  */
9036                 off_reg.type = SCALAR_VALUE;
9037                 __mark_reg_known(&off_reg, insn->imm);
9038                 src_reg = &off_reg;
9039                 if (ptr_reg) /* pointer += K */
9040                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
9041                                                        ptr_reg, src_reg);
9042         }
9043
9044         /* Got here implies adding two SCALAR_VALUEs */
9045         if (WARN_ON_ONCE(ptr_reg)) {
9046                 print_verifier_state(env, state, true);
9047                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected ptr_reg\n");
9048                 return -EINVAL;
9049         }
9050         if (WARN_ON(!src_reg)) {
9051                 print_verifier_state(env, state, true);
9052                 verbose(env, "verifier internal error: no src_reg\n");
9053                 return -EINVAL;
9054         }
9055         return adjust_scalar_min_max_vals(env, insn, dst_reg, *src_reg);
9056 }
9057
9058 /* check validity of 32-bit and 64-bit arithmetic operations */
9059 static int check_alu_op(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
9060 {
9061         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
9062         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
9063         int err;
9064
9065         if (opcode == BPF_END || opcode == BPF_NEG) {
9066                 if (opcode == BPF_NEG) {
9067                         if (BPF_SRC(insn->code) != 0 ||
9068                             insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
9069                             insn->off != 0 || insn->imm != 0) {
9070                                 verbose(env, "BPF_NEG uses reserved fields\n");
9071                                 return -EINVAL;
9072                         }
9073                 } else {
9074                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
9075                             (insn->imm != 16 && insn->imm != 32 && insn->imm != 64) ||
9076                             BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
9077                                 verbose(env, "BPF_END uses reserved fields\n");
9078                                 return -EINVAL;
9079                         }
9080                 }
9081
9082                 /* check src operand */
9083                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
9084                 if (err)
9085                         return err;
9086
9087                 if (is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
9088                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic prohibited\n",
9089                                 insn->dst_reg);
9090                         return -EACCES;
9091                 }
9092
9093                 /* check dest operand */
9094                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
9095                 if (err)
9096                         return err;
9097
9098         } else if (opcode == BPF_MOV) {
9099
9100                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
9101                         if (insn->imm != 0 || insn->off != 0) {
9102                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
9103                                 return -EINVAL;
9104                         }
9105
9106                         /* check src operand */
9107                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
9108                         if (err)
9109                                 return err;
9110                 } else {
9111                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
9112                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
9113                                 return -EINVAL;
9114                         }
9115                 }
9116
9117                 /* check dest operand, mark as required later */
9118                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
9119                 if (err)
9120                         return err;
9121
9122                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
9123                         struct bpf_reg_state *src_reg = regs + insn->src_reg;
9124                         struct bpf_reg_state *dst_reg = regs + insn->dst_reg;
9125
9126                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
9127                                 /* case: R1 = R2
9128                                  * copy register state to dest reg
9129                                  */
9130                                 if (src_reg->type == SCALAR_VALUE && !src_reg->id)
9131                                         /* Assign src and dst registers the same ID
9132                                          * that will be used by find_equal_scalars()
9133                                          * to propagate min/max range.
9134                                          */
9135                                         src_reg->id = ++env->id_gen;
9136                                 *dst_reg = *src_reg;
9137                                 dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
9138                                 dst_reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
9139                         } else {
9140                                 /* R1 = (u32) R2 */
9141                                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
9142                                         verbose(env,
9143                                                 "R%d partial copy of pointer\n",
9144                                                 insn->src_reg);
9145                                         return -EACCES;
9146                                 } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
9147                                         *dst_reg = *src_reg;
9148                                         /* Make sure ID is cleared otherwise
9149                                          * dst_reg min/max could be incorrectly
9150                                          * propagated into src_reg by find_equal_scalars()
9151                                          */
9152                                         dst_reg->id = 0;
9153                                         dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
9154                                         dst_reg->subreg_def = env->insn_idx + 1;
9155                                 } else {
9156                                         mark_reg_unknown(env, regs,
9157                                                          insn->dst_reg);
9158                                 }
9159                                 zext_32_to_64(dst_reg);
9160
9161                                 __update_reg_bounds(dst_reg);
9162                                 __reg_deduce_bounds(dst_reg);
9163                                 __reg_bound_offset(dst_reg);
9164                         }
9165                 } else {
9166                         /* case: R = imm
9167                          * remember the value we stored into this reg
9168                          */
9169                         /* clear any state __mark_reg_known doesn't set */
9170                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
9171                         regs[insn->dst_reg].type = SCALAR_VALUE;
9172                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
9173                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
9174                                                  insn->imm);
9175                         } else {
9176                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
9177                                                  (u32)insn->imm);
9178                         }
9179                 }
9180
9181         } else if (opcode > BPF_END) {
9182                 verbose(env, "invalid BPF_ALU opcode %x\n", opcode);
9183                 return -EINVAL;
9184
9185         } else {        /* all other ALU ops: and, sub, xor, add, ... */
9186
9187                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
9188                         if (insn->imm != 0 || insn->off != 0) {
9189                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
9190                                 return -EINVAL;
9191                         }
9192                         /* check src1 operand */
9193                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
9194                         if (err)
9195                                 return err;
9196                 } else {
9197                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
9198                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
9199                                 return -EINVAL;
9200                         }
9201                 }
9202
9203                 /* check src2 operand */
9204                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
9205                 if (err)
9206                         return err;
9207
9208                 if ((opcode == BPF_MOD || opcode == BPF_DIV) &&
9209                     BPF_SRC(insn->code) == BPF_K && insn->imm == 0) {
9210                         verbose(env, "div by zero\n");
9211                         return -EINVAL;
9212                 }
9213
9214                 if ((opcode == BPF_LSH || opcode == BPF_RSH ||
9215                      opcode == BPF_ARSH) && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
9216                         int size = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 ? 64 : 32;
9217
9218                         if (insn->imm < 0 || insn->imm >= size) {
9219                                 verbose(env, "invalid shift %d\n", insn->imm);
9220                                 return -EINVAL;
9221                         }
9222                 }
9223
9224                 /* check dest operand */
9225                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
9226                 if (err)
9227                         return err;
9228
9229                 return adjust_reg_min_max_vals(env, insn);
9230         }
9231
9232         return 0;
9233 }
9234
9235 static void __find_good_pkt_pointers(struct bpf_func_state *state,
9236                                      struct bpf_reg_state *dst_reg,
9237                                      enum bpf_reg_type type, int new_range)
9238 {
9239         struct bpf_reg_state *reg;
9240         int i;
9241
9242         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
9243                 reg = &state->regs[i];
9244                 if (reg->type == type && reg->id == dst_reg->id)
9245                         /* keep the maximum range already checked */
9246                         reg->range = max(reg->range, new_range);
9247         }
9248
9249         bpf_for_each_spilled_reg(i, state, reg) {
9250                 if (!reg)
9251                         continue;
9252                 if (reg->type == type && reg->id == dst_reg->id)
9253                         reg->range = max(reg->range, new_range);
9254         }
9255 }
9256
9257 static void find_good_pkt_pointers(struct bpf_verifier_state *vstate,
9258                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
9259                                    enum bpf_reg_type type,
9260                                    bool range_right_open)
9261 {
9262         int new_range, i;
9263
9264         if (dst_reg->off < 0 ||
9265             (dst_reg->off == 0 && range_right_open))
9266                 /* This doesn't give us any range */
9267                 return;
9268
9269         if (dst_reg->umax_value > MAX_PACKET_OFF ||
9270             dst_reg->umax_value + dst_reg->off > MAX_PACKET_OFF)
9271                 /* Risk of overflow.  For instance, ptr + (1<<63) may be less
9272                  * than pkt_end, but that's because it's also less than pkt.
9273                  */
9274                 return;
9275
9276         new_range = dst_reg->off;
9277         if (range_right_open)
9278                 new_range++;
9279
9280         /* Examples for register markings:
9281          *
9282          * pkt_data in dst register:
9283          *
9284          *   r2 = r3;
9285          *   r2 += 8;
9286          *   if (r2 > pkt_end) goto <handle exception>
9287          *   <access okay>
9288          *
9289          *   r2 = r3;
9290          *   r2 += 8;
9291          *   if (r2 < pkt_end) goto <access okay>
9292          *   <handle exception>
9293          *
9294          *   Where:
9295          *     r2 == dst_reg, pkt_end == src_reg
9296          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
9297          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
9298          *
9299          * pkt_data in src register:
9300          *
9301          *   r2 = r3;
9302          *   r2 += 8;
9303          *   if (pkt_end >= r2) goto <access okay>
9304          *   <handle exception>
9305          *
9306          *   r2 = r3;
9307          *   r2 += 8;
9308          *   if (pkt_end <= r2) goto <handle exception>
9309          *   <access okay>
9310          *
9311          *   Where:
9312          *     pkt_end == dst_reg, r2 == src_reg
9313          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
9314          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
9315          *
9316          * Find register r3 and mark its range as r3=pkt(id=n,off=0,r=8)
9317          * or r3=pkt(id=n,off=0,r=8-1), so that range of bytes [r3, r3 + 8)
9318          * and [r3, r3 + 8-1) respectively is safe to access depending on
9319          * the check.
9320          */
9321
9322         /* If our ids match, then we must have the same max_value.  And we
9323          * don't care about the other reg's fixed offset, since if it's too big
9324          * the range won't allow anything.
9325          * dst_reg->off is known < MAX_PACKET_OFF, therefore it fits in a u16.
9326          */
9327         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++)
9328                 __find_good_pkt_pointers(vstate->frame[i], dst_reg, type,
9329                                          new_range);
9330 }
9331
9332 static int is_branch32_taken(struct bpf_reg_state *reg, u32 val, u8 opcode)
9333 {
9334         struct tnum subreg = tnum_subreg(reg->var_off);
9335         s32 sval = (s32)val;
9336
9337         switch (opcode) {
9338         case BPF_JEQ:
9339                 if (tnum_is_const(subreg))
9340                         return !!tnum_equals_const(subreg, val);
9341                 break;
9342         case BPF_JNE:
9343                 if (tnum_is_const(subreg))
9344                         return !tnum_equals_const(subreg, val);
9345                 break;
9346         case BPF_JSET:
9347                 if ((~subreg.mask & subreg.value) & val)
9348                         return 1;
9349                 if (!((subreg.mask | subreg.value) & val))
9350                         return 0;
9351                 break;
9352         case BPF_JGT:
9353                 if (reg->u32_min_value > val)
9354                         return 1;
9355                 else if (reg->u32_max_value <= val)
9356                         return 0;
9357                 break;
9358         case BPF_JSGT:
9359                 if (reg->s32_min_value > sval)
9360                         return 1;
9361                 else if (reg->s32_max_value <= sval)
9362                         return 0;
9363                 break;
9364         case BPF_JLT:
9365                 if (reg->u32_max_value < val)
9366                         return 1;
9367                 else if (reg->u32_min_value >= val)
9368                         return 0;
9369                 break;
9370         case BPF_JSLT:
9371                 if (reg->s32_max_value < sval)
9372                         return 1;
9373                 else if (reg->s32_min_value >= sval)
9374                         return 0;
9375                 break;
9376         case BPF_JGE:
9377                 if (reg->u32_min_value >= val)
9378                         return 1;
9379                 else if (reg->u32_max_value < val)
9380                         return 0;
9381                 break;
9382         case BPF_JSGE:
9383                 if (reg->s32_min_value >= sval)
9384                         return 1;
9385                 else if (reg->s32_max_value < sval)
9386                         return 0;
9387                 break;
9388         case BPF_JLE:
9389                 if (reg->u32_max_value <= val)
9390                         return 1;
9391                 else if (reg->u32_min_value > val)
9392                         return 0;
9393                 break;
9394         case BPF_JSLE:
9395                 if (reg->s32_max_value <= sval)
9396                         return 1;
9397                 else if (reg->s32_min_value > sval)
9398                         return 0;
9399                 break;
9400         }
9401
9402         return -1;
9403 }
9404
9405
9406 static int is_branch64_taken(struct bpf_reg_state *reg, u64 val, u8 opcode)
9407 {
9408         s64 sval = (s64)val;
9409
9410         switch (opcode) {
9411         case BPF_JEQ:
9412                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
9413                         return !!tnum_equals_const(reg->var_off, val);
9414                 break;
9415         case BPF_JNE:
9416                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
9417                         return !tnum_equals_const(reg->var_off, val);
9418                 break;
9419         case BPF_JSET:
9420                 if ((~reg->var_off.mask & reg->var_off.value) & val)
9421                         return 1;
9422                 if (!((reg->var_off.mask | reg->var_off.value) & val))
9423                         return 0;
9424                 break;
9425         case BPF_JGT:
9426                 if (reg->umin_value > val)
9427                         return 1;
9428                 else if (reg->umax_value <= val)
9429                         return 0;
9430                 break;
9431         case BPF_JSGT:
9432                 if (reg->smin_value > sval)
9433                         return 1;
9434                 else if (reg->smax_value <= sval)
9435                         return 0;
9436                 break;
9437         case BPF_JLT:
9438                 if (reg->umax_value < val)
9439                         return 1;
9440                 else if (reg->umin_value >= val)
9441                         return 0;
9442                 break;
9443         case BPF_JSLT:
9444                 if (reg->smax_value < sval)
9445                         return 1;
9446                 else if (reg->smin_value >= sval)
9447                         return 0;
9448                 break;
9449         case BPF_JGE:
9450                 if (reg->umin_value >= val)
9451                         return 1;
9452                 else if (reg->umax_value < val)
9453                         return 0;
9454                 break;
9455         case BPF_JSGE:
9456                 if (reg->smin_value >= sval)
9457                         return 1;
9458                 else if (reg->smax_value < sval)
9459                         return 0;
9460                 break;
9461         case BPF_JLE:
9462                 if (reg->umax_value <= val)
9463                         return 1;
9464                 else if (reg->umin_value > val)
9465                         return 0;
9466                 break;
9467         case BPF_JSLE:
9468                 if (reg->smax_value <= sval)
9469                         return 1;
9470                 else if (reg->smin_value > sval)
9471                         return 0;
9472                 break;
9473         }
9474
9475         return -1;
9476 }
9477
9478 /* compute branch direction of the expression "if (reg opcode val) goto target;"
9479  * and return:
9480  *  1 - branch will be taken and "goto target" will be executed
9481  *  0 - branch will not be taken and fall-through to next insn
9482  * -1 - unknown. Example: "if (reg < 5)" is unknown when register value
9483  *      range [0,10]
9484  */
9485 static int is_branch_taken(struct bpf_reg_state *reg, u64 val, u8 opcode,
9486                            bool is_jmp32)
9487 {
9488         if (__is_pointer_value(false, reg)) {
9489                 if (!reg_type_not_null(reg->type))
9490                         return -1;
9491
9492                 /* If pointer is valid tests against zero will fail so we can
9493                  * use this to direct branch taken.
9494                  */
9495                 if (val != 0)
9496                         return -1;
9497
9498                 switch (opcode) {
9499                 case BPF_JEQ:
9500                         return 0;
9501                 case BPF_JNE:
9502                         return 1;
9503                 default:
9504                         return -1;
9505                 }
9506         }
9507
9508         if (is_jmp32)
9509                 return is_branch32_taken(reg, val, opcode);
9510         return is_branch64_taken(reg, val, opcode);
9511 }
9512
9513 static int flip_opcode(u32 opcode)
9514 {
9515         /* How can we transform "a <op> b" into "b <op> a"? */
9516         static const u8 opcode_flip[16] = {
9517                 /* these stay the same */
9518                 [BPF_JEQ  >> 4] = BPF_JEQ,
9519                 [BPF_JNE  >> 4] = BPF_JNE,
9520                 [BPF_JSET >> 4] = BPF_JSET,
9521                 /* these swap "lesser" and "greater" (L and G in the opcodes) */
9522                 [BPF_JGE  >> 4] = BPF_JLE,
9523                 [BPF_JGT  >> 4] = BPF_JLT,
9524                 [BPF_JLE  >> 4] = BPF_JGE,
9525                 [BPF_JLT  >> 4] = BPF_JGT,
9526                 [BPF_JSGE >> 4] = BPF_JSLE,
9527                 [BPF_JSGT >> 4] = BPF_JSLT,
9528                 [BPF_JSLE >> 4] = BPF_JSGE,
9529                 [BPF_JSLT >> 4] = BPF_JSGT
9530         };
9531         return opcode_flip[opcode >> 4];
9532 }
9533
9534 static int is_pkt_ptr_branch_taken(struct bpf_reg_state *dst_reg,
9535                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
9536                                    u8 opcode)
9537 {
9538         struct bpf_reg_state *pkt;
9539
9540         if (src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) {
9541                 pkt = dst_reg;
9542         } else if (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) {
9543                 pkt = src_reg;
9544                 opcode = flip_opcode(opcode);
9545         } else {
9546                 return -1;
9547         }
9548
9549         if (pkt->range >= 0)
9550                 return -1;
9551
9552         switch (opcode) {
9553         case BPF_JLE:
9554                 /* pkt <= pkt_end */
9555                 fallthrough;
9556         case BPF_JGT:
9557                 /* pkt > pkt_end */
9558                 if (pkt->range == BEYOND_PKT_END)
9559                         /* pkt has at last one extra byte beyond pkt_end */
9560                         return opcode == BPF_JGT;
9561                 break;
9562         case BPF_JLT:
9563                 /* pkt < pkt_end */
9564                 fallthrough;
9565         case BPF_JGE:
9566                 /* pkt >= pkt_end */
9567                 if (pkt->range == BEYOND_PKT_END || pkt->range == AT_PKT_END)
9568                         return opcode == BPF_JGE;
9569                 break;
9570         }
9571         return -1;
9572 }
9573
9574 /* Adjusts the register min/max values in the case that the dst_reg is the
9575  * variable register that we are working on, and src_reg is a constant or we're
9576  * simply doing a BPF_K check.
9577  * In JEQ/JNE cases we also adjust the var_off values.
9578  */
9579 static void reg_set_min_max(struct bpf_reg_state *true_reg,
9580                             struct bpf_reg_state *false_reg,
9581                             u64 val, u32 val32,
9582                             u8 opcode, bool is_jmp32)
9583 {
9584         struct tnum false_32off = tnum_subreg(false_reg->var_off);
9585         struct tnum false_64off = false_reg->var_off;
9586         struct tnum true_32off = tnum_subreg(true_reg->var_off);
9587         struct tnum true_64off = true_reg->var_off;
9588         s64 sval = (s64)val;
9589         s32 sval32 = (s32)val32;
9590
9591         /* If the dst_reg is a pointer, we can't learn anything about its
9592          * variable offset from the compare (unless src_reg were a pointer into
9593          * the same object, but we don't bother with that.
9594          * Since false_reg and true_reg have the same type by construction, we
9595          * only need to check one of them for pointerness.
9596          */
9597         if (__is_pointer_value(false, false_reg))
9598                 return;
9599
9600         switch (opcode) {
9601         case BPF_JEQ:
9602         case BPF_JNE:
9603         {
9604                 struct bpf_reg_state *reg =
9605                         opcode == BPF_JEQ ? true_reg : false_reg;
9606
9607                 /* JEQ/JNE comparison doesn't change the register equivalence.
9608                  * r1 = r2;
9609                  * if (r1 == 42) goto label;
9610                  * ...
9611                  * label: // here both r1 and r2 are known to be 42.
9612                  *
9613                  * Hence when marking register as known preserve it's ID.
9614                  */
9615                 if (is_jmp32)
9616                         __mark_reg32_known(reg, val32);
9617                 else
9618                         ___mark_reg_known(reg, val);
9619                 break;
9620         }
9621         case BPF_JSET:
9622                 if (is_jmp32) {
9623                         false_32off = tnum_and(false_32off, tnum_const(~val32));
9624                         if (is_power_of_2(val32))
9625                                 true_32off = tnum_or(true_32off,
9626                                                      tnum_const(val32));
9627                 } else {
9628                         false_64off = tnum_and(false_64off, tnum_const(~val));
9629                         if (is_power_of_2(val))
9630                                 true_64off = tnum_or(true_64off,
9631                                                      tnum_const(val));
9632                 }
9633                 break;
9634         case BPF_JGE:
9635         case BPF_JGT:
9636         {
9637                 if (is_jmp32) {
9638                         u32 false_umax = opcode == BPF_JGT ? val32  : val32 - 1;
9639                         u32 true_umin = opcode == BPF_JGT ? val32 + 1 : val32;
9640
9641                         false_reg->u32_max_value = min(false_reg->u32_max_value,
9642                                                        false_umax);
9643                         true_reg->u32_min_value = max(true_reg->u32_min_value,
9644                                                       true_umin);
9645                 } else {
9646                         u64 false_umax = opcode == BPF_JGT ? val    : val - 1;
9647                         u64 true_umin = opcode == BPF_JGT ? val + 1 : val;
9648
9649                         false_reg->umax_value = min(false_reg->umax_value, false_umax);
9650                         true_reg->umin_value = max(true_reg->umin_value, true_umin);
9651                 }
9652                 break;
9653         }
9654         case BPF_JSGE:
9655         case BPF_JSGT:
9656         {
9657                 if (is_jmp32) {
9658                         s32 false_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval32    : sval32 - 1;
9659                         s32 true_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval32 + 1 : sval32;
9660
9661                         false_reg->s32_max_value = min(false_reg->s32_max_value, false_smax);
9662                         true_reg->s32_min_value = max(true_reg->s32_min_value, true_smin);
9663                 } else {
9664                         s64 false_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval    : sval - 1;
9665                         s64 true_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval + 1 : sval;
9666
9667                         false_reg->smax_value = min(false_reg->smax_value, false_smax);
9668                         true_reg->smin_value = max(true_reg->smin_value, true_smin);
9669                 }
9670                 break;
9671         }
9672         case BPF_JLE:
9673         case BPF_JLT:
9674         {
9675                 if (is_jmp32) {
9676                         u32 false_umin = opcode == BPF_JLT ? val32  : val32 + 1;
9677                         u32 true_umax = opcode == BPF_JLT ? val32 - 1 : val32;
9678
9679                         false_reg->u32_min_value = max(false_reg->u32_min_value,
9680                                                        false_umin);
9681                         true_reg->u32_max_value = min(true_reg->u32_max_value,
9682                                                       true_umax);
9683                 } else {
9684                         u64 false_umin = opcode == BPF_JLT ? val    : val + 1;
9685                         u64 true_umax = opcode == BPF_JLT ? val - 1 : val;
9686
9687                         false_reg->umin_value = max(false_reg->umin_value, false_umin);
9688                         true_reg->umax_value = min(true_reg->umax_value, true_umax);
9689                 }
9690                 break;
9691         }
9692         case BPF_JSLE:
9693         case BPF_JSLT:
9694         {
9695                 if (is_jmp32) {
9696                         s32 false_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval32    : sval32 + 1;
9697                         s32 true_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval32 - 1 : sval32;
9698
9699                         false_reg->s32_min_value = max(false_reg->s32_min_value, false_smin);
9700                         true_reg->s32_max_value = min(true_reg->s32_max_value, true_smax);
9701                 } else {
9702                         s64 false_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval    : sval + 1;
9703                         s64 true_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval - 1 : sval;
9704
9705                         false_reg->smin_value = max(false_reg->smin_value, false_smin);
9706                         true_reg->smax_value = min(true_reg->smax_value, true_smax);
9707                 }
9708                 break;
9709         }
9710         default:
9711                 return;
9712         }
9713
9714         if (is_jmp32) {
9715                 false_reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(false_64off),
9716                                              tnum_subreg(false_32off));
9717                 true_reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(true_64off),
9718                                             tnum_subreg(true_32off));
9719                 __reg_combine_32_into_64(false_reg);
9720                 __reg_combine_32_into_64(true_reg);
9721         } else {
9722                 false_reg->var_off = false_64off;
9723                 true_reg->var_off = true_64off;
9724                 __reg_combine_64_into_32(false_reg);
9725                 __reg_combine_64_into_32(true_reg);
9726         }
9727 }
9728
9729 /* Same as above, but for the case that dst_reg holds a constant and src_reg is
9730  * the variable reg.
9731  */
9732 static void reg_set_min_max_inv(struct bpf_reg_state *true_reg,
9733                                 struct bpf_reg_state *false_reg,
9734                                 u64 val, u32 val32,
9735                                 u8 opcode, bool is_jmp32)
9736 {
9737         opcode = flip_opcode(opcode);
9738         /* This uses zero as "not present in table"; luckily the zero opcode,
9739          * BPF_JA, can't get here.
9740          */
9741         if (opcode)
9742                 reg_set_min_max(true_reg, false_reg, val, val32, opcode, is_jmp32);
9743 }
9744
9745 /* Regs are known to be equal, so intersect their min/max/var_off */
9746 static void __reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *src_reg,
9747                                   struct bpf_reg_state *dst_reg)
9748 {
9749         src_reg->umin_value = dst_reg->umin_value = max(src_reg->umin_value,
9750                                                         dst_reg->umin_value);
9751         src_reg->umax_value = dst_reg->umax_value = min(src_reg->umax_value,
9752                                                         dst_reg->umax_value);
9753         src_reg->smin_value = dst_reg->smin_value = max(src_reg->smin_value,
9754                                                         dst_reg->smin_value);
9755         src_reg->smax_value = dst_reg->smax_value = min(src_reg->smax_value,
9756                                                         dst_reg->smax_value);
9757         src_reg->var_off = dst_reg->var_off = tnum_intersect(src_reg->var_off,
9758                                                              dst_reg->var_off);
9759         /* We might have learned new bounds from the var_off. */
9760         __update_reg_bounds(src_reg);
9761         __update_reg_bounds(dst_reg);
9762         /* We might have learned something about the sign bit. */
9763         __reg_deduce_bounds(src_reg);
9764         __reg_deduce_bounds(dst_reg);
9765         /* We might have learned some bits from the bounds. */
9766         __reg_bound_offset(src_reg);
9767         __reg_bound_offset(dst_reg);
9768         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
9769          * slightly.  e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
9770          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
9771          */
9772         __update_reg_bounds(src_reg);
9773         __update_reg_bounds(dst_reg);
9774 }
9775
9776 static void reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *true_src,
9777                                 struct bpf_reg_state *true_dst,
9778                                 struct bpf_reg_state *false_src,
9779                                 struct bpf_reg_state *false_dst,
9780                                 u8 opcode)
9781 {
9782         switch (opcode) {
9783         case BPF_JEQ:
9784                 __reg_combine_min_max(true_src, true_dst);
9785                 break;
9786         case BPF_JNE:
9787                 __reg_combine_min_max(false_src, false_dst);
9788                 break;
9789         }
9790 }
9791
9792 static void mark_ptr_or_null_reg(struct bpf_func_state *state,
9793                                  struct bpf_reg_state *reg, u32 id,
9794                                  bool is_null)
9795 {
9796         if (type_may_be_null(reg->type) && reg->id == id &&
9797             !WARN_ON_ONCE(!reg->id)) {
9798                 if (WARN_ON_ONCE(reg->smin_value || reg->smax_value ||
9799                                  !tnum_equals_const(reg->var_off, 0) ||
9800                                  reg->off)) {
9801                         /* Old offset (both fixed and variable parts) should
9802                          * have been known-zero, because we don't allow pointer
9803                          * arithmetic on pointers that might be NULL. If we
9804                          * see this happening, don't convert the register.
9805                          */
9806                         return;
9807                 }
9808                 if (is_null) {
9809                         reg->type = SCALAR_VALUE;
9810                         /* We don't need id and ref_obj_id from this point
9811                          * onwards anymore, thus we should better reset it,
9812                          * so that state pruning has chances to take effect.
9813                          */
9814                         reg->id = 0;
9815                         reg->ref_obj_id = 0;
9816
9817                         return;
9818                 }
9819
9820                 mark_ptr_not_null_reg(reg);
9821
9822                 if (!reg_may_point_to_spin_lock(reg)) {
9823                         /* For not-NULL ptr, reg->ref_obj_id will be reset
9824                          * in release_reg_references().
9825                          *
9826                          * reg->id is still used by spin_lock ptr. Other
9827                          * than spin_lock ptr type, reg->id can be reset.
9828                          */
9829                         reg->id = 0;
9830                 }
9831         }
9832 }
9833
9834 static void __mark_ptr_or_null_regs(struct bpf_func_state *state, u32 id,
9835                                     bool is_null)
9836 {
9837         struct bpf_reg_state *reg;
9838         int i;
9839
9840         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
9841                 mark_ptr_or_null_reg(state, &state->regs[i], id, is_null);
9842
9843         bpf_for_each_spilled_reg(i, state, reg) {
9844                 if (!reg)
9845                         continue;
9846                 mark_ptr_or_null_reg(state, reg, id, is_null);
9847         }
9848 }
9849
9850 /* The logic is similar to find_good_pkt_pointers(), both could eventually
9851  * be folded together at some point.
9852  */
9853 static void mark_ptr_or_null_regs(struct bpf_verifier_state *vstate, u32 regno,
9854                                   bool is_null)
9855 {
9856         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
9857         struct bpf_reg_state *regs = state->regs;
9858         u32 ref_obj_id = regs[regno].ref_obj_id;
9859         u32 id = regs[regno].id;
9860         int i;
9861
9862         if (ref_obj_id && ref_obj_id == id && is_null)
9863                 /* regs[regno] is in the " == NULL" branch.
9864                  * No one could have freed the reference state before
9865                  * doing the NULL check.
9866                  */
9867                 WARN_ON_ONCE(release_reference_state(state, id));
9868
9869         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++)
9870                 __mark_ptr_or_null_regs(vstate->frame[i], id, is_null);
9871 }
9872
9873 static bool try_match_pkt_pointers(const struct bpf_insn *insn,
9874                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
9875                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
9876                                    struct bpf_verifier_state *this_branch,
9877                                    struct bpf_verifier_state *other_branch)
9878 {
9879         if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_X)
9880                 return false;
9881
9882         /* Pointers are always 64-bit. */
9883         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32)
9884                 return false;
9885
9886         switch (BPF_OP(insn->code)) {
9887         case BPF_JGT:
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(this_branch, dst_reg,
9894                                                dst_reg->type, false);
9895                         mark_pkt_end(other_branch, insn->dst_reg, true);
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(other_branch, src_reg,
9902                                                src_reg->type, true);
9903                         mark_pkt_end(this_branch, insn->src_reg, false);
9904                 } else {
9905                         return false;
9906                 }
9907                 break;
9908         case BPF_JLT:
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(other_branch, dst_reg,
9915                                                dst_reg->type, true);
9916                         mark_pkt_end(this_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(this_branch, src_reg,
9923                                                src_reg->type, false);
9924                         mark_pkt_end(other_branch, insn->src_reg, true);
9925                 } else {
9926                         return false;
9927                 }
9928                 break;
9929         case BPF_JGE:
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(this_branch, dst_reg,
9936                                                dst_reg->type, true);
9937                         mark_pkt_end(other_branch, insn->dst_reg, false);
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(other_branch, src_reg,
9944                                                src_reg->type, false);
9945                         mark_pkt_end(this_branch, insn->src_reg, true);
9946                 } else {
9947                         return false;
9948                 }
9949                 break;
9950         case BPF_JLE:
9951                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
9952                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
9953                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
9954                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
9955                         /* pkt_data' <= pkt_end, pkt_meta' <= pkt_data */
9956                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
9957                                                dst_reg->type, false);
9958                         mark_pkt_end(this_branch, insn->dst_reg, true);
9959                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
9960                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
9961                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
9962                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
9963                         /* pkt_end <= pkt_data', pkt_data <= pkt_meta' */
9964                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
9965                                                src_reg->type, true);
9966                         mark_pkt_end(other_branch, insn->src_reg, false);
9967                 } else {
9968                         return false;
9969                 }
9970                 break;
9971         default:
9972                 return false;
9973         }
9974
9975         return true;
9976 }
9977
9978 static void find_equal_scalars(struct bpf_verifier_state *vstate,
9979                                struct bpf_reg_state *known_reg)
9980 {
9981         struct bpf_func_state *state;
9982         struct bpf_reg_state *reg;
9983         int i, j;
9984
9985         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++) {
9986                 state = vstate->frame[i];
9987                 for (j = 0; j < MAX_BPF_REG; j++) {
9988                         reg = &state->regs[j];
9989                         if (reg->type == SCALAR_VALUE && reg->id == known_reg->id)
9990                                 *reg = *known_reg;
9991                 }
9992
9993                 bpf_for_each_spilled_reg(j, state, reg) {
9994                         if (!reg)
9995                                 continue;
9996                         if (reg->type == SCALAR_VALUE && reg->id == known_reg->id)
9997                                 *reg = *known_reg;
9998                 }
9999         }
10000 }
10001
10002 static int check_cond_jmp_op(struct bpf_verifier_env *env,
10003                              struct bpf_insn *insn, int *insn_idx)
10004 {
10005         struct bpf_verifier_state *this_branch = env->cur_state;
10006         struct bpf_verifier_state *other_branch;
10007         struct bpf_reg_state *regs = this_branch->frame[this_branch->curframe]->regs;
10008         struct bpf_reg_state *dst_reg, *other_branch_regs, *src_reg = NULL;
10009         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
10010         bool is_jmp32;
10011         int pred = -1;
10012         int err;
10013
10014         /* Only conditional jumps are expected to reach here. */
10015         if (opcode == BPF_JA || opcode > BPF_JSLE) {
10016                 verbose(env, "invalid BPF_JMP/JMP32 opcode %x\n", opcode);
10017                 return -EINVAL;
10018         }
10019
10020         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
10021                 if (insn->imm != 0) {
10022                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
10023                         return -EINVAL;
10024                 }
10025
10026                 /* check src1 operand */
10027                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
10028                 if (err)
10029                         return err;
10030
10031                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
10032                         verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
10033                                 insn->src_reg);
10034                         return -EACCES;
10035                 }
10036                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
10037         } else {
10038                 if (insn->src_reg != BPF_REG_0) {
10039                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
10040                         return -EINVAL;
10041                 }
10042         }
10043
10044         /* check src2 operand */
10045         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
10046         if (err)
10047                 return err;
10048
10049         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
10050         is_jmp32 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32;
10051
10052         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
10053                 pred = is_branch_taken(dst_reg, insn->imm, opcode, is_jmp32);
10054         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE &&
10055                    is_jmp32 && tnum_is_const(tnum_subreg(src_reg->var_off))) {
10056                 pred = is_branch_taken(dst_reg,
10057                                        tnum_subreg(src_reg->var_off).value,
10058                                        opcode,
10059                                        is_jmp32);
10060         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE &&
10061                    !is_jmp32 && tnum_is_const(src_reg->var_off)) {
10062                 pred = is_branch_taken(dst_reg,
10063                                        src_reg->var_off.value,
10064                                        opcode,
10065                                        is_jmp32);
10066         } else if (reg_is_pkt_pointer_any(dst_reg) &&
10067                    reg_is_pkt_pointer_any(src_reg) &&
10068                    !is_jmp32) {
10069                 pred = is_pkt_ptr_branch_taken(dst_reg, src_reg, opcode);
10070         }
10071
10072         if (pred >= 0) {
10073                 /* If we get here with a dst_reg pointer type it is because
10074                  * above is_branch_taken() special cased the 0 comparison.
10075                  */
10076                 if (!__is_pointer_value(false, dst_reg))
10077                         err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
10078                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X && !err &&
10079                     !__is_pointer_value(false, src_reg))
10080                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
10081                 if (err)
10082                         return err;
10083         }
10084
10085         if (pred == 1) {
10086                 /* Only follow the goto, ignore fall-through. If needed, push
10087                  * the fall-through branch for simulation under speculative
10088                  * execution.
10089                  */
10090                 if (!env->bypass_spec_v1 &&
10091                     !sanitize_speculative_path(env, insn, *insn_idx + 1,
10092                                                *insn_idx))
10093                         return -EFAULT;
10094                 *insn_idx += insn->off;
10095                 return 0;
10096         } else if (pred == 0) {
10097                 /* Only follow the fall-through branch, since that's where the
10098                  * program will go. If needed, push the goto branch for
10099                  * simulation under speculative execution.
10100                  */
10101                 if (!env->bypass_spec_v1 &&
10102                     !sanitize_speculative_path(env, insn,
10103                                                *insn_idx + insn->off + 1,
10104                                                *insn_idx))
10105                         return -EFAULT;
10106                 return 0;
10107         }
10108
10109         other_branch = push_stack(env, *insn_idx + insn->off + 1, *insn_idx,
10110                                   false);
10111         if (!other_branch)
10112                 return -EFAULT;
10113         other_branch_regs = other_branch->frame[other_branch->curframe]->regs;
10114
10115         /* detect if we are comparing against a constant value so we can adjust
10116          * our min/max values for our dst register.
10117          * this is only legit if both are scalars (or pointers to the same
10118          * object, I suppose, but we don't support that right now), because
10119          * otherwise the different base pointers mean the offsets aren't
10120          * comparable.
10121          */
10122         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
10123                 struct bpf_reg_state *src_reg = &regs[insn->src_reg];
10124
10125                 if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE &&
10126                     src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
10127                         if (tnum_is_const(src_reg->var_off) ||
10128                             (is_jmp32 &&
10129                              tnum_is_const(tnum_subreg(src_reg->var_off))))
10130                                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
10131                                                 dst_reg,
10132                                                 src_reg->var_off.value,
10133                                                 tnum_subreg(src_reg->var_off).value,
10134                                                 opcode, is_jmp32);
10135                         else if (tnum_is_const(dst_reg->var_off) ||
10136                                  (is_jmp32 &&
10137                                   tnum_is_const(tnum_subreg(dst_reg->var_off))))
10138                                 reg_set_min_max_inv(&other_branch_regs[insn->src_reg],
10139                                                     src_reg,
10140                                                     dst_reg->var_off.value,
10141                                                     tnum_subreg(dst_reg->var_off).value,
10142                                                     opcode, is_jmp32);
10143                         else if (!is_jmp32 &&
10144                                  (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE))
10145                                 /* Comparing for equality, we can combine knowledge */
10146                                 reg_combine_min_max(&other_branch_regs[insn->src_reg],
10147                                                     &other_branch_regs[insn->dst_reg],
10148                                                     src_reg, dst_reg, opcode);
10149                         if (src_reg->id &&
10150                             !WARN_ON_ONCE(src_reg->id != other_branch_regs[insn->src_reg].id)) {
10151                                 find_equal_scalars(this_branch, src_reg);
10152                                 find_equal_scalars(other_branch, &other_branch_regs[insn->src_reg]);
10153                         }
10154
10155                 }
10156         } else if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE) {
10157                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
10158                                         dst_reg, insn->imm, (u32)insn->imm,
10159                                         opcode, is_jmp32);
10160         }
10161
10162         if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE && dst_reg->id &&
10163             !WARN_ON_ONCE(dst_reg->id != other_branch_regs[insn->dst_reg].id)) {
10164                 find_equal_scalars(this_branch, dst_reg);
10165                 find_equal_scalars(other_branch, &other_branch_regs[insn->dst_reg]);
10166         }
10167
10168         /* detect if R == 0 where R is returned from bpf_map_lookup_elem().
10169          * NOTE: these optimizations below are related with pointer comparison
10170          *       which will never be JMP32.
10171          */
10172         if (!is_jmp32 && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K &&
10173             insn->imm == 0 && (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE) &&
10174             type_may_be_null(dst_reg->type)) {
10175                 /* Mark all identical registers in each branch as either
10176                  * safe or unknown depending R == 0 or R != 0 conditional.
10177                  */
10178                 mark_ptr_or_null_regs(this_branch, insn->dst_reg,
10179                                       opcode == BPF_JNE);
10180                 mark_ptr_or_null_regs(other_branch, insn->dst_reg,
10181                                       opcode == BPF_JEQ);
10182         } else if (!try_match_pkt_pointers(insn, dst_reg, &regs[insn->src_reg],
10183                                            this_branch, other_branch) &&
10184                    is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
10185                 verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
10186                         insn->dst_reg);
10187                 return -EACCES;
10188         }
10189         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
10190                 print_insn_state(env, this_branch->frame[this_branch->curframe]);
10191         return 0;
10192 }
10193
10194 /* verify BPF_LD_IMM64 instruction */
10195 static int check_ld_imm(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
10196 {
10197         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
10198         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
10199         struct bpf_reg_state *dst_reg;
10200         struct bpf_map *map;
10201         int err;
10202
10203         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
10204                 verbose(env, "invalid BPF_LD_IMM insn\n");
10205                 return -EINVAL;
10206         }
10207         if (insn->off != 0) {
10208                 verbose(env, "BPF_LD_IMM64 uses reserved fields\n");
10209                 return -EINVAL;
10210         }
10211
10212         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
10213         if (err)
10214                 return err;
10215
10216         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
10217         if (insn->src_reg == 0) {
10218                 u64 imm = ((u64)(insn + 1)->imm << 32) | (u32)insn->imm;
10219
10220                 dst_reg->type = SCALAR_VALUE;
10221                 __mark_reg_known(&regs[insn->dst_reg], imm);
10222                 return 0;
10223         }
10224
10225         /* All special src_reg cases are listed below. From this point onwards
10226          * we either succeed and assign a corresponding dst_reg->type after
10227          * zeroing the offset, or fail and reject the program.
10228          */
10229         mark_reg_known_zero(env, regs, insn->dst_reg);
10230
10231         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
10232                 dst_reg->type = aux->btf_var.reg_type;
10233                 switch (base_type(dst_reg->type)) {
10234                 case PTR_TO_MEM:
10235                         dst_reg->mem_size = aux->btf_var.mem_size;
10236                         break;
10237                 case PTR_TO_BTF_ID:
10238                         dst_reg->btf = aux->btf_var.btf;
10239                         dst_reg->btf_id = aux->btf_var.btf_id;
10240                         break;
10241                 default:
10242                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
10243                         return -EFAULT;
10244                 }
10245                 return 0;
10246         }
10247
10248         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC) {
10249                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
10250                 u32 subprogno = find_subprog(env,
10251                                              env->insn_idx + insn->imm + 1);
10252
10253                 if (!aux->func_info) {
10254                         verbose(env, "missing btf func_info\n");
10255                         return -EINVAL;
10256                 }
10257                 if (aux->func_info_aux[subprogno].linkage != BTF_FUNC_STATIC) {
10258                         verbose(env, "callback function not static\n");
10259                         return -EINVAL;
10260                 }
10261
10262                 dst_reg->type = PTR_TO_FUNC;
10263                 dst_reg->subprogno = subprogno;
10264                 return 0;
10265         }
10266
10267         map = env->used_maps[aux->map_index];
10268         dst_reg->map_ptr = map;
10269
10270         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_VALUE ||
10271             insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE) {
10272                 dst_reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
10273                 dst_reg->off = aux->map_off;
10274                 if (map_value_has_spin_lock(map))
10275                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
10276         } else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD ||
10277                    insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX) {
10278                 dst_reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
10279         } else {
10280                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
10281                 return -EINVAL;
10282         }
10283
10284         return 0;
10285 }
10286
10287 static bool may_access_skb(enum bpf_prog_type type)
10288 {
10289         switch (type) {
10290         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
10291         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
10292         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
10293                 return true;
10294         default:
10295                 return false;
10296         }
10297 }
10298
10299 /* verify safety of LD_ABS|LD_IND instructions:
10300  * - they can only appear in the programs where ctx == skb
10301  * - since they are wrappers of function calls, they scratch R1-R5 registers,
10302  *   preserve R6-R9, and store return value into R0
10303  *
10304  * Implicit input:
10305  *   ctx == skb == R6 == CTX
10306  *
10307  * Explicit input:
10308  *   SRC == any register
10309  *   IMM == 32-bit immediate
10310  *
10311  * Output:
10312  *   R0 - 8/16/32-bit skb data converted to cpu endianness
10313  */
10314 static int check_ld_abs(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
10315 {
10316         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
10317         static const int ctx_reg = BPF_REG_6;
10318         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
10319         int i, err;
10320
10321         if (!may_access_skb(resolve_prog_type(env->prog))) {
10322                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] instructions not allowed for this program type\n");
10323                 return -EINVAL;
10324         }
10325
10326         if (!env->ops->gen_ld_abs) {
10327                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
10328                 return -EINVAL;
10329         }
10330
10331         if (insn->dst_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
10332             BPF_SIZE(insn->code) == BPF_DW ||
10333             (mode == BPF_ABS && insn->src_reg != BPF_REG_0)) {
10334                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] uses reserved fields\n");
10335                 return -EINVAL;
10336         }
10337
10338         /* check whether implicit source operand (register R6) is readable */
10339         err = check_reg_arg(env, ctx_reg, SRC_OP);
10340         if (err)
10341                 return err;
10342
10343         /* Disallow usage of BPF_LD_[ABS|IND] with reference tracking, as
10344          * gen_ld_abs() may terminate the program at runtime, leading to
10345          * reference leak.
10346          */
10347         err = check_reference_leak(env);
10348         if (err) {
10349                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be mixed with socket references\n");
10350                 return err;
10351         }
10352
10353         if (env->cur_state->active_spin_lock) {
10354                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be used inside bpf_spin_lock-ed region\n");
10355                 return -EINVAL;
10356         }
10357
10358         if (regs[ctx_reg].type != PTR_TO_CTX) {
10359                 verbose(env,
10360                         "at the time of BPF_LD_ABS|IND R6 != pointer to skb\n");
10361                 return -EINVAL;
10362         }
10363
10364         if (mode == BPF_IND) {
10365                 /* check explicit source operand */
10366                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
10367                 if (err)
10368                         return err;
10369         }
10370
10371         err = check_ptr_off_reg(env, &regs[ctx_reg], ctx_reg);
10372         if (err < 0)
10373                 return err;
10374
10375         /* reset caller saved regs to unreadable */
10376         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
10377                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
10378                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
10379         }
10380
10381         /* mark destination R0 register as readable, since it contains
10382          * the value fetched from the packet.
10383          * Already marked as written above.
10384          */
10385         mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
10386         /* ld_abs load up to 32-bit skb data. */
10387         regs[BPF_REG_0].subreg_def = env->insn_idx + 1;
10388         return 0;
10389 }
10390
10391 static int check_return_code(struct bpf_verifier_env *env)
10392 {
10393         struct tnum enforce_attach_type_range = tnum_unknown;
10394         const struct bpf_prog *prog = env->prog;
10395         struct bpf_reg_state *reg;
10396         struct tnum range = tnum_range(0, 1);
10397         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
10398         int err;
10399         struct bpf_func_state *frame = env->cur_state->frame[0];
10400         const bool is_subprog = frame->subprogno;
10401
10402         /* LSM and struct_ops func-ptr's return type could be "void" */
10403         if (!is_subprog &&
10404             (prog_type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS ||
10405              prog_type == BPF_PROG_TYPE_LSM) &&
10406             !prog->aux->attach_func_proto->type)
10407                 return 0;
10408
10409         /* eBPF calling convention is such that R0 is used
10410          * to return the value from eBPF program.
10411          * Make sure that it's readable at this time
10412          * of bpf_exit, which means that program wrote
10413          * something into it earlier
10414          */
10415         err = check_reg_arg(env, BPF_REG_0, SRC_OP);
10416         if (err)
10417                 return err;
10418
10419         if (is_pointer_value(env, BPF_REG_0)) {
10420                 verbose(env, "R0 leaks addr as return value\n");
10421                 return -EACCES;
10422         }
10423
10424         reg = cur_regs(env) + BPF_REG_0;
10425
10426         if (frame->in_async_callback_fn) {
10427                 /* enforce return zero from async callbacks like timer */
10428                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
10429                         verbose(env, "In async callback the register R0 is not a known value (%s)\n",
10430                                 reg_type_str(env, reg->type));
10431                         return -EINVAL;
10432                 }
10433
10434                 if (!tnum_in(tnum_const(0), reg->var_off)) {
10435                         verbose_invalid_scalar(env, reg, &range, "async callback", "R0");
10436                         return -EINVAL;
10437                 }
10438                 return 0;
10439         }
10440
10441         if (is_subprog) {
10442                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
10443                         verbose(env, "At subprogram exit the register R0 is not a scalar value (%s)\n",
10444                                 reg_type_str(env, reg->type));
10445                         return -EINVAL;
10446                 }
10447                 return 0;
10448         }
10449
10450         switch (prog_type) {
10451         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK_ADDR:
10452                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP4_RECVMSG ||
10453                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP6_RECVMSG ||
10454                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETPEERNAME ||
10455                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETPEERNAME ||
10456                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETSOCKNAME ||
10457                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETSOCKNAME)
10458                         range = tnum_range(1, 1);
10459                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_BIND ||
10460                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_BIND)
10461                         range = tnum_range(0, 3);
10462                 break;
10463         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
10464                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET_EGRESS) {
10465                         range = tnum_range(0, 3);
10466                         enforce_attach_type_range = tnum_range(2, 3);
10467                 }
10468                 break;
10469         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK:
10470         case BPF_PROG_TYPE_SOCK_OPS:
10471         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_DEVICE:
10472         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SYSCTL:
10473         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
10474                 break;
10475         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
10476                 if (!env->prog->aux->attach_btf_id)
10477                         return 0;
10478                 range = tnum_const(0);
10479                 break;
10480         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
10481                 switch (env->prog->expected_attach_type) {
10482                 case BPF_TRACE_FENTRY:
10483                 case BPF_TRACE_FEXIT:
10484                         range = tnum_const(0);
10485                         break;
10486                 case BPF_TRACE_RAW_TP:
10487                 case BPF_MODIFY_RETURN:
10488                         return 0;
10489                 case BPF_TRACE_ITER:
10490                         break;
10491                 default:
10492                         return -ENOTSUPP;
10493                 }
10494                 break;
10495         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
10496                 range = tnum_range(SK_DROP, SK_PASS);
10497                 break;
10498         case BPF_PROG_TYPE_EXT:
10499                 /* freplace program can return anything as its return value
10500                  * depends on the to-be-replaced kernel func or bpf program.
10501                  */
10502         default:
10503                 return 0;
10504         }
10505
10506         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
10507                 verbose(env, "At program exit the register R0 is not a known value (%s)\n",
10508                         reg_type_str(env, reg->type));
10509                 return -EINVAL;
10510         }
10511
10512         if (!tnum_in(range, reg->var_off)) {
10513                 verbose_invalid_scalar(env, reg, &range, "program exit", "R0");
10514                 return -EINVAL;
10515         }
10516
10517         if (!tnum_is_unknown(enforce_attach_type_range) &&
10518             tnum_in(enforce_attach_type_range, reg->var_off))
10519                 env->prog->enforce_expected_attach_type = 1;
10520         return 0;
10521 }
10522
10523 /* non-recursive DFS pseudo code
10524  * 1  procedure DFS-iterative(G,v):
10525  * 2      label v as discovered
10526  * 3      let S be a stack
10527  * 4      S.push(v)
10528  * 5      while S is not empty
10529  * 6            t <- S.pop()
10530  * 7            if t is what we're looking for:
10531  * 8                return t
10532  * 9            for all edges e in G.adjacentEdges(t) do
10533  * 10               if edge e is already labelled
10534  * 11                   continue with the next edge
10535  * 12               w <- G.adjacentVertex(t,e)
10536  * 13               if vertex w is not discovered and not explored
10537  * 14                   label e as tree-edge
10538  * 15                   label w as discovered
10539  * 16                   S.push(w)
10540  * 17                   continue at 5
10541  * 18               else if vertex w is discovered
10542  * 19                   label e as back-edge
10543  * 20               else
10544  * 21                   // vertex w is explored
10545  * 22                   label e as forward- or cross-edge
10546  * 23           label t as explored
10547  * 24           S.pop()
10548  *
10549  * convention:
10550  * 0x10 - discovered
10551  * 0x11 - discovered and fall-through edge labelled
10552  * 0x12 - discovered and fall-through and branch edges labelled
10553  * 0x20 - explored
10554  */
10555
10556 enum {
10557         DISCOVERED = 0x10,
10558         EXPLORED = 0x20,
10559         FALLTHROUGH = 1,
10560         BRANCH = 2,
10561 };
10562
10563 static u32 state_htab_size(struct bpf_verifier_env *env)
10564 {
10565         return env->prog->len;
10566 }
10567
10568 static struct bpf_verifier_state_list **explored_state(
10569                                         struct bpf_verifier_env *env,
10570                                         int idx)
10571 {
10572         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
10573         struct bpf_func_state *state = cur->frame[cur->curframe];
10574
10575         return &env->explored_states[(idx ^ state->callsite) % state_htab_size(env)];
10576 }
10577
10578 static void init_explored_state(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
10579 {
10580         env->insn_aux_data[idx].prune_point = true;
10581 }
10582
10583 enum {
10584         DONE_EXPLORING = 0,
10585         KEEP_EXPLORING = 1,
10586 };
10587
10588 /* t, w, e - match pseudo-code above:
10589  * t - index of current instruction
10590  * w - next instruction
10591  * e - edge
10592  */
10593 static int push_insn(int t, int w, int e, struct bpf_verifier_env *env,
10594                      bool loop_ok)
10595 {
10596         int *insn_stack = env->cfg.insn_stack;
10597         int *insn_state = env->cfg.insn_state;
10598
10599         if (e == FALLTHROUGH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | FALLTHROUGH))
10600                 return DONE_EXPLORING;
10601
10602         if (e == BRANCH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | BRANCH))
10603                 return DONE_EXPLORING;
10604
10605         if (w < 0 || w >= env->prog->len) {
10606                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
10607                 verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", t, w);
10608                 return -EINVAL;
10609         }
10610
10611         if (e == BRANCH)
10612                 /* mark branch target for state pruning */
10613                 init_explored_state(env, w);
10614
10615         if (insn_state[w] == 0) {
10616                 /* tree-edge */
10617                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
10618                 insn_state[w] = DISCOVERED;
10619                 if (env->cfg.cur_stack >= env->prog->len)
10620                         return -E2BIG;
10621                 insn_stack[env->cfg.cur_stack++] = w;
10622                 return KEEP_EXPLORING;
10623         } else if ((insn_state[w] & 0xF0) == DISCOVERED) {
10624                 if (loop_ok && env->bpf_capable)
10625                         return DONE_EXPLORING;
10626                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
10627                 verbose_linfo(env, w, "%d: ", w);
10628                 verbose(env, "back-edge from insn %d to %d\n", t, w);
10629                 return -EINVAL;
10630         } else if (insn_state[w] == EXPLORED) {
10631                 /* forward- or cross-edge */
10632                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
10633         } else {
10634                 verbose(env, "insn state internal bug\n");
10635                 return -EFAULT;
10636         }
10637         return DONE_EXPLORING;
10638 }
10639
10640 static int visit_func_call_insn(int t, int insn_cnt,
10641                                 struct bpf_insn *insns,
10642                                 struct bpf_verifier_env *env,
10643                                 bool visit_callee)
10644 {
10645         int ret;
10646
10647         ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, false);
10648         if (ret)
10649                 return ret;
10650
10651         if (t + 1 < insn_cnt)
10652                 init_explored_state(env, t + 1);
10653         if (visit_callee) {
10654                 init_explored_state(env, t);
10655                 ret = push_insn(t, t + insns[t].imm + 1, BRANCH, env,
10656                                 /* It's ok to allow recursion from CFG point of
10657                                  * view. __check_func_call() will do the actual
10658                                  * check.
10659                                  */
10660                                 bpf_pseudo_func(insns + t));
10661         }
10662         return ret;
10663 }
10664
10665 /* Visits the instruction at index t and returns one of the following:
10666  *  < 0 - an error occurred
10667  *  DONE_EXPLORING - the instruction was fully explored
10668  *  KEEP_EXPLORING - there is still work to be done before it is fully explored
10669  */
10670 static int visit_insn(int t, int insn_cnt, struct bpf_verifier_env *env)
10671 {
10672         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
10673         int ret;
10674
10675         if (bpf_pseudo_func(insns + t))
10676                 return visit_func_call_insn(t, insn_cnt, insns, env, true);
10677
10678         /* All non-branch instructions have a single fall-through edge. */
10679         if (BPF_CLASS(insns[t].code) != BPF_JMP &&
10680             BPF_CLASS(insns[t].code) != BPF_JMP32)
10681                 return push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, false);
10682
10683         switch (BPF_OP(insns[t].code)) {
10684         case BPF_EXIT:
10685                 return DONE_EXPLORING;
10686
10687         case BPF_CALL:
10688                 if (insns[t].imm == BPF_FUNC_timer_set_callback)
10689                         /* Mark this call insn to trigger is_state_visited() check
10690                          * before call itself is processed by __check_func_call().
10691                          * Otherwise new async state will be pushed for further
10692                          * exploration.
10693                          */
10694                         init_explored_state(env, t);
10695                 return visit_func_call_insn(t, insn_cnt, insns, env,
10696                                             insns[t].src_reg == BPF_PSEUDO_CALL);
10697
10698         case BPF_JA:
10699                 if (BPF_SRC(insns[t].code) != BPF_K)
10700                         return -EINVAL;
10701
10702                 /* unconditional jump with single edge */
10703                 ret = push_insn(t, t + insns[t].off + 1, FALLTHROUGH, env,
10704                                 true);
10705                 if (ret)
10706                         return ret;
10707
10708                 /* unconditional jmp is not a good pruning point,
10709                  * but it's marked, since backtracking needs
10710                  * to record jmp history in is_state_visited().
10711                  */
10712                 init_explored_state(env, t + insns[t].off + 1);
10713                 /* tell verifier to check for equivalent states
10714                  * after every call and jump
10715                  */
10716                 if (t + 1 < insn_cnt)
10717                         init_explored_state(env, t + 1);
10718
10719                 return ret;
10720
10721         default:
10722                 /* conditional jump with two edges */
10723                 init_explored_state(env, t);
10724                 ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, true);
10725                 if (ret)
10726                         return ret;
10727
10728                 return push_insn(t, t + insns[t].off + 1, BRANCH, env, true);
10729         }
10730 }
10731
10732 /* non-recursive depth-first-search to detect loops in BPF program
10733  * loop == back-edge in directed graph
10734  */
10735 static int check_cfg(struct bpf_verifier_env *env)
10736 {
10737         int insn_cnt = env->prog->len;
10738         int *insn_stack, *insn_state;
10739         int ret = 0;
10740         int i;
10741
10742         insn_state = env->cfg.insn_state = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
10743         if (!insn_state)
10744                 return -ENOMEM;
10745
10746         insn_stack = env->cfg.insn_stack = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
10747         if (!insn_stack) {
10748                 kvfree(insn_state);
10749                 return -ENOMEM;
10750         }
10751
10752         insn_state[0] = DISCOVERED; /* mark 1st insn as discovered */
10753         insn_stack[0] = 0; /* 0 is the first instruction */
10754         env->cfg.cur_stack = 1;
10755
10756         while (env->cfg.cur_stack > 0) {
10757                 int t = insn_stack[env->cfg.cur_stack - 1];
10758
10759                 ret = visit_insn(t, insn_cnt, env);
10760                 switch (ret) {
10761                 case DONE_EXPLORING:
10762                         insn_state[t] = EXPLORED;
10763                         env->cfg.cur_stack--;
10764                         break;
10765                 case KEEP_EXPLORING:
10766                         break;
10767                 default:
10768                         if (ret > 0) {
10769                                 verbose(env, "visit_insn internal bug\n");
10770                                 ret = -EFAULT;
10771                         }
10772                         goto err_free;
10773                 }
10774         }
10775
10776         if (env->cfg.cur_stack < 0) {
10777                 verbose(env, "pop stack internal bug\n");
10778                 ret = -EFAULT;
10779                 goto err_free;
10780         }
10781
10782         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
10783                 if (insn_state[i] != EXPLORED) {
10784                         verbose(env, "unreachable insn %d\n", i);
10785                         ret = -EINVAL;
10786                         goto err_free;
10787                 }
10788         }
10789         ret = 0; /* cfg looks good */
10790
10791 err_free:
10792         kvfree(insn_state);
10793         kvfree(insn_stack);
10794         env->cfg.insn_state = env->cfg.insn_stack = NULL;
10795         return ret;
10796 }
10797
10798 static int check_abnormal_return(struct bpf_verifier_env *env)
10799 {
10800         int i;
10801
10802         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
10803                 if (env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
10804                         verbose(env, "LD_ABS is not allowed in subprogs without BTF\n");
10805                         return -EINVAL;
10806                 }
10807                 if (env->subprog_info[i].has_tail_call) {
10808                         verbose(env, "tail_call is not allowed in subprogs without BTF\n");
10809                         return -EINVAL;
10810                 }
10811         }
10812         return 0;
10813 }
10814
10815 /* The minimum supported BTF func info size */
10816 #define MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE   8
10817 #define MAX_FUNCINFO_REC_SIZE   252
10818
10819 static int check_btf_func(struct bpf_verifier_env *env,
10820                           const union bpf_attr *attr,
10821                           bpfptr_t uattr)
10822 {
10823         const struct btf_type *type, *func_proto, *ret_type;
10824         u32 i, nfuncs, urec_size, min_size;
10825         u32 krec_size = sizeof(struct bpf_func_info);
10826         struct bpf_func_info *krecord;
10827         struct bpf_func_info_aux *info_aux = NULL;
10828         struct bpf_prog *prog;
10829         const struct btf *btf;
10830         bpfptr_t urecord;
10831         u32 prev_offset = 0;
10832         bool scalar_return;
10833         int ret = -ENOMEM;
10834
10835         nfuncs = attr->func_info_cnt;
10836         if (!nfuncs) {
10837                 if (check_abnormal_return(env))
10838                         return -EINVAL;
10839                 return 0;
10840         }
10841
10842         if (nfuncs != env->subprog_cnt) {
10843                 verbose(env, "number of funcs in func_info doesn't match number of subprogs\n");
10844                 return -EINVAL;
10845         }
10846
10847         urec_size = attr->func_info_rec_size;
10848         if (urec_size < MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE ||
10849             urec_size > MAX_FUNCINFO_REC_SIZE ||
10850             urec_size % sizeof(u32)) {
10851                 verbose(env, "invalid func info rec size %u\n", urec_size);
10852                 return -EINVAL;
10853         }
10854
10855         prog = env->prog;
10856         btf = prog->aux->btf;
10857
10858         urecord = make_bpfptr(attr->func_info, uattr.is_kernel);
10859         min_size = min_t(u32, krec_size, urec_size);
10860
10861         krecord = kvcalloc(nfuncs, krec_size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
10862         if (!krecord)
10863                 return -ENOMEM;
10864         info_aux = kcalloc(nfuncs, sizeof(*info_aux), GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
10865         if (!info_aux)
10866                 goto err_free;
10867
10868         for (i = 0; i < nfuncs; i++) {
10869                 ret = bpf_check_uarg_tail_zero(urecord, krec_size, urec_size);
10870                 if (ret) {
10871                         if (ret == -E2BIG) {
10872                                 verbose(env, "nonzero tailing record in func info");
10873                                 /* set the size kernel expects so loader can zero
10874                                  * out the rest of the record.
10875                                  */
10876                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
10877                                                           offsetof(union bpf_attr, func_info_rec_size),
10878                                                           &min_size, sizeof(min_size)))
10879                                         ret = -EFAULT;
10880                         }
10881                         goto err_free;
10882                 }
10883
10884                 if (copy_from_bpfptr(&krecord[i], urecord, min_size)) {
10885                         ret = -EFAULT;
10886                         goto err_free;
10887                 }
10888
10889                 /* check insn_off */
10890                 ret = -EINVAL;
10891                 if (i == 0) {
10892                         if (krecord[i].insn_off) {
10893                                 verbose(env,
10894                                         "nonzero insn_off %u for the first func info record",
10895                                         krecord[i].insn_off);
10896                                 goto err_free;
10897                         }
10898                 } else if (krecord[i].insn_off <= prev_offset) {
10899                         verbose(env,
10900                                 "same or smaller insn offset (%u) than previous func info record (%u)",
10901                                 krecord[i].insn_off, prev_offset);
10902                         goto err_free;
10903                 }
10904
10905                 if (env->subprog_info[i].start != krecord[i].insn_off) {
10906                         verbose(env, "func_info BTF section doesn't match subprog layout in BPF program\n");
10907                         goto err_free;
10908                 }
10909
10910                 /* check type_id */
10911                 type = btf_type_by_id(btf, krecord[i].type_id);
10912                 if (!type || !btf_type_is_func(type)) {
10913                         verbose(env, "invalid type id %d in func info",
10914                                 krecord[i].type_id);
10915                         goto err_free;
10916                 }
10917                 info_aux[i].linkage = BTF_INFO_VLEN(type->info);
10918
10919                 func_proto = btf_type_by_id(btf, type->type);
10920                 if (unlikely(!func_proto || !btf_type_is_func_proto(func_proto)))
10921                         /* btf_func_check() already verified it during BTF load */
10922                         goto err_free;
10923                 ret_type = btf_type_skip_modifiers(btf, func_proto->type, NULL);
10924                 scalar_return =
10925                         btf_type_is_small_int(ret_type) || btf_is_any_enum(ret_type);
10926                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
10927                         verbose(env, "LD_ABS is only allowed in functions that return 'int'.\n");
10928                         goto err_free;
10929                 }
10930                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_tail_call) {
10931                         verbose(env, "tail_call is only allowed in functions that return 'int'.\n");
10932                         goto err_free;
10933                 }
10934
10935                 prev_offset = krecord[i].insn_off;
10936                 bpfptr_add(&urecord, urec_size);
10937         }
10938
10939         prog->aux->func_info = krecord;
10940         prog->aux->func_info_cnt = nfuncs;
10941         prog->aux->func_info_aux = info_aux;
10942         return 0;
10943
10944 err_free:
10945         kvfree(krecord);
10946         kfree(info_aux);
10947         return ret;
10948 }
10949
10950 static void adjust_btf_func(struct bpf_verifier_env *env)
10951 {
10952         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
10953         int i;
10954
10955         if (!aux->func_info)
10956                 return;
10957
10958         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
10959                 aux->func_info[i].insn_off = env->subprog_info[i].start;
10960 }
10961
10962 #define MIN_BPF_LINEINFO_SIZE   offsetofend(struct bpf_line_info, line_col)
10963 #define MAX_LINEINFO_REC_SIZE   MAX_FUNCINFO_REC_SIZE
10964
10965 static int check_btf_line(struct bpf_verifier_env *env,
10966                           const union bpf_attr *attr,
10967                           bpfptr_t uattr)
10968 {
10969         u32 i, s, nr_linfo, ncopy, expected_size, rec_size, prev_offset = 0;
10970         struct bpf_subprog_info *sub;
10971         struct bpf_line_info *linfo;
10972         struct bpf_prog *prog;
10973         const struct btf *btf;
10974         bpfptr_t ulinfo;
10975         int err;
10976
10977         nr_linfo = attr->line_info_cnt;
10978         if (!nr_linfo)
10979                 return 0;
10980         if (nr_linfo > INT_MAX / sizeof(struct bpf_line_info))
10981                 return -EINVAL;
10982
10983         rec_size = attr->line_info_rec_size;
10984         if (rec_size < MIN_BPF_LINEINFO_SIZE ||
10985             rec_size > MAX_LINEINFO_REC_SIZE ||
10986             rec_size & (sizeof(u32) - 1))
10987                 return -EINVAL;
10988
10989         /* Need to zero it in case the userspace may
10990          * pass in a smaller bpf_line_info object.
10991          */
10992         linfo = kvcalloc(nr_linfo, sizeof(struct bpf_line_info),
10993                          GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
10994         if (!linfo)
10995                 return -ENOMEM;
10996
10997         prog = env->prog;
10998         btf = prog->aux->btf;
10999
11000         s = 0;
11001         sub = env->subprog_info;
11002         ulinfo = make_bpfptr(attr->line_info, uattr.is_kernel);
11003         expected_size = sizeof(struct bpf_line_info);
11004         ncopy = min_t(u32, expected_size, rec_size);
11005         for (i = 0; i < nr_linfo; i++) {
11006                 err = bpf_check_uarg_tail_zero(ulinfo, expected_size, rec_size);
11007                 if (err) {
11008                         if (err == -E2BIG) {
11009                                 verbose(env, "nonzero tailing record in line_info");
11010                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
11011                                                           offsetof(union bpf_attr, line_info_rec_size),
11012                                                           &expected_size, sizeof(expected_size)))
11013                                         err = -EFAULT;
11014                         }
11015                         goto err_free;
11016                 }
11017
11018                 if (copy_from_bpfptr(&linfo[i], ulinfo, ncopy)) {
11019                         err = -EFAULT;
11020                         goto err_free;
11021                 }
11022
11023                 /*
11024                  * Check insn_off to ensure
11025                  * 1) strictly increasing AND
11026                  * 2) bounded by prog->len
11027                  *
11028                  * The linfo[0].insn_off == 0 check logically falls into
11029                  * the later "missing bpf_line_info for func..." case
11030                  * because the first linfo[0].insn_off must be the
11031                  * first sub also and the first sub must have
11032                  * subprog_info[0].start == 0.
11033                  */
11034                 if ((i && linfo[i].insn_off <= prev_offset) ||
11035                     linfo[i].insn_off >= prog->len) {
11036                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].insn_off:%u (prev_offset:%u prog->len:%u)\n",
11037                                 i, linfo[i].insn_off, prev_offset,
11038                                 prog->len);
11039                         err = -EINVAL;
11040                         goto err_free;
11041                 }
11042
11043                 if (!prog->insnsi[linfo[i].insn_off].code) {
11044                         verbose(env,
11045                                 "Invalid insn code at line_info[%u].insn_off\n",
11046                                 i);
11047                         err = -EINVAL;
11048                         goto err_free;
11049                 }
11050
11051                 if (!btf_name_by_offset(btf, linfo[i].line_off) ||
11052                     !btf_name_by_offset(btf, linfo[i].file_name_off)) {
11053                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].line_off or .file_name_off\n", i);
11054                         err = -EINVAL;
11055                         goto err_free;
11056                 }
11057
11058                 if (s != env->subprog_cnt) {
11059                         if (linfo[i].insn_off == sub[s].start) {
11060                                 sub[s].linfo_idx = i;
11061                                 s++;
11062                         } else if (sub[s].start < linfo[i].insn_off) {
11063                                 verbose(env, "missing bpf_line_info for func#%u\n", s);
11064                                 err = -EINVAL;
11065                                 goto err_free;
11066                         }
11067                 }
11068
11069                 prev_offset = linfo[i].insn_off;
11070                 bpfptr_add(&ulinfo, rec_size);
11071         }
11072
11073         if (s != env->subprog_cnt) {
11074                 verbose(env, "missing bpf_line_info for %u funcs starting from func#%u\n",
11075                         env->subprog_cnt - s, s);
11076                 err = -EINVAL;
11077                 goto err_free;
11078         }
11079
11080         prog->aux->linfo = linfo;
11081         prog->aux->nr_linfo = nr_linfo;
11082
11083         return 0;
11084
11085 err_free:
11086         kvfree(linfo);
11087         return err;
11088 }
11089
11090 #define MIN_CORE_RELO_SIZE      sizeof(struct bpf_core_relo)
11091 #define MAX_CORE_RELO_SIZE      MAX_FUNCINFO_REC_SIZE
11092
11093 static int check_core_relo(struct bpf_verifier_env *env,
11094                            const union bpf_attr *attr,
11095                            bpfptr_t uattr)
11096 {
11097         u32 i, nr_core_relo, ncopy, expected_size, rec_size;
11098         struct bpf_core_relo core_relo = {};
11099         struct bpf_prog *prog = env->prog;
11100         const struct btf *btf = prog->aux->btf;
11101         struct bpf_core_ctx ctx = {
11102                 .log = &env->log,
11103                 .btf = btf,
11104         };
11105         bpfptr_t u_core_relo;
11106         int err;
11107
11108         nr_core_relo = attr->core_relo_cnt;
11109         if (!nr_core_relo)
11110                 return 0;
11111         if (nr_core_relo > INT_MAX / sizeof(struct bpf_core_relo))
11112                 return -EINVAL;
11113
11114         rec_size = attr->core_relo_rec_size;
11115         if (rec_size < MIN_CORE_RELO_SIZE ||
11116             rec_size > MAX_CORE_RELO_SIZE ||
11117             rec_size % sizeof(u32))
11118                 return -EINVAL;
11119
11120         u_core_relo = make_bpfptr(attr->core_relos, uattr.is_kernel);
11121         expected_size = sizeof(struct bpf_core_relo);
11122         ncopy = min_t(u32, expected_size, rec_size);
11123
11124         /* Unlike func_info and line_info, copy and apply each CO-RE
11125          * relocation record one at a time.
11126          */
11127         for (i = 0; i < nr_core_relo; i++) {
11128                 /* future proofing when sizeof(bpf_core_relo) changes */
11129                 err = bpf_check_uarg_tail_zero(u_core_relo, expected_size, rec_size);
11130                 if (err) {
11131                         if (err == -E2BIG) {
11132                                 verbose(env, "nonzero tailing record in core_relo");
11133                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
11134                                                           offsetof(union bpf_attr, core_relo_rec_size),
11135                                                           &expected_size, sizeof(expected_size)))
11136                                         err = -EFAULT;
11137                         }
11138                         break;
11139                 }
11140
11141                 if (copy_from_bpfptr(&core_relo, u_core_relo, ncopy)) {
11142                         err = -EFAULT;
11143                         break;
11144                 }
11145
11146                 if (core_relo.insn_off % 8 || core_relo.insn_off / 8 >= prog->len) {
11147                         verbose(env, "Invalid core_relo[%u].insn_off:%u prog->len:%u\n",
11148                                 i, core_relo.insn_off, prog->len);
11149                         err = -EINVAL;
11150                         break;
11151                 }
11152
11153                 err = bpf_core_apply(&ctx, &core_relo, i,
11154                                      &prog->insnsi[core_relo.insn_off / 8]);
11155                 if (err)
11156                         break;
11157                 bpfptr_add(&u_core_relo, rec_size);
11158         }
11159         return err;
11160 }
11161
11162 static int check_btf_info(struct bpf_verifier_env *env,
11163                           const union bpf_attr *attr,
11164                           bpfptr_t uattr)
11165 {
11166         struct btf *btf;
11167         int err;
11168
11169         if (!attr->func_info_cnt && !attr->line_info_cnt) {
11170                 if (check_abnormal_return(env))
11171                         return -EINVAL;
11172                 return 0;
11173         }
11174
11175         btf = btf_get_by_fd(attr->prog_btf_fd);
11176         if (IS_ERR(btf))
11177                 return PTR_ERR(btf);
11178         if (btf_is_kernel(btf)) {
11179                 btf_put(btf);
11180                 return -EACCES;
11181         }
11182         env->prog->aux->btf = btf;
11183
11184         err = check_btf_func(env, attr, uattr);
11185         if (err)
11186                 return err;
11187
11188         err = check_btf_line(env, attr, uattr);
11189         if (err)
11190                 return err;
11191
11192         err = check_core_relo(env, attr, uattr);
11193         if (err)
11194                 return err;
11195
11196         return 0;
11197 }
11198
11199 /* check %cur's range satisfies %old's */
11200 static bool range_within(struct bpf_reg_state *old,
11201                          struct bpf_reg_state *cur)
11202 {
11203         return old->umin_value <= cur->umin_value &&
11204                old->umax_value >= cur->umax_value &&
11205                old->smin_value <= cur->smin_value &&
11206                old->smax_value >= cur->smax_value &&
11207                old->u32_min_value <= cur->u32_min_value &&
11208                old->u32_max_value >= cur->u32_max_value &&
11209                old->s32_min_value <= cur->s32_min_value &&
11210                old->s32_max_value >= cur->s32_max_value;
11211 }
11212
11213 /* If in the old state two registers had the same id, then they need to have
11214  * the same id in the new state as well.  But that id could be different from
11215  * the old state, so we need to track the mapping from old to new ids.
11216  * Once we have seen that, say, a reg with old id 5 had new id 9, any subsequent
11217  * regs with old id 5 must also have new id 9 for the new state to be safe.  But
11218  * regs with a different old id could still have new id 9, we don't care about
11219  * that.
11220  * So we look through our idmap to see if this old id has been seen before.  If
11221  * so, we require the new id to match; otherwise, we add the id pair to the map.
11222  */
11223 static bool check_ids(u32 old_id, u32 cur_id, struct bpf_id_pair *idmap)
11224 {
11225         unsigned int i;
11226
11227         for (i = 0; i < BPF_ID_MAP_SIZE; i++) {
11228                 if (!idmap[i].old) {
11229                         /* Reached an empty slot; haven't seen this id before */
11230                         idmap[i].old = old_id;
11231                         idmap[i].cur = cur_id;
11232                         return true;
11233                 }
11234                 if (idmap[i].old == old_id)
11235                         return idmap[i].cur == cur_id;
11236         }
11237         /* We ran out of idmap slots, which should be impossible */
11238         WARN_ON_ONCE(1);
11239         return false;
11240 }
11241
11242 static void clean_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
11243                              struct bpf_func_state *st)
11244 {
11245         enum bpf_reg_liveness live;
11246         int i, j;
11247
11248         for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
11249                 live = st->regs[i].live;
11250                 /* liveness must not touch this register anymore */
11251                 st->regs[i].live |= REG_LIVE_DONE;
11252                 if (!(live & REG_LIVE_READ))
11253                         /* since the register is unused, clear its state
11254                          * to make further comparison simpler
11255                          */
11256                         __mark_reg_not_init(env, &st->regs[i]);
11257         }
11258
11259         for (i = 0; i < st->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
11260                 live = st->stack[i].spilled_ptr.live;
11261                 /* liveness must not touch this stack slot anymore */
11262                 st->stack[i].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_DONE;
11263                 if (!(live & REG_LIVE_READ)) {
11264                         __mark_reg_not_init(env, &st->stack[i].spilled_ptr);
11265                         for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
11266                                 st->stack[i].slot_type[j] = STACK_INVALID;
11267                 }
11268         }
11269 }
11270
11271 static void clean_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
11272                                  struct bpf_verifier_state *st)
11273 {
11274         int i;
11275
11276         if (st->frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE)
11277                 /* all regs in this state in all frames were already marked */
11278                 return;
11279
11280         for (i = 0; i <= st->curframe; i++)
11281                 clean_func_state(env, st->frame[i]);
11282 }
11283
11284 /* the parentage chains form a tree.
11285  * the verifier states are added to state lists at given insn and
11286  * pushed into state stack for future exploration.
11287  * when the verifier reaches bpf_exit insn some of the verifer states
11288  * stored in the state lists have their final liveness state already,
11289  * but a lot of states will get revised from liveness point of view when
11290  * the verifier explores other branches.
11291  * Example:
11292  * 1: r0 = 1
11293  * 2: if r1 == 100 goto pc+1
11294  * 3: r0 = 2
11295  * 4: exit
11296  * when the verifier reaches exit insn the register r0 in the state list of
11297  * insn 2 will be seen as !REG_LIVE_READ. Then the verifier pops the other_branch
11298  * of insn 2 and goes exploring further. At the insn 4 it will walk the
11299  * parentage chain from insn 4 into insn 2 and will mark r0 as REG_LIVE_READ.
11300  *
11301  * Since the verifier pushes the branch states as it sees them while exploring
11302  * the program the condition of walking the branch instruction for the second
11303  * time means that all states below this branch were already explored and
11304  * their final liveness marks are already propagated.
11305  * Hence when the verifier completes the search of state list in is_state_visited()
11306  * we can call this clean_live_states() function to mark all liveness states
11307  * as REG_LIVE_DONE to indicate that 'parent' pointers of 'struct bpf_reg_state'
11308  * will not be used.
11309  * This function also clears the registers and stack for states that !READ
11310  * to simplify state merging.
11311  *
11312  * Important note here that walking the same branch instruction in the callee
11313  * doesn't meant that the states are DONE. The verifier has to compare
11314  * the callsites
11315  */
11316 static void clean_live_states(struct bpf_verifier_env *env, int insn,
11317                               struct bpf_verifier_state *cur)
11318 {
11319         struct bpf_verifier_state_list *sl;
11320         int i;
11321
11322         sl = *explored_state(env, insn);
11323         while (sl) {
11324                 if (sl->state.branches)
11325                         goto next;
11326                 if (sl->state.insn_idx != insn ||
11327                     sl->state.curframe != cur->curframe)
11328                         goto next;
11329                 for (i = 0; i <= cur->curframe; i++)
11330                         if (sl->state.frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
11331                                 goto next;
11332                 clean_verifier_state(env, &sl->state);
11333 next:
11334                 sl = sl->next;
11335         }
11336 }
11337
11338 /* Returns true if (rold safe implies rcur safe) */
11339 static bool regsafe(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *rold,
11340                     struct bpf_reg_state *rcur, struct bpf_id_pair *idmap)
11341 {
11342         bool equal;
11343
11344         if (!(rold->live & REG_LIVE_READ))
11345                 /* explored state didn't use this */
11346                 return true;
11347
11348         equal = memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, parent)) == 0;
11349
11350         if (rold->type == PTR_TO_STACK)
11351                 /* two stack pointers are equal only if they're pointing to
11352                  * the same stack frame, since fp-8 in foo != fp-8 in bar
11353                  */
11354                 return equal && rold->frameno == rcur->frameno;
11355
11356         if (equal)
11357                 return true;
11358
11359         if (rold->type == NOT_INIT)
11360                 /* explored state can't have used this */
11361                 return true;
11362         if (rcur->type == NOT_INIT)
11363                 return false;
11364         switch (base_type(rold->type)) {
11365         case SCALAR_VALUE:
11366                 if (env->explore_alu_limits)
11367                         return false;
11368                 if (rcur->type == SCALAR_VALUE) {
11369                         if (!rold->precise && !rcur->precise)
11370                                 return true;
11371                         /* new val must satisfy old val knowledge */
11372                         return range_within(rold, rcur) &&
11373                                tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
11374                 } else {
11375                         /* We're trying to use a pointer in place of a scalar.
11376                          * Even if the scalar was unbounded, this could lead to
11377                          * pointer leaks because scalars are allowed to leak
11378                          * while pointers are not. We could make this safe in
11379                          * special cases if root is calling us, but it's
11380                          * probably not worth the hassle.
11381                          */
11382                         return false;
11383                 }
11384         case PTR_TO_MAP_KEY:
11385         case PTR_TO_MAP_VALUE:
11386                 /* a PTR_TO_MAP_VALUE could be safe to use as a
11387                  * PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL into the same map.
11388                  * However, if the old PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL then got NULL-
11389                  * checked, doing so could have affected others with the same
11390                  * id, and we can't check for that because we lost the id when
11391                  * we converted to a PTR_TO_MAP_VALUE.
11392                  */
11393                 if (type_may_be_null(rold->type)) {
11394                         if (!type_may_be_null(rcur->type))
11395                                 return false;
11396                         if (memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)))
11397                                 return false;
11398                         /* Check our ids match any regs they're supposed to */
11399                         return check_ids(rold->id, rcur->id, idmap);
11400                 }
11401
11402                 /* If the new min/max/var_off satisfy the old ones and
11403                  * everything else matches, we are OK.
11404                  * 'id' is not compared, since it's only used for maps with
11405                  * bpf_spin_lock inside map element and in such cases if
11406                  * the rest of the prog is valid for one map element then
11407                  * it's valid for all map elements regardless of the key
11408                  * used in bpf_map_lookup()
11409                  */
11410                 return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)) == 0 &&
11411                        range_within(rold, rcur) &&
11412                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
11413         case PTR_TO_PACKET_META:
11414         case PTR_TO_PACKET:
11415                 if (rcur->type != rold->type)
11416                         return false;
11417                 /* We must have at least as much range as the old ptr
11418                  * did, so that any accesses which were safe before are
11419                  * still safe.  This is true even if old range < old off,
11420                  * since someone could have accessed through (ptr - k), or
11421                  * even done ptr -= k in a register, to get a safe access.
11422                  */
11423                 if (rold->range > rcur->range)
11424                         return false;
11425                 /* If the offsets don't match, we can't trust our alignment;
11426                  * nor can we be sure that we won't fall out of range.
11427                  */
11428                 if (rold->off != rcur->off)
11429                         return false;
11430                 /* id relations must be preserved */
11431                 if (rold->id && !check_ids(rold->id, rcur->id, idmap))
11432                         return false;
11433                 /* new val must satisfy old val knowledge */
11434                 return range_within(rold, rcur) &&
11435                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
11436         case PTR_TO_CTX:
11437         case CONST_PTR_TO_MAP:
11438         case PTR_TO_PACKET_END:
11439         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
11440         case PTR_TO_SOCKET:
11441         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
11442         case PTR_TO_TCP_SOCK:
11443         case PTR_TO_XDP_SOCK:
11444                 /* Only valid matches are exact, which memcmp() above
11445                  * would have accepted
11446                  */
11447         default:
11448                 /* Don't know what's going on, just say it's not safe */
11449                 return false;
11450         }
11451
11452         /* Shouldn't get here; if we do, say it's not safe */
11453         WARN_ON_ONCE(1);
11454         return false;
11455 }
11456
11457 static bool stacksafe(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *old,
11458                       struct bpf_func_state *cur, struct bpf_id_pair *idmap)
11459 {
11460         int i, spi;
11461
11462         /* walk slots of the explored stack and ignore any additional
11463          * slots in the current stack, since explored(safe) state
11464          * didn't use them
11465          */
11466         for (i = 0; i < old->allocated_stack; i++) {
11467                 spi = i / BPF_REG_SIZE;
11468
11469                 if (!(old->stack[spi].spilled_ptr.live & REG_LIVE_READ)) {
11470                         i += BPF_REG_SIZE - 1;
11471                         /* explored state didn't use this */
11472                         continue;
11473                 }
11474
11475                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_INVALID)
11476                         continue;
11477
11478                 /* explored stack has more populated slots than current stack
11479                  * and these slots were used
11480                  */
11481                 if (i >= cur->allocated_stack)
11482                         return false;
11483
11484                 /* if old state was safe with misc data in the stack
11485                  * it will be safe with zero-initialized stack.
11486                  * The opposite is not true
11487                  */
11488                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC &&
11489                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_ZERO)
11490                         continue;
11491                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] !=
11492                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE])
11493                         /* Ex: old explored (safe) state has STACK_SPILL in
11494                          * this stack slot, but current has STACK_MISC ->
11495                          * this verifier states are not equivalent,
11496                          * return false to continue verification of this path
11497                          */
11498                         return false;
11499                 if (i % BPF_REG_SIZE != BPF_REG_SIZE - 1)
11500                         continue;
11501                 if (!is_spilled_reg(&old->stack[spi]))
11502                         continue;
11503                 if (!regsafe(env, &old->stack[spi].spilled_ptr,
11504                              &cur->stack[spi].spilled_ptr, idmap))
11505                         /* when explored and current stack slot are both storing
11506                          * spilled registers, check that stored pointers types
11507                          * are the same as well.
11508                          * Ex: explored safe path could have stored
11509                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -8}
11510                          * but current path has stored:
11511                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -16}
11512                          * such verifier states are not equivalent.
11513                          * return false to continue verification of this path
11514                          */
11515                         return false;
11516         }
11517         return true;
11518 }
11519
11520 static bool refsafe(struct bpf_func_state *old, struct bpf_func_state *cur)
11521 {
11522         if (old->acquired_refs != cur->acquired_refs)
11523                 return false;
11524         return !memcmp(old->refs, cur->refs,
11525                        sizeof(*old->refs) * old->acquired_refs);
11526 }
11527
11528 /* compare two verifier states
11529  *
11530  * all states stored in state_list are known to be valid, since
11531  * verifier reached 'bpf_exit' instruction through them
11532  *
11533  * this function is called when verifier exploring different branches of
11534  * execution popped from the state stack. If it sees an old state that has
11535  * more strict register state and more strict stack state then this execution
11536  * branch doesn't need to be explored further, since verifier already
11537  * concluded that more strict state leads to valid finish.
11538  *
11539  * Therefore two states are equivalent if register state is more conservative
11540  * and explored stack state is more conservative than the current one.
11541  * Example:
11542  *       explored                   current
11543  * (slot1=INV slot2=MISC) == (slot1=MISC slot2=MISC)
11544  * (slot1=MISC slot2=MISC) != (slot1=INV slot2=MISC)
11545  *
11546  * In other words if current stack state (one being explored) has more
11547  * valid slots than old one that already passed validation, it means
11548  * the verifier can stop exploring and conclude that current state is valid too
11549  *
11550  * Similarly with registers. If explored state has register type as invalid
11551  * whereas register type in current state is meaningful, it means that
11552  * the current state will reach 'bpf_exit' instruction safely
11553  */
11554 static bool func_states_equal(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *old,
11555                               struct bpf_func_state *cur)
11556 {
11557         int i;
11558
11559         memset(env->idmap_scratch, 0, sizeof(env->idmap_scratch));
11560         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
11561                 if (!regsafe(env, &old->regs[i], &cur->regs[i],
11562                              env->idmap_scratch))
11563                         return false;
11564
11565         if (!stacksafe(env, old, cur, env->idmap_scratch))
11566                 return false;
11567
11568         if (!refsafe(old, cur))
11569                 return false;
11570
11571         return true;
11572 }
11573
11574 static bool states_equal(struct bpf_verifier_env *env,
11575                          struct bpf_verifier_state *old,
11576                          struct bpf_verifier_state *cur)
11577 {
11578         int i;
11579
11580         if (old->curframe != cur->curframe)
11581                 return false;
11582
11583         /* Verification state from speculative execution simulation
11584          * must never prune a non-speculative execution one.
11585          */
11586         if (old->speculative && !cur->speculative)
11587                 return false;
11588
11589         if (old->active_spin_lock != cur->active_spin_lock)
11590                 return false;
11591
11592         /* for states to be equal callsites have to be the same
11593          * and all frame states need to be equivalent
11594          */
11595         for (i = 0; i <= old->curframe; i++) {
11596                 if (old->frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
11597                         return false;
11598                 if (!func_states_equal(env, old->frame[i], cur->frame[i]))
11599                         return false;
11600         }
11601         return true;
11602 }
11603
11604 /* Return 0 if no propagation happened. Return negative error code if error
11605  * happened. Otherwise, return the propagated bit.
11606  */
11607 static int propagate_liveness_reg(struct bpf_verifier_env *env,
11608                                   struct bpf_reg_state *reg,
11609                                   struct bpf_reg_state *parent_reg)
11610 {
11611         u8 parent_flag = parent_reg->live & REG_LIVE_READ;
11612         u8 flag = reg->live & REG_LIVE_READ;
11613         int err;
11614
11615         /* When comes here, read flags of PARENT_REG or REG could be any of
11616          * REG_LIVE_READ64, REG_LIVE_READ32, REG_LIVE_NONE. There is no need
11617          * of propagation if PARENT_REG has strongest REG_LIVE_READ64.
11618          */
11619         if (parent_flag == REG_LIVE_READ64 ||
11620             /* Or if there is no read flag from REG. */
11621             !flag ||
11622             /* Or if the read flag from REG is the same as PARENT_REG. */
11623             parent_flag == flag)
11624                 return 0;
11625
11626         err = mark_reg_read(env, reg, parent_reg, flag);
11627         if (err)
11628                 return err;
11629
11630         return flag;
11631 }
11632
11633 /* A write screens off any subsequent reads; but write marks come from the
11634  * straight-line code between a state and its parent.  When we arrive at an
11635  * equivalent state (jump target or such) we didn't arrive by the straight-line
11636  * code, so read marks in the state must propagate to the parent regardless
11637  * of the state's write marks. That's what 'parent == state->parent' comparison
11638  * in mark_reg_read() is for.
11639  */
11640 static int propagate_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
11641                               const struct bpf_verifier_state *vstate,
11642                               struct bpf_verifier_state *vparent)
11643 {
11644         struct bpf_reg_state *state_reg, *parent_reg;
11645         struct bpf_func_state *state, *parent;
11646         int i, frame, err = 0;
11647
11648         if (vparent->curframe != vstate->curframe) {
11649                 WARN(1, "propagate_live: parent frame %d current frame %d\n",
11650                      vparent->curframe, vstate->curframe);
11651                 return -EFAULT;
11652         }
11653         /* Propagate read liveness of registers... */
11654         BUILD_BUG_ON(BPF_REG_FP + 1 != MAX_BPF_REG);
11655         for (frame = 0; frame <= vstate->curframe; frame++) {
11656                 parent = vparent->frame[frame];
11657                 state = vstate->frame[frame];
11658                 parent_reg = parent->regs;
11659                 state_reg = state->regs;
11660                 /* We don't need to worry about FP liveness, it's read-only */
11661                 for (i = frame < vstate->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
11662                         err = propagate_liveness_reg(env, &state_reg[i],
11663                                                      &parent_reg[i]);
11664                         if (err < 0)
11665                                 return err;
11666                         if (err == REG_LIVE_READ64)
11667                                 mark_insn_zext(env, &parent_reg[i]);
11668                 }
11669
11670                 /* Propagate stack slots. */
11671                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE &&
11672                             i < parent->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
11673                         parent_reg = &parent->stack[i].spilled_ptr;
11674                         state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
11675                         err = propagate_liveness_reg(env, state_reg,
11676                                                      parent_reg);
11677                         if (err < 0)
11678                                 return err;
11679                 }
11680         }
11681         return 0;
11682 }
11683
11684 /* find precise scalars in the previous equivalent state and
11685  * propagate them into the current state
11686  */
11687 static int propagate_precision(struct bpf_verifier_env *env,
11688                                const struct bpf_verifier_state *old)
11689 {
11690         struct bpf_reg_state *state_reg;
11691         struct bpf_func_state *state;
11692         int i, err = 0;
11693
11694         state = old->frame[old->curframe];
11695         state_reg = state->regs;
11696         for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++, state_reg++) {
11697                 if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
11698                     !state_reg->precise)
11699                         continue;
11700                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
11701                         verbose(env, "propagating r%d\n", i);
11702                 err = mark_chain_precision(env, i);
11703                 if (err < 0)
11704                         return err;
11705         }
11706
11707         for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
11708                 if (!is_spilled_reg(&state->stack[i]))
11709                         continue;
11710                 state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
11711                 if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
11712                     !state_reg->precise)
11713                         continue;
11714                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
11715                         verbose(env, "propagating fp%d\n",
11716                                 (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
11717                 err = mark_chain_precision_stack(env, i);
11718                 if (err < 0)
11719                         return err;
11720         }
11721         return 0;
11722 }
11723
11724 static bool states_maybe_looping(struct bpf_verifier_state *old,
11725                                  struct bpf_verifier_state *cur)
11726 {
11727         struct bpf_func_state *fold, *fcur;
11728         int i, fr = cur->curframe;
11729
11730         if (old->curframe != fr)
11731                 return false;
11732
11733         fold = old->frame[fr];
11734         fcur = cur->frame[fr];
11735         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
11736                 if (memcmp(&fold->regs[i], &fcur->regs[i],
11737                            offsetof(struct bpf_reg_state, parent)))
11738                         return false;
11739         return true;
11740 }
11741
11742
11743 static int is_state_visited(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
11744 {
11745         struct bpf_verifier_state_list *new_sl;
11746         struct bpf_verifier_state_list *sl, **pprev;
11747         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state, *new;
11748         int i, j, err, states_cnt = 0;
11749         bool add_new_state = env->test_state_freq ? true : false;
11750
11751         cur->last_insn_idx = env->prev_insn_idx;
11752         if (!env->insn_aux_data[insn_idx].prune_point)
11753                 /* this 'insn_idx' instruction wasn't marked, so we will not
11754                  * be doing state search here
11755                  */
11756                 return 0;
11757
11758         /* bpf progs typically have pruning point every 4 instructions
11759          * http://vger.kernel.org/bpfconf2019.html#session-1
11760          * Do not add new state for future pruning if the verifier hasn't seen
11761          * at least 2 jumps and at least 8 instructions.
11762          * This heuristics helps decrease 'total_states' and 'peak_states' metric.
11763          * In tests that amounts to up to 50% reduction into total verifier
11764          * memory consumption and 20% verifier time speedup.
11765          */
11766         if (env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed >= 2 &&
11767             env->insn_processed - env->prev_insn_processed >= 8)
11768                 add_new_state = true;
11769
11770         pprev = explored_state(env, insn_idx);
11771         sl = *pprev;
11772
11773         clean_live_states(env, insn_idx, cur);
11774
11775         while (sl) {
11776                 states_cnt++;
11777                 if (sl->state.insn_idx != insn_idx)
11778                         goto next;
11779
11780                 if (sl->state.branches) {
11781                         struct bpf_func_state *frame = sl->state.frame[sl->state.curframe];
11782
11783                         if (frame->in_async_callback_fn &&
11784                             frame->async_entry_cnt != cur->frame[cur->curframe]->async_entry_cnt) {
11785                                 /* Different async_entry_cnt means that the verifier is
11786                                  * processing another entry into async callback.
11787                                  * Seeing the same state is not an indication of infinite
11788                                  * loop or infinite recursion.
11789                                  * But finding the same state doesn't mean that it's safe
11790                                  * to stop processing the current state. The previous state
11791                                  * hasn't yet reached bpf_exit, since state.branches > 0.
11792                                  * Checking in_async_callback_fn alone is not enough either.
11793                                  * Since the verifier still needs to catch infinite loops
11794                                  * inside async callbacks.
11795                                  */
11796                         } else if (states_maybe_looping(&sl->state, cur) &&
11797                                    states_equal(env, &sl->state, cur)) {
11798                                 verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
11799                                 verbose(env, "infinite loop detected at insn %d\n", insn_idx);
11800                                 return -EINVAL;
11801                         }
11802                         /* if the verifier is processing a loop, avoid adding new state
11803                          * too often, since different loop iterations have distinct
11804                          * states and may not help future pruning.
11805                          * This threshold shouldn't be too low to make sure that
11806                          * a loop with large bound will be rejected quickly.
11807                          * The most abusive loop will be:
11808                          * r1 += 1
11809                          * if r1 < 1000000 goto pc-2
11810                          * 1M insn_procssed limit / 100 == 10k peak states.
11811                          * This threshold shouldn't be too high either, since states
11812                          * at the end of the loop are likely to be useful in pruning.
11813                          */
11814                         if (env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed < 20 &&
11815                             env->insn_processed - env->prev_insn_processed < 100)
11816                                 add_new_state = false;
11817                         goto miss;
11818                 }
11819                 if (states_equal(env, &sl->state, cur)) {
11820                         sl->hit_cnt++;
11821                         /* reached equivalent register/stack state,
11822                          * prune the search.
11823                          * Registers read by the continuation are read by us.
11824                          * If we have any write marks in env->cur_state, they
11825                          * will prevent corresponding reads in the continuation
11826                          * from reaching our parent (an explored_state).  Our
11827                          * own state will get the read marks recorded, but
11828                          * they'll be immediately forgotten as we're pruning
11829                          * this state and will pop a new one.
11830                          */
11831                         err = propagate_liveness(env, &sl->state, cur);
11832
11833                         /* if previous state reached the exit with precision and
11834                          * current state is equivalent to it (except precsion marks)
11835                          * the precision needs to be propagated back in
11836                          * the current state.
11837                          */
11838                         err = err ? : push_jmp_history(env, cur);
11839                         err = err ? : propagate_precision(env, &sl->state);
11840                         if (err)
11841                                 return err;
11842                         return 1;
11843                 }
11844 miss:
11845                 /* when new state is not going to be added do not increase miss count.
11846                  * Otherwise several loop iterations will remove the state
11847                  * recorded earlier. The goal of these heuristics is to have
11848                  * states from some iterations of the loop (some in the beginning
11849                  * and some at the end) to help pruning.
11850                  */
11851                 if (add_new_state)
11852                         sl->miss_cnt++;
11853                 /* heuristic to determine whether this state is beneficial
11854                  * to keep checking from state equivalence point of view.
11855                  * Higher numbers increase max_states_per_insn and verification time,
11856                  * but do not meaningfully decrease insn_processed.
11857                  */
11858                 if (sl->miss_cnt > sl->hit_cnt * 3 + 3) {
11859                         /* the state is unlikely to be useful. Remove it to
11860                          * speed up verification
11861                          */
11862                         *pprev = sl->next;
11863                         if (sl->state.frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE) {
11864                                 u32 br = sl->state.branches;
11865
11866                                 WARN_ONCE(br,
11867                                           "BUG live_done but branches_to_explore %d\n",
11868                                           br);
11869                                 free_verifier_state(&sl->state, false);
11870                                 kfree(sl);
11871                                 env->peak_states--;
11872                         } else {
11873                                 /* cannot free this state, since parentage chain may
11874                                  * walk it later. Add it for free_list instead to
11875                                  * be freed at the end of verification
11876                                  */
11877                                 sl->next = env->free_list;
11878                                 env->free_list = sl;
11879                         }
11880                         sl = *pprev;
11881                         continue;
11882                 }
11883 next:
11884                 pprev = &sl->next;
11885                 sl = *pprev;
11886         }
11887
11888         if (env->max_states_per_insn < states_cnt)
11889                 env->max_states_per_insn = states_cnt;
11890
11891         if (!env->bpf_capable && states_cnt > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES)
11892                 return push_jmp_history(env, cur);
11893
11894         if (!add_new_state)
11895                 return push_jmp_history(env, cur);
11896
11897         /* There were no equivalent states, remember the current one.
11898          * Technically the current state is not proven to be safe yet,
11899          * but it will either reach outer most bpf_exit (which means it's safe)
11900          * or it will be rejected. When there are no loops the verifier won't be
11901          * seeing this tuple (frame[0].callsite, frame[1].callsite, .. insn_idx)
11902          * again on the way to bpf_exit.
11903          * When looping the sl->state.branches will be > 0 and this state
11904          * will not be considered for equivalence until branches == 0.
11905          */
11906         new_sl = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state_list), GFP_KERNEL);
11907         if (!new_sl)
11908                 return -ENOMEM;
11909         env->total_states++;
11910         env->peak_states++;
11911         env->prev_jmps_processed = env->jmps_processed;
11912         env->prev_insn_processed = env->insn_processed;
11913
11914         /* add new state to the head of linked list */
11915         new = &new_sl->state;
11916         err = copy_verifier_state(new, cur);
11917         if (err) {
11918                 free_verifier_state(new, false);
11919                 kfree(new_sl);
11920                 return err;
11921         }
11922         new->insn_idx = insn_idx;
11923         WARN_ONCE(new->branches != 1,
11924                   "BUG is_state_visited:branches_to_explore=%d insn %d\n", new->branches, insn_idx);
11925
11926         cur->parent = new;
11927         cur->first_insn_idx = insn_idx;
11928         clear_jmp_history(cur);
11929         new_sl->next = *explored_state(env, insn_idx);
11930         *explored_state(env, insn_idx) = new_sl;
11931         /* connect new state to parentage chain. Current frame needs all
11932          * registers connected. Only r6 - r9 of the callers are alive (pushed
11933          * to the stack implicitly by JITs) so in callers' frames connect just
11934          * r6 - r9 as an optimization. Callers will have r1 - r5 connected to
11935          * the state of the call instruction (with WRITTEN set), and r0 comes
11936          * from callee with its full parentage chain, anyway.
11937          */
11938         /* clear write marks in current state: the writes we did are not writes
11939          * our child did, so they don't screen off its reads from us.
11940          * (There are no read marks in current state, because reads always mark
11941          * their parent and current state never has children yet.  Only
11942          * explored_states can get read marks.)
11943          */
11944         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
11945                 for (i = j < cur->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++)
11946                         cur->frame[j]->regs[i].parent = &new->frame[j]->regs[i];
11947                 for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++)
11948                         cur->frame[j]->regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
11949         }
11950
11951         /* all stack frames are accessible from callee, clear them all */
11952         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
11953                 struct bpf_func_state *frame = cur->frame[j];
11954                 struct bpf_func_state *newframe = new->frame[j];
11955
11956                 for (i = 0; i < frame->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
11957                         frame->stack[i].spilled_ptr.live = REG_LIVE_NONE;
11958                         frame->stack[i].spilled_ptr.parent =
11959                                                 &newframe->stack[i].spilled_ptr;
11960                 }
11961         }
11962         return 0;
11963 }
11964
11965 /* Return true if it's OK to have the same insn return a different type. */
11966 static bool reg_type_mismatch_ok(enum bpf_reg_type type)
11967 {
11968         switch (base_type(type)) {
11969         case PTR_TO_CTX:
11970         case PTR_TO_SOCKET:
11971         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
11972         case PTR_TO_TCP_SOCK:
11973         case PTR_TO_XDP_SOCK:
11974         case PTR_TO_BTF_ID:
11975                 return false;
11976         default:
11977                 return true;
11978         }
11979 }
11980
11981 /* If an instruction was previously used with particular pointer types, then we
11982  * need to be careful to avoid cases such as the below, where it may be ok
11983  * for one branch accessing the pointer, but not ok for the other branch:
11984  *
11985  * R1 = sock_ptr
11986  * goto X;
11987  * ...
11988  * R1 = some_other_valid_ptr;
11989  * goto X;
11990  * ...
11991  * R2 = *(u32 *)(R1 + 0);
11992  */
11993 static bool reg_type_mismatch(enum bpf_reg_type src, enum bpf_reg_type prev)
11994 {
11995         return src != prev && (!reg_type_mismatch_ok(src) ||
11996                                !reg_type_mismatch_ok(prev));
11997 }
11998
11999 static int do_check(struct bpf_verifier_env *env)
12000 {
12001         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
12002         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
12003         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
12004         struct bpf_reg_state *regs;
12005         int insn_cnt = env->prog->len;
12006         bool do_print_state = false;
12007         int prev_insn_idx = -1;
12008
12009         for (;;) {
12010                 struct bpf_insn *insn;
12011                 u8 class;
12012                 int err;
12013
12014                 env->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
12015                 if (env->insn_idx >= insn_cnt) {
12016                         verbose(env, "invalid insn idx %d insn_cnt %d\n",
12017                                 env->insn_idx, insn_cnt);
12018                         return -EFAULT;
12019                 }
12020
12021                 insn = &insns[env->insn_idx];
12022                 class = BPF_CLASS(insn->code);
12023
12024                 if (++env->insn_processed > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS) {
12025                         verbose(env,
12026                                 "BPF program is too large. Processed %d insn\n",
12027                                 env->insn_processed);
12028                         return -E2BIG;
12029                 }
12030
12031                 err = is_state_visited(env, env->insn_idx);
12032                 if (err < 0)
12033                         return err;
12034                 if (err == 1) {
12035                         /* found equivalent state, can prune the search */
12036                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
12037                                 if (do_print_state)
12038                                         verbose(env, "\nfrom %d to %d%s: safe\n",
12039                                                 env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
12040                                                 env->cur_state->speculative ?
12041                                                 " (speculative execution)" : "");
12042                                 else
12043                                         verbose(env, "%d: safe\n", env->insn_idx);
12044                         }
12045                         goto process_bpf_exit;
12046                 }
12047
12048                 if (signal_pending(current))
12049                         return -EAGAIN;
12050
12051                 if (need_resched())
12052                         cond_resched();
12053
12054                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2 && do_print_state) {
12055                         verbose(env, "\nfrom %d to %d%s:",
12056                                 env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
12057                                 env->cur_state->speculative ?
12058                                 " (speculative execution)" : "");
12059                         print_verifier_state(env, state->frame[state->curframe], true);
12060                         do_print_state = false;
12061                 }
12062
12063                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
12064                         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
12065                                 .cb_call        = disasm_kfunc_name,
12066                                 .cb_print       = verbose,
12067                                 .private_data   = env,
12068                         };
12069
12070                         if (verifier_state_scratched(env))
12071                                 print_insn_state(env, state->frame[state->curframe]);
12072
12073                         verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
12074                         env->prev_log_len = env->log.len_used;
12075                         verbose(env, "%d: ", env->insn_idx);
12076                         print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
12077                         env->prev_insn_print_len = env->log.len_used - env->prev_log_len;
12078                         env->prev_log_len = env->log.len_used;
12079                 }
12080
12081                 if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
12082                         err = bpf_prog_offload_verify_insn(env, env->insn_idx,
12083                                                            env->prev_insn_idx);
12084                         if (err)
12085                                 return err;
12086                 }
12087
12088                 regs = cur_regs(env);
12089                 sanitize_mark_insn_seen(env);
12090                 prev_insn_idx = env->insn_idx;
12091
12092                 if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
12093                         err = check_alu_op(env, insn);
12094                         if (err)
12095                                 return err;
12096
12097                 } else if (class == BPF_LDX) {
12098                         enum bpf_reg_type *prev_src_type, src_reg_type;
12099
12100                         /* check for reserved fields is already done */
12101
12102                         /* check src operand */
12103                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
12104                         if (err)
12105                                 return err;
12106
12107                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
12108                         if (err)
12109                                 return err;
12110
12111                         src_reg_type = regs[insn->src_reg].type;
12112
12113                         /* check that memory (src_reg + off) is readable,
12114                          * the state of dst_reg will be updated by this func
12115                          */
12116                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->src_reg,
12117                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
12118                                                BPF_READ, insn->dst_reg, false);
12119                         if (err)
12120                                 return err;
12121
12122                         prev_src_type = &env->insn_aux_data[env->insn_idx].ptr_type;
12123
12124                         if (*prev_src_type == NOT_INIT) {
12125                                 /* saw a valid insn
12126                                  * dst_reg = *(u32 *)(src_reg + off)
12127                                  * save type to validate intersecting paths
12128                                  */
12129                                 *prev_src_type = src_reg_type;
12130
12131                         } else if (reg_type_mismatch(src_reg_type, *prev_src_type)) {
12132                                 /* ABuser program is trying to use the same insn
12133                                  * dst_reg = *(u32*) (src_reg + off)
12134                                  * with different pointer types:
12135                                  * src_reg == ctx in one branch and
12136                                  * src_reg == stack|map in some other branch.
12137                                  * Reject it.
12138                                  */
12139                                 verbose(env, "same insn cannot be used with different pointers\n");
12140                                 return -EINVAL;
12141                         }
12142
12143                 } else if (class == BPF_STX) {
12144                         enum bpf_reg_type *prev_dst_type, dst_reg_type;
12145
12146                         if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC) {
12147                                 err = check_atomic(env, env->insn_idx, insn);
12148                                 if (err)
12149                                         return err;
12150                                 env->insn_idx++;
12151                                 continue;
12152                         }
12153
12154                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM || insn->imm != 0) {
12155                                 verbose(env, "BPF_STX uses reserved fields\n");
12156                                 return -EINVAL;
12157                         }
12158
12159                         /* check src1 operand */
12160                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
12161                         if (err)
12162                                 return err;
12163                         /* check src2 operand */
12164                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
12165                         if (err)
12166                                 return err;
12167
12168                         dst_reg_type = regs[insn->dst_reg].type;
12169
12170                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
12171                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
12172                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
12173                                                BPF_WRITE, insn->src_reg, false);
12174                         if (err)
12175                                 return err;
12176
12177                         prev_dst_type = &env->insn_aux_data[env->insn_idx].ptr_type;
12178
12179                         if (*prev_dst_type == NOT_INIT) {
12180                                 *prev_dst_type = dst_reg_type;
12181                         } else if (reg_type_mismatch(dst_reg_type, *prev_dst_type)) {
12182                                 verbose(env, "same insn cannot be used with different pointers\n");
12183                                 return -EINVAL;
12184                         }
12185
12186                 } else if (class == BPF_ST) {
12187                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM ||
12188                             insn->src_reg != BPF_REG_0) {
12189                                 verbose(env, "BPF_ST uses reserved fields\n");
12190                                 return -EINVAL;
12191                         }
12192                         /* check src operand */
12193                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
12194                         if (err)
12195                                 return err;
12196
12197                         if (is_ctx_reg(env, insn->dst_reg)) {
12198                                 verbose(env, "BPF_ST stores into R%d %s is not allowed\n",
12199                                         insn->dst_reg,
12200                                         reg_type_str(env, reg_state(env, insn->dst_reg)->type));
12201                                 return -EACCES;
12202                         }
12203
12204                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
12205                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
12206                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
12207                                                BPF_WRITE, -1, false);
12208                         if (err)
12209                                 return err;
12210
12211                 } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
12212                         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
12213
12214                         env->jmps_processed++;
12215                         if (opcode == BPF_CALL) {
12216                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
12217                                     (insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL
12218                                      && insn->off != 0) ||
12219                                     (insn->src_reg != BPF_REG_0 &&
12220                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL &&
12221                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) ||
12222                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
12223                                     class == BPF_JMP32) {
12224                                         verbose(env, "BPF_CALL uses reserved fields\n");
12225                                         return -EINVAL;
12226                                 }
12227
12228                                 if (env->cur_state->active_spin_lock &&
12229                                     (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL ||
12230                                      insn->imm != BPF_FUNC_spin_unlock)) {
12231                                         verbose(env, "function calls are not allowed while holding a lock\n");
12232                                         return -EINVAL;
12233                                 }
12234                                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
12235                                         err = check_func_call(env, insn, &env->insn_idx);
12236                                 else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL)
12237                                         err = check_kfunc_call(env, insn, &env->insn_idx);
12238                                 else
12239                                         err = check_helper_call(env, insn, &env->insn_idx);
12240                                 if (err)
12241                                         return err;
12242                         } else if (opcode == BPF_JA) {
12243                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
12244                                     insn->imm != 0 ||
12245                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
12246                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
12247                                     class == BPF_JMP32) {
12248                                         verbose(env, "BPF_JA uses reserved fields\n");
12249                                         return -EINVAL;
12250                                 }
12251
12252                                 env->insn_idx += insn->off + 1;
12253                                 continue;
12254
12255                         } else if (opcode == BPF_EXIT) {
12256                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
12257                                     insn->imm != 0 ||
12258                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
12259                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
12260                                     class == BPF_JMP32) {
12261                                         verbose(env, "BPF_EXIT uses reserved fields\n");
12262                                         return -EINVAL;
12263                                 }
12264
12265                                 if (env->cur_state->active_spin_lock) {
12266                                         verbose(env, "bpf_spin_unlock is missing\n");
12267                                         return -EINVAL;
12268                                 }
12269
12270                                 if (state->curframe) {
12271                                         /* exit from nested function */
12272                                         err = prepare_func_exit(env, &env->insn_idx);
12273                                         if (err)
12274                                                 return err;
12275                                         do_print_state = true;
12276                                         continue;
12277                                 }
12278
12279                                 err = check_reference_leak(env);
12280                                 if (err)
12281                                         return err;
12282
12283                                 err = check_return_code(env);
12284                                 if (err)
12285                                         return err;
12286 process_bpf_exit:
12287                                 mark_verifier_state_scratched(env);
12288                                 update_branch_counts(env, env->cur_state);
12289                                 err = pop_stack(env, &prev_insn_idx,
12290                                                 &env->insn_idx, pop_log);
12291                                 if (err < 0) {
12292                                         if (err != -ENOENT)
12293                                                 return err;
12294                                         break;
12295                                 } else {
12296                                         do_print_state = true;
12297                                         continue;
12298                                 }
12299                         } else {
12300                                 err = check_cond_jmp_op(env, insn, &env->insn_idx);
12301                                 if (err)
12302                                         return err;
12303                         }
12304                 } else if (class == BPF_LD) {
12305                         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
12306
12307                         if (mode == BPF_ABS || mode == BPF_IND) {
12308                                 err = check_ld_abs(env, insn);
12309                                 if (err)
12310                                         return err;
12311
12312                         } else if (mode == BPF_IMM) {
12313                                 err = check_ld_imm(env, insn);
12314                                 if (err)
12315                                         return err;
12316
12317                                 env->insn_idx++;
12318                                 sanitize_mark_insn_seen(env);
12319                         } else {
12320                                 verbose(env, "invalid BPF_LD mode\n");
12321                                 return -EINVAL;
12322                         }
12323                 } else {
12324                         verbose(env, "unknown insn class %d\n", class);
12325                         return -EINVAL;
12326                 }
12327
12328                 env->insn_idx++;
12329         }
12330
12331         return 0;
12332 }
12333
12334 static int find_btf_percpu_datasec(struct btf *btf)
12335 {
12336         const struct btf_type *t;
12337         const char *tname;
12338         int i, n;
12339
12340         /*
12341          * Both vmlinux and module each have their own ".data..percpu"
12342          * DATASECs in BTF. So for module's case, we need to skip vmlinux BTF
12343          * types to look at only module's own BTF types.
12344          */
12345         n = btf_nr_types(btf);
12346         if (btf_is_module(btf))
12347                 i = btf_nr_types(btf_vmlinux);
12348         else
12349                 i = 1;
12350
12351         for(; i < n; i++) {
12352                 t = btf_type_by_id(btf, i);
12353                 if (BTF_INFO_KIND(t->info) != BTF_KIND_DATASEC)
12354                         continue;
12355
12356                 tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
12357                 if (!strcmp(tname, ".data..percpu"))
12358                         return i;
12359         }
12360
12361         return -ENOENT;
12362 }
12363
12364 /* replace pseudo btf_id with kernel symbol address */
12365 static int check_pseudo_btf_id(struct bpf_verifier_env *env,
12366                                struct bpf_insn *insn,
12367                                struct bpf_insn_aux_data *aux)
12368 {
12369         const struct btf_var_secinfo *vsi;
12370         const struct btf_type *datasec;
12371         struct btf_mod_pair *btf_mod;
12372         const struct btf_type *t;
12373         const char *sym_name;
12374         bool percpu = false;
12375         u32 type, id = insn->imm;
12376         struct btf *btf;
12377         s32 datasec_id;
12378         u64 addr;
12379         int i, btf_fd, err;
12380
12381         btf_fd = insn[1].imm;
12382         if (btf_fd) {
12383                 btf = btf_get_by_fd(btf_fd);
12384                 if (IS_ERR(btf)) {
12385                         verbose(env, "invalid module BTF object FD specified.\n");
12386                         return -EINVAL;
12387                 }
12388         } else {
12389                 if (!btf_vmlinux) {
12390                         verbose(env, "kernel is missing BTF, make sure CONFIG_DEBUG_INFO_BTF=y is specified in Kconfig.\n");
12391                         return -EINVAL;
12392                 }
12393                 btf = btf_vmlinux;
12394                 btf_get(btf);
12395         }
12396
12397         t = btf_type_by_id(btf, id);
12398         if (!t) {
12399                 verbose(env, "ldimm64 insn specifies invalid btf_id %d.\n", id);
12400                 err = -ENOENT;
12401                 goto err_put;
12402         }
12403
12404         if (!btf_type_is_var(t)) {
12405                 verbose(env, "pseudo btf_id %d in ldimm64 isn't KIND_VAR.\n", id);
12406                 err = -EINVAL;
12407                 goto err_put;
12408         }
12409
12410         sym_name = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
12411         addr = kallsyms_lookup_name(sym_name);
12412         if (!addr) {
12413                 verbose(env, "ldimm64 failed to find the address for kernel symbol '%s'.\n",
12414                         sym_name);
12415                 err = -ENOENT;
12416                 goto err_put;
12417         }
12418
12419         datasec_id = find_btf_percpu_datasec(btf);
12420         if (datasec_id > 0) {
12421                 datasec = btf_type_by_id(btf, datasec_id);
12422                 for_each_vsi(i, datasec, vsi) {
12423                         if (vsi->type == id) {
12424                                 percpu = true;
12425                                 break;
12426                         }
12427                 }
12428         }
12429
12430         insn[0].imm = (u32)addr;
12431         insn[1].imm = addr >> 32;
12432
12433         type = t->type;
12434         t = btf_type_skip_modifiers(btf, type, NULL);
12435         if (percpu) {
12436                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU;
12437                 aux->btf_var.btf = btf;
12438                 aux->btf_var.btf_id = type;
12439         } else if (!btf_type_is_struct(t)) {
12440                 const struct btf_type *ret;
12441                 const char *tname;
12442                 u32 tsize;
12443
12444                 /* resolve the type size of ksym. */
12445                 ret = btf_resolve_size(btf, t, &tsize);
12446                 if (IS_ERR(ret)) {
12447                         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
12448                         verbose(env, "ldimm64 unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
12449                                 tname, PTR_ERR(ret));
12450                         err = -EINVAL;
12451                         goto err_put;
12452                 }
12453                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY;
12454                 aux->btf_var.mem_size = tsize;
12455         } else {
12456                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_BTF_ID;
12457                 aux->btf_var.btf = btf;
12458                 aux->btf_var.btf_id = type;
12459         }
12460
12461         /* check whether we recorded this BTF (and maybe module) already */
12462         for (i = 0; i < env->used_btf_cnt; i++) {
12463                 if (env->used_btfs[i].btf == btf) {
12464                         btf_put(btf);
12465                         return 0;
12466                 }
12467         }
12468
12469         if (env->used_btf_cnt >= MAX_USED_BTFS) {
12470                 err = -E2BIG;
12471                 goto err_put;
12472         }
12473
12474         btf_mod = &env->used_btfs[env->used_btf_cnt];
12475         btf_mod->btf = btf;
12476         btf_mod->module = NULL;
12477
12478         /* if we reference variables from kernel module, bump its refcount */
12479         if (btf_is_module(btf)) {
12480                 btf_mod->module = btf_try_get_module(btf);
12481                 if (!btf_mod->module) {
12482                         err = -ENXIO;
12483                         goto err_put;
12484                 }
12485         }
12486
12487         env->used_btf_cnt++;
12488
12489         return 0;
12490 err_put:
12491         btf_put(btf);
12492         return err;
12493 }
12494
12495 static int check_map_prealloc(struct bpf_map *map)
12496 {
12497         return (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_HASH &&
12498                 map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH &&
12499                 map->map_type != BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS) ||
12500                 !(map->map_flags & BPF_F_NO_PREALLOC);
12501 }
12502
12503 static bool is_tracing_prog_type(enum bpf_prog_type type)
12504 {
12505         switch (type) {
12506         case BPF_PROG_TYPE_KPROBE:
12507         case BPF_PROG_TYPE_TRACEPOINT:
12508         case BPF_PROG_TYPE_PERF_EVENT:
12509         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
12510                 return true;
12511         default:
12512                 return false;
12513         }
12514 }
12515
12516 static bool is_preallocated_map(struct bpf_map *map)
12517 {
12518         if (!check_map_prealloc(map))
12519                 return false;
12520         if (map->inner_map_meta && !check_map_prealloc(map->inner_map_meta))
12521                 return false;
12522         return true;
12523 }
12524
12525 static int check_map_prog_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
12526                                         struct bpf_map *map,
12527                                         struct bpf_prog *prog)
12528
12529 {
12530         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(prog);
12531         /*
12532          * Validate that trace type programs use preallocated hash maps.
12533          *
12534          * For programs attached to PERF events this is mandatory as the
12535          * perf NMI can hit any arbitrary code sequence.
12536          *
12537          * All other trace types using preallocated hash maps are unsafe as
12538          * well because tracepoint or kprobes can be inside locked regions
12539          * of the memory allocator or at a place where a recursion into the
12540          * memory allocator would see inconsistent state.
12541          *
12542          * On RT enabled kernels run-time allocation of all trace type
12543          * programs is strictly prohibited due to lock type constraints. On
12544          * !RT kernels it is allowed for backwards compatibility reasons for
12545          * now, but warnings are emitted so developers are made aware of
12546          * the unsafety and can fix their programs before this is enforced.
12547          */
12548         if (is_tracing_prog_type(prog_type) && !is_preallocated_map(map)) {
12549                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_PERF_EVENT) {
12550                         verbose(env, "perf_event programs can only use preallocated hash map\n");
12551                         return -EINVAL;
12552                 }
12553                 if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT)) {
12554                         verbose(env, "trace type programs can only use preallocated hash map\n");
12555                         return -EINVAL;
12556                 }
12557                 WARN_ONCE(1, "trace type BPF program uses run-time allocation\n");
12558                 verbose(env, "trace type programs with run-time allocated hash maps are unsafe. Switch to preallocated hash maps.\n");
12559         }
12560
12561         if (map_value_has_spin_lock(map)) {
12562                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER) {
12563                         verbose(env, "socket filter progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
12564                         return -EINVAL;
12565                 }
12566
12567                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
12568                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
12569                         return -EINVAL;
12570                 }
12571
12572                 if (prog->aux->sleepable) {
12573                         verbose(env, "sleepable progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
12574                         return -EINVAL;
12575                 }
12576         }
12577
12578         if (map_value_has_timer(map)) {
12579                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
12580                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_timer yet\n");
12581                         return -EINVAL;
12582                 }
12583         }
12584
12585         if ((bpf_prog_is_dev_bound(prog->aux) || bpf_map_is_dev_bound(map)) &&
12586             !bpf_offload_prog_map_match(prog, map)) {
12587                 verbose(env, "offload device mismatch between prog and map\n");
12588                 return -EINVAL;
12589         }
12590
12591         if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_STRUCT_OPS) {
12592                 verbose(env, "bpf_struct_ops map cannot be used in prog\n");
12593                 return -EINVAL;
12594         }
12595
12596         if (prog->aux->sleepable)
12597                 switch (map->map_type) {
12598                 case BPF_MAP_TYPE_HASH:
12599                 case BPF_MAP_TYPE_LRU_HASH:
12600                 case BPF_MAP_TYPE_ARRAY:
12601                 case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH:
12602                 case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY:
12603                 case BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH:
12604                 case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
12605                 case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
12606                         if (!is_preallocated_map(map)) {
12607                                 verbose(env,
12608                                         "Sleepable programs can only use preallocated maps\n");
12609                                 return -EINVAL;
12610                         }
12611                         break;
12612                 case BPF_MAP_TYPE_RINGBUF:
12613                 case BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE:
12614                 case BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE:
12615                 case BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE:
12616                         break;
12617                 default:
12618                         verbose(env,
12619                                 "Sleepable programs can only use array, hash, and ringbuf maps\n");
12620                         return -EINVAL;
12621                 }
12622
12623         return 0;
12624 }
12625
12626 static bool bpf_map_is_cgroup_storage(struct bpf_map *map)
12627 {
12628         return (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE ||
12629                 map->map_type == BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE);
12630 }
12631
12632 /* find and rewrite pseudo imm in ld_imm64 instructions:
12633  *
12634  * 1. if it accesses map FD, replace it with actual map pointer.
12635  * 2. if it accesses btf_id of a VAR, replace it with pointer to the var.
12636  *
12637  * NOTE: btf_vmlinux is required for converting pseudo btf_id.
12638  */
12639 static int resolve_pseudo_ldimm64(struct bpf_verifier_env *env)
12640 {
12641         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
12642         int insn_cnt = env->prog->len;
12643         int i, j, err;
12644
12645         err = bpf_prog_calc_tag(env->prog);
12646         if (err)
12647                 return err;
12648
12649         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
12650                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
12651                     (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM || insn->imm != 0)) {
12652                         verbose(env, "BPF_LDX uses reserved fields\n");
12653                         return -EINVAL;
12654                 }
12655
12656                 if (insn[0].code == (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW)) {
12657                         struct bpf_insn_aux_data *aux;
12658                         struct bpf_map *map;
12659                         struct fd f;
12660                         u64 addr;
12661                         u32 fd;
12662
12663                         if (i == insn_cnt - 1 || insn[1].code != 0 ||
12664                             insn[1].dst_reg != 0 || insn[1].src_reg != 0 ||
12665                             insn[1].off != 0) {
12666                                 verbose(env, "invalid bpf_ld_imm64 insn\n");
12667                                 return -EINVAL;
12668                         }
12669
12670                         if (insn[0].src_reg == 0)
12671                                 /* valid generic load 64-bit imm */
12672                                 goto next_insn;
12673
12674                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
12675                                 aux = &env->insn_aux_data[i];
12676                                 err = check_pseudo_btf_id(env, insn, aux);
12677                                 if (err)
12678                                         return err;
12679                                 goto next_insn;
12680                         }
12681
12682                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC) {
12683                                 aux = &env->insn_aux_data[i];
12684                                 aux->ptr_type = PTR_TO_FUNC;
12685                                 goto next_insn;
12686                         }
12687
12688                         /* In final convert_pseudo_ld_imm64() step, this is
12689                          * converted into regular 64-bit imm load insn.
12690                          */
12691                         switch (insn[0].src_reg) {
12692                         case BPF_PSEUDO_MAP_VALUE:
12693                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE:
12694                                 break;
12695                         case BPF_PSEUDO_MAP_FD:
12696                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX:
12697                                 if (insn[1].imm == 0)
12698                                         break;
12699                                 fallthrough;
12700                         default:
12701                                 verbose(env, "unrecognized bpf_ld_imm64 insn\n");
12702                                 return -EINVAL;
12703                         }
12704
12705                         switch (insn[0].src_reg) {
12706                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE:
12707                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX:
12708                                 if (bpfptr_is_null(env->fd_array)) {
12709                                         verbose(env, "fd_idx without fd_array is invalid\n");
12710                                         return -EPROTO;
12711                                 }
12712                                 if (copy_from_bpfptr_offset(&fd, env->fd_array,
12713                                                             insn[0].imm * sizeof(fd),
12714                                                             sizeof(fd)))
12715                                         return -EFAULT;
12716                                 break;
12717                         default:
12718                                 fd = insn[0].imm;
12719                                 break;
12720                         }
12721
12722                         f = fdget(fd);
12723                         map = __bpf_map_get(f);
12724                         if (IS_ERR(map)) {
12725                                 verbose(env, "fd %d is not pointing to valid bpf_map\n",
12726                                         insn[0].imm);
12727                                 return PTR_ERR(map);
12728                         }
12729
12730                         err = check_map_prog_compatibility(env, map, env->prog);
12731                         if (err) {
12732                                 fdput(f);
12733                                 return err;
12734                         }
12735
12736                         aux = &env->insn_aux_data[i];
12737                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD ||
12738                             insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX) {
12739                                 addr = (unsigned long)map;
12740                         } else {
12741                                 u32 off = insn[1].imm;
12742
12743                                 if (off >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
12744                                         verbose(env, "direct value offset of %u is not allowed\n", off);
12745                                         fdput(f);
12746                                         return -EINVAL;
12747                                 }
12748
12749                                 if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
12750                                         verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
12751                                         fdput(f);
12752                                         return -EINVAL;
12753                                 }
12754
12755                                 err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
12756                                 if (err) {
12757                                         verbose(env, "invalid access to map value pointer, value_size=%u off=%u\n",
12758                                                 map->value_size, off);
12759                                         fdput(f);
12760                                         return err;
12761                                 }
12762
12763                                 aux->map_off = off;
12764                                 addr += off;
12765                         }
12766
12767                         insn[0].imm = (u32)addr;
12768                         insn[1].imm = addr >> 32;
12769
12770                         /* check whether we recorded this map already */
12771                         for (j = 0; j < env->used_map_cnt; j++) {
12772                                 if (env->used_maps[j] == map) {
12773                                         aux->map_index = j;
12774                                         fdput(f);
12775                                         goto next_insn;
12776                                 }
12777                         }
12778
12779                         if (env->used_map_cnt >= MAX_USED_MAPS) {
12780                                 fdput(f);
12781                                 return -E2BIG;
12782                         }
12783
12784                         /* hold the map. If the program is rejected by verifier,
12785                          * the map will be released by release_maps() or it
12786                          * will be used by the valid program until it's unloaded
12787                          * and all maps are released in free_used_maps()
12788                          */
12789                         bpf_map_inc(map);
12790
12791                         aux->map_index = env->used_map_cnt;
12792                         env->used_maps[env->used_map_cnt++] = map;
12793
12794                         if (bpf_map_is_cgroup_storage(map) &&
12795                             bpf_cgroup_storage_assign(env->prog->aux, map)) {
12796                                 verbose(env, "only one cgroup storage of each type is allowed\n");
12797                                 fdput(f);
12798                                 return -EBUSY;
12799                         }
12800
12801                         fdput(f);
12802 next_insn:
12803                         insn++;
12804                         i++;
12805                         continue;
12806                 }
12807
12808                 /* Basic sanity check before we invest more work here. */
12809                 if (!bpf_opcode_in_insntable(insn->code)) {
12810                         verbose(env, "unknown opcode %02x\n", insn->code);
12811                         return -EINVAL;
12812                 }
12813         }
12814
12815         /* now all pseudo BPF_LD_IMM64 instructions load valid
12816          * 'struct bpf_map *' into a register instead of user map_fd.
12817          * These pointers will be used later by verifier to validate map access.
12818          */
12819         return 0;
12820 }
12821
12822 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
12823 static void release_maps(struct bpf_verifier_env *env)
12824 {
12825         __bpf_free_used_maps(env->prog->aux, env->used_maps,
12826                              env->used_map_cnt);
12827 }
12828
12829 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
12830 static void release_btfs(struct bpf_verifier_env *env)
12831 {
12832         __bpf_free_used_btfs(env->prog->aux, env->used_btfs,
12833                              env->used_btf_cnt);
12834 }
12835
12836 /* convert pseudo BPF_LD_IMM64 into generic BPF_LD_IMM64 */
12837 static void convert_pseudo_ld_imm64(struct bpf_verifier_env *env)
12838 {
12839         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
12840         int insn_cnt = env->prog->len;
12841         int i;
12842
12843         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
12844                 if (insn->code != (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW))
12845                         continue;
12846                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC)
12847                         continue;
12848                 insn->src_reg = 0;
12849         }
12850 }
12851
12852 /* single env->prog->insni[off] instruction was replaced with the range
12853  * insni[off, off + cnt).  Adjust corresponding insn_aux_data by copying
12854  * [0, off) and [off, end) to new locations, so the patched range stays zero
12855  */
12856 static void adjust_insn_aux_data(struct bpf_verifier_env *env,
12857                                  struct bpf_insn_aux_data *new_data,
12858                                  struct bpf_prog *new_prog, u32 off, u32 cnt)
12859 {
12860         struct bpf_insn_aux_data *old_data = env->insn_aux_data;
12861         struct bpf_insn *insn = new_prog->insnsi;
12862         u32 old_seen = old_data[off].seen;
12863         u32 prog_len;
12864         int i;
12865
12866         /* aux info at OFF always needs adjustment, no matter fast path
12867          * (cnt == 1) is taken or not. There is no guarantee INSN at OFF is the
12868          * original insn at old prog.
12869          */
12870         old_data[off].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + off + cnt - 1);
12871
12872         if (cnt == 1)
12873                 return;
12874         prog_len = new_prog->len;
12875
12876         memcpy(new_data, old_data, sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * off);
12877         memcpy(new_data + off + cnt - 1, old_data + off,
12878                sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * (prog_len - off - cnt + 1));
12879         for (i = off; i < off + cnt - 1; i++) {
12880                 /* Expand insni[off]'s seen count to the patched range. */
12881                 new_data[i].seen = old_seen;
12882                 new_data[i].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + i);
12883         }
12884         env->insn_aux_data = new_data;
12885         vfree(old_data);
12886 }
12887
12888 static void adjust_subprog_starts(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 len)
12889 {
12890         int i;
12891
12892         if (len == 1)
12893                 return;
12894         /* NOTE: fake 'exit' subprog should be updated as well. */
12895         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++) {
12896                 if (env->subprog_info[i].start <= off)
12897                         continue;
12898                 env->subprog_info[i].start += len - 1;
12899         }
12900 }
12901
12902 static void adjust_poke_descs(struct bpf_prog *prog, u32 off, u32 len)
12903 {
12904         struct bpf_jit_poke_descriptor *tab = prog->aux->poke_tab;
12905         int i, sz = prog->aux->size_poke_tab;
12906         struct bpf_jit_poke_descriptor *desc;
12907
12908         for (i = 0; i < sz; i++) {
12909                 desc = &tab[i];
12910                 if (desc->insn_idx <= off)
12911                         continue;
12912                 desc->insn_idx += len - 1;
12913         }
12914 }
12915
12916 static struct bpf_prog *bpf_patch_insn_data(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
12917                                             const struct bpf_insn *patch, u32 len)
12918 {
12919         struct bpf_prog *new_prog;
12920         struct bpf_insn_aux_data *new_data = NULL;
12921
12922         if (len > 1) {
12923                 new_data = vzalloc(array_size(env->prog->len + len - 1,
12924                                               sizeof(struct bpf_insn_aux_data)));
12925                 if (!new_data)
12926                         return NULL;
12927         }
12928
12929         new_prog = bpf_patch_insn_single(env->prog, off, patch, len);
12930         if (IS_ERR(new_prog)) {
12931                 if (PTR_ERR(new_prog) == -ERANGE)
12932                         verbose(env,
12933                                 "insn %d cannot be patched due to 16-bit range\n",
12934                                 env->insn_aux_data[off].orig_idx);
12935                 vfree(new_data);
12936                 return NULL;
12937         }
12938         adjust_insn_aux_data(env, new_data, new_prog, off, len);
12939         adjust_subprog_starts(env, off, len);
12940         adjust_poke_descs(new_prog, off, len);
12941         return new_prog;
12942 }
12943
12944 static int adjust_subprog_starts_after_remove(struct bpf_verifier_env *env,
12945                                               u32 off, u32 cnt)
12946 {
12947         int i, j;
12948
12949         /* find first prog starting at or after off (first to remove) */
12950         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
12951                 if (env->subprog_info[i].start >= off)
12952                         break;
12953         /* find first prog starting at or after off + cnt (first to stay) */
12954         for (j = i; j < env->subprog_cnt; j++)
12955                 if (env->subprog_info[j].start >= off + cnt)
12956                         break;
12957         /* if j doesn't start exactly at off + cnt, we are just removing
12958          * the front of previous prog
12959          */
12960         if (env->subprog_info[j].start != off + cnt)
12961                 j--;
12962
12963         if (j > i) {
12964                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
12965                 int move;
12966
12967                 /* move fake 'exit' subprog as well */
12968                 move = env->subprog_cnt + 1 - j;
12969
12970                 memmove(env->subprog_info + i,
12971                         env->subprog_info + j,
12972                         sizeof(*env->subprog_info) * move);
12973                 env->subprog_cnt -= j - i;
12974
12975                 /* remove func_info */
12976                 if (aux->func_info) {
12977                         move = aux->func_info_cnt - j;
12978
12979                         memmove(aux->func_info + i,
12980                                 aux->func_info + j,
12981                                 sizeof(*aux->func_info) * move);
12982                         aux->func_info_cnt -= j - i;
12983                         /* func_info->insn_off is set after all code rewrites,
12984                          * in adjust_btf_func() - no need to adjust
12985                          */
12986                 }
12987         } else {
12988                 /* convert i from "first prog to remove" to "first to adjust" */
12989                 if (env->subprog_info[i].start == off)
12990                         i++;
12991         }
12992
12993         /* update fake 'exit' subprog as well */
12994         for (; i <= env->subprog_cnt; i++)
12995                 env->subprog_info[i].start -= cnt;
12996
12997         return 0;
12998 }
12999
13000 static int bpf_adj_linfo_after_remove(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
13001                                       u32 cnt)
13002 {
13003         struct bpf_prog *prog = env->prog;
13004         u32 i, l_off, l_cnt, nr_linfo;
13005         struct bpf_line_info *linfo;
13006
13007         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
13008         if (!nr_linfo)
13009                 return 0;
13010
13011         linfo = prog->aux->linfo;
13012
13013         /* find first line info to remove, count lines to be removed */
13014         for (i = 0; i < nr_linfo; i++)
13015                 if (linfo[i].insn_off >= off)
13016                         break;
13017
13018         l_off = i;
13019         l_cnt = 0;
13020         for (; i < nr_linfo; i++)
13021                 if (linfo[i].insn_off < off + cnt)
13022                         l_cnt++;
13023                 else
13024                         break;
13025
13026         /* First live insn doesn't match first live linfo, it needs to "inherit"
13027          * last removed linfo.  prog is already modified, so prog->len == off
13028          * means no live instructions after (tail of the program was removed).
13029          */
13030         if (prog->len != off && l_cnt &&
13031             (i == nr_linfo || linfo[i].insn_off != off + cnt)) {
13032                 l_cnt--;
13033                 linfo[--i].insn_off = off + cnt;
13034         }
13035
13036         /* remove the line info which refer to the removed instructions */
13037         if (l_cnt) {
13038                 memmove(linfo + l_off, linfo + i,
13039                         sizeof(*linfo) * (nr_linfo - i));
13040
13041                 prog->aux->nr_linfo -= l_cnt;
13042                 nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
13043         }
13044
13045         /* pull all linfo[i].insn_off >= off + cnt in by cnt */
13046         for (i = l_off; i < nr_linfo; i++)
13047                 linfo[i].insn_off -= cnt;
13048
13049         /* fix up all subprogs (incl. 'exit') which start >= off */
13050         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++)
13051                 if (env->subprog_info[i].linfo_idx > l_off) {
13052                         /* program may have started in the removed region but
13053                          * may not be fully removed
13054                          */
13055                         if (env->subprog_info[i].linfo_idx >= l_off + l_cnt)
13056                                 env->subprog_info[i].linfo_idx -= l_cnt;
13057                         else
13058                                 env->subprog_info[i].linfo_idx = l_off;
13059                 }
13060
13061         return 0;
13062 }
13063
13064 static int verifier_remove_insns(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 cnt)
13065 {
13066         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
13067         unsigned int orig_prog_len = env->prog->len;
13068         int err;
13069
13070         if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
13071                 bpf_prog_offload_remove_insns(env, off, cnt);
13072
13073         err = bpf_remove_insns(env->prog, off, cnt);
13074         if (err)
13075                 return err;
13076
13077         err = adjust_subprog_starts_after_remove(env, off, cnt);
13078         if (err)
13079                 return err;
13080
13081         err = bpf_adj_linfo_after_remove(env, off, cnt);
13082         if (err)
13083                 return err;
13084
13085         memmove(aux_data + off, aux_data + off + cnt,
13086                 sizeof(*aux_data) * (orig_prog_len - off - cnt));
13087
13088         return 0;
13089 }
13090
13091 /* The verifier does more data flow analysis than llvm and will not
13092  * explore branches that are dead at run time. Malicious programs can
13093  * have dead code too. Therefore replace all dead at-run-time code
13094  * with 'ja -1'.
13095  *
13096  * Just nops are not optimal, e.g. if they would sit at the end of the
13097  * program and through another bug we would manage to jump there, then
13098  * we'd execute beyond program memory otherwise. Returning exception
13099  * code also wouldn't work since we can have subprogs where the dead
13100  * code could be located.
13101  */
13102 static void sanitize_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
13103 {
13104         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
13105         struct bpf_insn trap = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, -1);
13106         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
13107         const int insn_cnt = env->prog->len;
13108         int i;
13109
13110         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
13111                 if (aux_data[i].seen)
13112                         continue;
13113                 memcpy(insn + i, &trap, sizeof(trap));
13114                 aux_data[i].zext_dst = false;
13115         }
13116 }
13117
13118 static bool insn_is_cond_jump(u8 code)
13119 {
13120         u8 op;
13121
13122         if (BPF_CLASS(code) == BPF_JMP32)
13123                 return true;
13124
13125         if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP)
13126                 return false;
13127
13128         op = BPF_OP(code);
13129         return op != BPF_JA && op != BPF_EXIT && op != BPF_CALL;
13130 }
13131
13132 static void opt_hard_wire_dead_code_branches(struct bpf_verifier_env *env)
13133 {
13134         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
13135         struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
13136         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
13137         const int insn_cnt = env->prog->len;
13138         int i;
13139
13140         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
13141                 if (!insn_is_cond_jump(insn->code))
13142                         continue;
13143
13144                 if (!aux_data[i + 1].seen)
13145                         ja.off = insn->off;
13146                 else if (!aux_data[i + 1 + insn->off].seen)
13147                         ja.off = 0;
13148                 else
13149                         continue;
13150
13151                 if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
13152                         bpf_prog_offload_replace_insn(env, i, &ja);
13153
13154                 memcpy(insn, &ja, sizeof(ja));
13155         }
13156 }
13157
13158 static int opt_remove_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
13159 {
13160         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
13161         int insn_cnt = env->prog->len;
13162         int i, err;
13163
13164         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
13165                 int j;
13166
13167                 j = 0;
13168                 while (i + j < insn_cnt && !aux_data[i + j].seen)
13169                         j++;
13170                 if (!j)
13171                         continue;
13172
13173                 err = verifier_remove_insns(env, i, j);
13174                 if (err)
13175                         return err;
13176                 insn_cnt = env->prog->len;
13177         }
13178
13179         return 0;
13180 }
13181
13182 static int opt_remove_nops(struct bpf_verifier_env *env)
13183 {
13184         const struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
13185         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
13186         int insn_cnt = env->prog->len;
13187         int i, err;
13188
13189         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
13190                 if (memcmp(&insn[i], &ja, sizeof(ja)))
13191                         continue;
13192
13193                 err = verifier_remove_insns(env, i, 1);
13194                 if (err)
13195                         return err;
13196                 insn_cnt--;
13197                 i--;
13198         }
13199
13200         return 0;
13201 }
13202
13203 static int opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(struct bpf_verifier_env *env,
13204                                          const union bpf_attr *attr)
13205 {
13206         struct bpf_insn *patch, zext_patch[2], rnd_hi32_patch[4];
13207         struct bpf_insn_aux_data *aux = env->insn_aux_data;
13208         int i, patch_len, delta = 0, len = env->prog->len;
13209         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
13210         struct bpf_prog *new_prog;
13211         bool rnd_hi32;
13212
13213         rnd_hi32 = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_RND_HI32;
13214         zext_patch[1] = BPF_ZEXT_REG(0);
13215         rnd_hi32_patch[1] = BPF_ALU64_IMM(BPF_MOV, BPF_REG_AX, 0);
13216         rnd_hi32_patch[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_AX, 32);
13217         rnd_hi32_patch[3] = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, 0, BPF_REG_AX);
13218         for (i = 0; i < len; i++) {
13219                 int adj_idx = i + delta;
13220                 struct bpf_insn insn;
13221                 int load_reg;
13222
13223                 insn = insns[adj_idx];
13224                 load_reg = insn_def_regno(&insn);
13225                 if (!aux[adj_idx].zext_dst) {
13226                         u8 code, class;
13227                         u32 imm_rnd;
13228
13229                         if (!rnd_hi32)
13230                                 continue;
13231
13232                         code = insn.code;
13233                         class = BPF_CLASS(code);
13234                         if (load_reg == -1)
13235                                 continue;
13236
13237                         /* NOTE: arg "reg" (the fourth one) is only used for
13238                          *       BPF_STX + SRC_OP, so it is safe to pass NULL
13239                          *       here.
13240                          */
13241                         if (is_reg64(env, &insn, load_reg, NULL, DST_OP)) {
13242                                 if (class == BPF_LD &&
13243                                     BPF_MODE(code) == BPF_IMM)
13244                                         i++;
13245                                 continue;
13246                         }
13247
13248                         /* ctx load could be transformed into wider load. */
13249                         if (class == BPF_LDX &&
13250                             aux[adj_idx].ptr_type == PTR_TO_CTX)
13251                                 continue;
13252
13253                         imm_rnd = get_random_int();
13254                         rnd_hi32_patch[0] = insn;
13255                         rnd_hi32_patch[1].imm = imm_rnd;
13256                         rnd_hi32_patch[3].dst_reg = load_reg;
13257                         patch = rnd_hi32_patch;
13258                         patch_len = 4;
13259                         goto apply_patch_buffer;
13260                 }
13261
13262                 /* Add in an zero-extend instruction if a) the JIT has requested
13263                  * it or b) it's a CMPXCHG.
13264                  *
13265                  * The latter is because: BPF_CMPXCHG always loads a value into
13266                  * R0, therefore always zero-extends. However some archs'
13267                  * equivalent instruction only does this load when the
13268                  * comparison is successful. This detail of CMPXCHG is
13269                  * orthogonal to the general zero-extension behaviour of the
13270                  * CPU, so it's treated independently of bpf_jit_needs_zext.
13271                  */
13272                 if (!bpf_jit_needs_zext() && !is_cmpxchg_insn(&insn))
13273                         continue;
13274
13275                 if (WARN_ON(load_reg == -1)) {
13276                         verbose(env, "verifier bug. zext_dst is set, but no reg is defined\n");
13277                         return -EFAULT;
13278                 }
13279
13280                 zext_patch[0] = insn;
13281                 zext_patch[1].dst_reg = load_reg;
13282                 zext_patch[1].src_reg = load_reg;
13283                 patch = zext_patch;
13284                 patch_len = 2;
13285 apply_patch_buffer:
13286                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, adj_idx, patch, patch_len);
13287                 if (!new_prog)
13288                         return -ENOMEM;
13289                 env->prog = new_prog;
13290                 insns = new_prog->insnsi;
13291                 aux = env->insn_aux_data;
13292                 delta += patch_len - 1;
13293         }
13294
13295         return 0;
13296 }
13297
13298 /* convert load instructions that access fields of a context type into a
13299  * sequence of instructions that access fields of the underlying structure:
13300  *     struct __sk_buff    -> struct sk_buff
13301  *     struct bpf_sock_ops -> struct sock
13302  */
13303 static int convert_ctx_accesses(struct bpf_verifier_env *env)
13304 {
13305         const struct bpf_verifier_ops *ops = env->ops;
13306         int i, cnt, size, ctx_field_size, delta = 0;
13307         const int insn_cnt = env->prog->len;
13308         struct bpf_insn insn_buf[16], *insn;
13309         u32 target_size, size_default, off;
13310         struct bpf_prog *new_prog;
13311         enum bpf_access_type type;
13312         bool is_narrower_load;
13313
13314         if (ops->gen_prologue || env->seen_direct_write) {
13315                 if (!ops->gen_prologue) {
13316                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
13317                         return -EINVAL;
13318                 }
13319                 cnt = ops->gen_prologue(insn_buf, env->seen_direct_write,
13320                                         env->prog);
13321                 if (cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
13322                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
13323                         return -EINVAL;
13324                 } else if (cnt) {
13325                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, 0, insn_buf, cnt);
13326                         if (!new_prog)
13327                                 return -ENOMEM;
13328
13329                         env->prog = new_prog;
13330                         delta += cnt - 1;
13331                 }
13332         }
13333
13334         if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
13335                 return 0;
13336
13337         insn = env->prog->insnsi + delta;
13338
13339         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
13340                 bpf_convert_ctx_access_t convert_ctx_access;
13341                 bool ctx_access;
13342
13343                 if (insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_B) ||
13344                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_H) ||
13345                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_W) ||
13346                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_DW)) {
13347                         type = BPF_READ;
13348                         ctx_access = true;
13349                 } else if (insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_B) ||
13350                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_H) ||
13351                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_W) ||
13352                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_DW) ||
13353                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_B) ||
13354                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_H) ||
13355                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_W) ||
13356                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_DW)) {
13357                         type = BPF_WRITE;
13358                         ctx_access = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_STX;
13359                 } else {
13360                         continue;
13361                 }
13362
13363                 if (type == BPF_WRITE &&
13364                     env->insn_aux_data[i + delta].sanitize_stack_spill) {
13365                         struct bpf_insn patch[] = {
13366                                 *insn,
13367                                 BPF_ST_NOSPEC(),
13368                         };
13369
13370                         cnt = ARRAY_SIZE(patch);
13371                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patch, cnt);
13372                         if (!new_prog)
13373                                 return -ENOMEM;
13374
13375                         delta    += cnt - 1;
13376                         env->prog = new_prog;
13377                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
13378                         continue;
13379                 }
13380
13381                 if (!ctx_access)
13382                         continue;
13383
13384                 switch ((int)env->insn_aux_data[i + delta].ptr_type) {
13385                 case PTR_TO_CTX:
13386                         if (!ops->convert_ctx_access)
13387                                 continue;
13388                         convert_ctx_access = ops->convert_ctx_access;
13389                         break;
13390                 case PTR_TO_SOCKET:
13391                 case PTR_TO_SOCK_COMMON:
13392                         convert_ctx_access = bpf_sock_convert_ctx_access;
13393                         break;
13394                 case PTR_TO_TCP_SOCK:
13395                         convert_ctx_access = bpf_tcp_sock_convert_ctx_access;
13396                         break;
13397                 case PTR_TO_XDP_SOCK:
13398                         convert_ctx_access = bpf_xdp_sock_convert_ctx_access;
13399                         break;
13400                 case PTR_TO_BTF_ID:
13401                 case PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED:
13402                         if (type == BPF_READ) {
13403                                 insn->code = BPF_LDX | BPF_PROBE_MEM |
13404                                         BPF_SIZE((insn)->code);
13405                                 env->prog->aux->num_exentries++;
13406                         } else if (resolve_prog_type(env->prog) != BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS) {
13407                                 verbose(env, "Writes through BTF pointers are not allowed\n");
13408                                 return -EINVAL;
13409                         }
13410                         continue;
13411                 default:
13412                         continue;
13413                 }
13414
13415                 ctx_field_size = env->insn_aux_data[i + delta].ctx_field_size;
13416                 size = BPF_LDST_BYTES(insn);
13417
13418                 /* If the read access is a narrower load of the field,
13419                  * convert to a 4/8-byte load, to minimum program type specific
13420                  * convert_ctx_access changes. If conversion is successful,
13421                  * we will apply proper mask to the result.
13422                  */
13423                 is_narrower_load = size < ctx_field_size;
13424                 size_default = bpf_ctx_off_adjust_machine(ctx_field_size);
13425                 off = insn->off;
13426                 if (is_narrower_load) {
13427                         u8 size_code;
13428
13429                         if (type == BPF_WRITE) {
13430                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx access misconfigured\n");
13431                                 return -EINVAL;
13432                         }
13433
13434                         size_code = BPF_H;
13435                         if (ctx_field_size == 4)
13436                                 size_code = BPF_W;
13437                         else if (ctx_field_size == 8)
13438                                 size_code = BPF_DW;
13439
13440                         insn->off = off & ~(size_default - 1);
13441                         insn->code = BPF_LDX | BPF_MEM | size_code;
13442                 }
13443
13444                 target_size = 0;
13445                 cnt = convert_ctx_access(type, insn, insn_buf, env->prog,
13446                                          &target_size);
13447                 if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf) ||
13448                     (ctx_field_size && !target_size)) {
13449                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
13450                         return -EINVAL;
13451                 }
13452
13453                 if (is_narrower_load && size < target_size) {
13454                         u8 shift = bpf_ctx_narrow_access_offset(
13455                                 off, size, size_default) * 8;
13456                         if (shift && cnt + 1 >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
13457                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx load misconfigured\n");
13458                                 return -EINVAL;
13459                         }
13460                         if (ctx_field_size <= 4) {
13461                                 if (shift)
13462                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_RSH,
13463                                                                         insn->dst_reg,
13464                                                                         shift);
13465                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
13466                                                                 (1 << size * 8) - 1);
13467                         } else {
13468                                 if (shift)
13469                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_RSH,
13470                                                                         insn->dst_reg,
13471                                                                         shift);
13472                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
13473                                                                 (1ULL << size * 8) - 1);
13474                         }
13475                 }
13476
13477                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
13478                 if (!new_prog)
13479                         return -ENOMEM;
13480
13481                 delta += cnt - 1;
13482
13483                 /* keep walking new program and skip insns we just inserted */
13484                 env->prog = new_prog;
13485                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
13486         }
13487
13488         return 0;
13489 }
13490
13491 static int jit_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
13492 {
13493         struct bpf_prog *prog = env->prog, **func, *tmp;
13494         int i, j, subprog_start, subprog_end = 0, len, subprog;
13495         struct bpf_map *map_ptr;
13496         struct bpf_insn *insn;
13497         void *old_bpf_func;
13498         int err, num_exentries;
13499
13500         if (env->subprog_cnt <= 1)
13501                 return 0;
13502
13503         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
13504                 if (!bpf_pseudo_func(insn) && !bpf_pseudo_call(insn))
13505                         continue;
13506
13507                 /* Upon error here we cannot fall back to interpreter but
13508                  * need a hard reject of the program. Thus -EFAULT is
13509                  * propagated in any case.
13510                  */
13511                 subprog = find_subprog(env, i + insn->imm + 1);
13512                 if (subprog < 0) {
13513                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
13514                                   i + insn->imm + 1);
13515                         return -EFAULT;
13516                 }
13517                 /* temporarily remember subprog id inside insn instead of
13518                  * aux_data, since next loop will split up all insns into funcs
13519                  */
13520                 insn->off = subprog;
13521                 /* remember original imm in case JIT fails and fallback
13522                  * to interpreter will be needed
13523                  */
13524                 env->insn_aux_data[i].call_imm = insn->imm;
13525                 /* point imm to __bpf_call_base+1 from JITs point of view */
13526                 insn->imm = 1;
13527                 if (bpf_pseudo_func(insn))
13528                         /* jit (e.g. x86_64) may emit fewer instructions
13529                          * if it learns a u32 imm is the same as a u64 imm.
13530                          * Force a non zero here.
13531                          */
13532                         insn[1].imm = 1;
13533         }
13534
13535         err = bpf_prog_alloc_jited_linfo(prog);
13536         if (err)
13537                 goto out_undo_insn;
13538
13539         err = -ENOMEM;
13540         func = kcalloc(env->subprog_cnt, sizeof(prog), GFP_KERNEL);
13541         if (!func)
13542                 goto out_undo_insn;
13543
13544         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
13545                 subprog_start = subprog_end;
13546                 subprog_end = env->subprog_info[i + 1].start;
13547
13548                 len = subprog_end - subprog_start;
13549                 /* bpf_prog_run() doesn't call subprogs directly,
13550                  * hence main prog stats include the runtime of subprogs.
13551                  * subprogs don't have IDs and not reachable via prog_get_next_id
13552                  * func[i]->stats will never be accessed and stays NULL
13553                  */
13554                 func[i] = bpf_prog_alloc_no_stats(bpf_prog_size(len), GFP_USER);
13555                 if (!func[i])
13556                         goto out_free;
13557                 memcpy(func[i]->insnsi, &prog->insnsi[subprog_start],
13558                        len * sizeof(struct bpf_insn));
13559                 func[i]->type = prog->type;
13560                 func[i]->len = len;
13561                 if (bpf_prog_calc_tag(func[i]))
13562                         goto out_free;
13563                 func[i]->is_func = 1;
13564                 func[i]->aux->func_idx = i;
13565                 /* Below members will be freed only at prog->aux */
13566                 func[i]->aux->btf = prog->aux->btf;
13567                 func[i]->aux->func_info = prog->aux->func_info;
13568                 func[i]->aux->poke_tab = prog->aux->poke_tab;
13569                 func[i]->aux->size_poke_tab = prog->aux->size_poke_tab;
13570
13571                 for (j = 0; j < prog->aux->size_poke_tab; j++) {
13572                         struct bpf_jit_poke_descriptor *poke;
13573
13574                         poke = &prog->aux->poke_tab[j];
13575                         if (poke->insn_idx < subprog_end &&
13576                             poke->insn_idx >= subprog_start)
13577                                 poke->aux = func[i]->aux;
13578                 }
13579
13580                 /* Use bpf_prog_F_tag to indicate functions in stack traces.
13581                  * Long term would need debug info to populate names
13582                  */
13583                 func[i]->aux->name[0] = 'F';
13584                 func[i]->aux->stack_depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
13585                 func[i]->jit_requested = 1;
13586                 func[i]->blinding_requested = prog->blinding_requested;
13587                 func[i]->aux->kfunc_tab = prog->aux->kfunc_tab;
13588                 func[i]->aux->kfunc_btf_tab = prog->aux->kfunc_btf_tab;
13589                 func[i]->aux->linfo = prog->aux->linfo;
13590                 func[i]->aux->nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
13591                 func[i]->aux->jited_linfo = prog->aux->jited_linfo;
13592                 func[i]->aux->linfo_idx = env->subprog_info[i].linfo_idx;
13593                 num_exentries = 0;
13594                 insn = func[i]->insnsi;
13595                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
13596                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
13597                             BPF_MODE(insn->code) == BPF_PROBE_MEM)
13598                                 num_exentries++;
13599                 }
13600                 func[i]->aux->num_exentries = num_exentries;
13601                 func[i]->aux->tail_call_reachable = env->subprog_info[i].tail_call_reachable;
13602                 func[i] = bpf_int_jit_compile(func[i]);
13603                 if (!func[i]->jited) {
13604                         err = -ENOTSUPP;
13605                         goto out_free;
13606                 }
13607                 cond_resched();
13608         }
13609
13610         /* at this point all bpf functions were successfully JITed
13611          * now populate all bpf_calls with correct addresses and
13612          * run last pass of JIT
13613          */
13614         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
13615                 insn = func[i]->insnsi;
13616                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
13617                         if (bpf_pseudo_func(insn)) {
13618                                 subprog = insn->off;
13619                                 insn[0].imm = (u32)(long)func[subprog]->bpf_func;
13620                                 insn[1].imm = ((u64)(long)func[subprog]->bpf_func) >> 32;
13621                                 continue;
13622                         }
13623                         if (!bpf_pseudo_call(insn))
13624                                 continue;
13625                         subprog = insn->off;
13626                         insn->imm = BPF_CALL_IMM(func[subprog]->bpf_func);
13627                 }
13628
13629                 /* we use the aux data to keep a list of the start addresses
13630                  * of the JITed images for each function in the program
13631                  *
13632                  * for some architectures, such as powerpc64, the imm field
13633                  * might not be large enough to hold the offset of the start
13634                  * address of the callee's JITed image from __bpf_call_base
13635                  *
13636                  * in such cases, we can lookup the start address of a callee
13637                  * by using its subprog id, available from the off field of
13638                  * the call instruction, as an index for this list
13639                  */
13640                 func[i]->aux->func = func;
13641                 func[i]->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
13642         }
13643         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
13644                 old_bpf_func = func[i]->bpf_func;
13645                 tmp = bpf_int_jit_compile(func[i]);
13646                 if (tmp != func[i] || func[i]->bpf_func != old_bpf_func) {
13647                         verbose(env, "JIT doesn't support bpf-to-bpf calls\n");
13648                         err = -ENOTSUPP;
13649                         goto out_free;
13650                 }
13651                 cond_resched();
13652         }
13653
13654         /* finally lock prog and jit images for all functions and
13655          * populate kallsysm
13656          */
13657         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
13658                 bpf_prog_lock_ro(func[i]);
13659                 bpf_prog_kallsyms_add(func[i]);
13660         }
13661
13662         /* Last step: make now unused interpreter insns from main
13663          * prog consistent for later dump requests, so they can
13664          * later look the same as if they were interpreted only.
13665          */
13666         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
13667                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
13668                         insn[0].imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
13669                         insn[1].imm = insn->off;
13670                         insn->off = 0;
13671                         continue;
13672                 }
13673                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
13674                         continue;
13675                 insn->off = env->insn_aux_data[i].call_imm;
13676                 subprog = find_subprog(env, i + insn->off + 1);
13677                 insn->imm = subprog;
13678         }
13679
13680         prog->jited = 1;
13681         prog->bpf_func = func[0]->bpf_func;
13682         prog->jited_len = func[0]->jited_len;
13683         prog->aux->func = func;
13684         prog->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
13685         bpf_prog_jit_attempt_done(prog);
13686         return 0;
13687 out_free:
13688         /* We failed JIT'ing, so at this point we need to unregister poke
13689          * descriptors from subprogs, so that kernel is not attempting to
13690          * patch it anymore as we're freeing the subprog JIT memory.
13691          */
13692         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
13693                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
13694                 map_ptr->ops->map_poke_untrack(map_ptr, prog->aux);
13695         }
13696         /* At this point we're guaranteed that poke descriptors are not
13697          * live anymore. We can just unlink its descriptor table as it's
13698          * released with the main prog.
13699          */
13700         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
13701                 if (!func[i])
13702                         continue;
13703                 func[i]->aux->poke_tab = NULL;
13704                 bpf_jit_free(func[i]);
13705         }
13706         kfree(func);
13707 out_undo_insn:
13708         /* cleanup main prog to be interpreted */
13709         prog->jit_requested = 0;
13710         prog->blinding_requested = 0;
13711         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
13712                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
13713                         continue;
13714                 insn->off = 0;
13715                 insn->imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
13716         }
13717         bpf_prog_jit_attempt_done(prog);
13718         return err;
13719 }
13720
13721 static int fixup_call_args(struct bpf_verifier_env *env)
13722 {
13723 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
13724         struct bpf_prog *prog = env->prog;
13725         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
13726         bool has_kfunc_call = bpf_prog_has_kfunc_call(prog);
13727         int i, depth;
13728 #endif
13729         int err = 0;
13730
13731         if (env->prog->jit_requested &&
13732             !bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
13733                 err = jit_subprogs(env);
13734                 if (err == 0)
13735                         return 0;
13736                 if (err == -EFAULT)
13737                         return err;
13738         }
13739 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
13740         if (has_kfunc_call) {
13741                 verbose(env, "calling kernel functions are not allowed in non-JITed programs\n");
13742                 return -EINVAL;
13743         }
13744         if (env->subprog_cnt > 1 && env->prog->aux->tail_call_reachable) {
13745                 /* When JIT fails the progs with bpf2bpf calls and tail_calls
13746                  * have to be rejected, since interpreter doesn't support them yet.
13747                  */
13748                 verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
13749                 return -EINVAL;
13750         }
13751         for (i = 0; i < prog->len; i++, insn++) {
13752                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
13753                         /* When JIT fails the progs with callback calls
13754                          * have to be rejected, since interpreter doesn't support them yet.
13755                          */
13756                         verbose(env, "callbacks are not allowed in non-JITed programs\n");
13757                         return -EINVAL;
13758                 }
13759
13760                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
13761                         continue;
13762                 depth = get_callee_stack_depth(env, insn, i);
13763                 if (depth < 0)
13764                         return depth;
13765                 bpf_patch_call_args(insn, depth);
13766         }
13767         err = 0;
13768 #endif
13769         return err;
13770 }
13771
13772 static int fixup_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env,
13773                             struct bpf_insn *insn)
13774 {
13775         const struct bpf_kfunc_desc *desc;
13776
13777         if (!insn->imm) {
13778                 verbose(env, "invalid kernel function call not eliminated in verifier pass\n");
13779                 return -EINVAL;
13780         }
13781
13782         /* insn->imm has the btf func_id. Replace it with
13783          * an address (relative to __bpf_base_call).
13784          */
13785         desc = find_kfunc_desc(env->prog, insn->imm, insn->off);
13786         if (!desc) {
13787                 verbose(env, "verifier internal error: kernel function descriptor not found for func_id %u\n",
13788                         insn->imm);
13789                 return -EFAULT;
13790         }
13791
13792         insn->imm = desc->imm;
13793
13794         return 0;
13795 }
13796
13797 /* Do various post-verification rewrites in a single program pass.
13798  * These rewrites simplify JIT and interpreter implementations.
13799  */
13800 static int do_misc_fixups(struct bpf_verifier_env *env)
13801 {
13802         struct bpf_prog *prog = env->prog;
13803         enum bpf_attach_type eatype = prog->expected_attach_type;
13804         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(prog);
13805         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
13806         const struct bpf_func_proto *fn;
13807         const int insn_cnt = prog->len;
13808         const struct bpf_map_ops *ops;
13809         struct bpf_insn_aux_data *aux;
13810         struct bpf_insn insn_buf[16];
13811         struct bpf_prog *new_prog;
13812         struct bpf_map *map_ptr;
13813         int i, ret, cnt, delta = 0;
13814
13815         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
13816                 /* Make divide-by-zero exceptions impossible. */
13817                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_X) ||
13818                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X) ||
13819                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X) ||
13820                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X)) {
13821                         bool is64 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64;
13822                         bool isdiv = BPF_OP(insn->code) == BPF_DIV;
13823                         struct bpf_insn *patchlet;
13824                         struct bpf_insn chk_and_div[] = {
13825                                 /* [R,W]x div 0 -> 0 */
13826                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
13827                                              BPF_JNE | BPF_K, insn->src_reg,
13828                                              0, 2, 0),
13829                                 BPF_ALU32_REG(BPF_XOR, insn->dst_reg, insn->dst_reg),
13830                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
13831                                 *insn,
13832                         };
13833                         struct bpf_insn chk_and_mod[] = {
13834                                 /* [R,W]x mod 0 -> [R,W]x */
13835                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
13836                                              BPF_JEQ | BPF_K, insn->src_reg,
13837                                              0, 1 + (is64 ? 0 : 1), 0),
13838                                 *insn,
13839                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
13840                                 BPF_MOV32_REG(insn->dst_reg, insn->dst_reg),
13841                         };
13842
13843                         patchlet = isdiv ? chk_and_div : chk_and_mod;
13844                         cnt = isdiv ? ARRAY_SIZE(chk_and_div) :
13845                                       ARRAY_SIZE(chk_and_mod) - (is64 ? 2 : 0);
13846
13847                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patchlet, cnt);
13848                         if (!new_prog)
13849                                 return -ENOMEM;
13850
13851                         delta    += cnt - 1;
13852                         env->prog = prog = new_prog;
13853                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
13854                         continue;
13855                 }
13856
13857                 /* Implement LD_ABS and LD_IND with a rewrite, if supported by the program type. */
13858                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LD &&
13859                     (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ABS ||
13860                      BPF_MODE(insn->code) == BPF_IND)) {
13861                         cnt = env->ops->gen_ld_abs(insn, insn_buf);
13862                         if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
13863                                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
13864                                 return -EINVAL;
13865                         }
13866
13867                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
13868                         if (!new_prog)
13869                                 return -ENOMEM;
13870
13871                         delta    += cnt - 1;
13872                         env->prog = prog = new_prog;
13873                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
13874                         continue;
13875                 }
13876
13877                 /* Rewrite pointer arithmetic to mitigate speculation attacks. */
13878                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X) ||
13879                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X)) {
13880                         const u8 code_add = BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X;
13881                         const u8 code_sub = BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X;
13882                         struct bpf_insn *patch = &insn_buf[0];
13883                         bool issrc, isneg, isimm;
13884                         u32 off_reg;
13885
13886                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
13887                         if (!aux->alu_state ||
13888                             aux->alu_state == BPF_ALU_NON_POINTER)
13889                                 continue;
13890
13891                         isneg = aux->alu_state & BPF_ALU_NEG_VALUE;
13892                         issrc = (aux->alu_state & BPF_ALU_SANITIZE) ==
13893                                 BPF_ALU_SANITIZE_SRC;
13894                         isimm = aux->alu_state & BPF_ALU_IMMEDIATE;
13895
13896                         off_reg = issrc ? insn->src_reg : insn->dst_reg;
13897                         if (isimm) {
13898                                 *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit);
13899                         } else {
13900                                 if (isneg)
13901                                         *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
13902                                 *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit);
13903                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_SUB, BPF_REG_AX, off_reg);
13904                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, BPF_REG_AX, off_reg);
13905                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_NEG, BPF_REG_AX, 0);
13906                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_ARSH, BPF_REG_AX, 63);
13907                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_AND, BPF_REG_AX, off_reg);
13908                         }
13909                         if (!issrc)
13910                                 *patch++ = BPF_MOV64_REG(insn->dst_reg, insn->src_reg);
13911                         insn->src_reg = BPF_REG_AX;
13912                         if (isneg)
13913                                 insn->code = insn->code == code_add ?
13914                                              code_sub : code_add;
13915                         *patch++ = *insn;
13916                         if (issrc && isneg && !isimm)
13917                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
13918                         cnt = patch - insn_buf;
13919
13920                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
13921                         if (!new_prog)
13922                                 return -ENOMEM;
13923
13924                         delta    += cnt - 1;
13925                         env->prog = prog = new_prog;
13926                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
13927                         continue;
13928                 }
13929
13930                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL))
13931                         continue;
13932                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
13933                         continue;
13934                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) {
13935                         ret = fixup_kfunc_call(env, insn);
13936                         if (ret)
13937                                 return ret;
13938                         continue;
13939                 }
13940
13941                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_route_realm)
13942                         prog->dst_needed = 1;
13943                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_prandom_u32)
13944                         bpf_user_rnd_init_once();
13945                 if (insn->imm == BPF_FUNC_override_return)
13946                         prog->kprobe_override = 1;
13947                 if (insn->imm == BPF_FUNC_tail_call) {
13948                         /* If we tail call into other programs, we
13949                          * cannot make any assumptions since they can
13950                          * be replaced dynamically during runtime in
13951                          * the program array.
13952                          */
13953                         prog->cb_access = 1;
13954                         if (!allow_tail_call_in_subprogs(env))
13955                                 prog->aux->stack_depth = MAX_BPF_STACK;
13956                         prog->aux->max_pkt_offset = MAX_PACKET_OFF;
13957
13958                         /* mark bpf_tail_call as different opcode to avoid
13959                          * conditional branch in the interpreter for every normal
13960                          * call and to prevent accidental JITing by JIT compiler
13961                          * that doesn't support bpf_tail_call yet
13962                          */
13963                         insn->imm = 0;
13964                         insn->code = BPF_JMP | BPF_TAIL_CALL;
13965
13966                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
13967                         if (env->bpf_capable && !prog->blinding_requested &&
13968                             prog->jit_requested &&
13969                             !bpf_map_key_poisoned(aux) &&
13970                             !bpf_map_ptr_poisoned(aux) &&
13971                             !bpf_map_ptr_unpriv(aux)) {
13972                                 struct bpf_jit_poke_descriptor desc = {
13973                                         .reason = BPF_POKE_REASON_TAIL_CALL,
13974                                         .tail_call.map = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state),
13975                                         .tail_call.key = bpf_map_key_immediate(aux),
13976                                         .insn_idx = i + delta,
13977                                 };
13978
13979                                 ret = bpf_jit_add_poke_descriptor(prog, &desc);
13980                                 if (ret < 0) {
13981                                         verbose(env, "adding tail call poke descriptor failed\n");
13982                                         return ret;
13983                                 }
13984
13985                                 insn->imm = ret + 1;
13986                                 continue;
13987                         }
13988
13989                         if (!bpf_map_ptr_unpriv(aux))
13990                                 continue;
13991
13992                         /* instead of changing every JIT dealing with tail_call
13993                          * emit two extra insns:
13994                          * if (index >= max_entries) goto out;
13995                          * index &= array->index_mask;
13996                          * to avoid out-of-bounds cpu speculation
13997                          */
13998                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux)) {
13999                                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
14000                                 return -EINVAL;
14001                         }
14002
14003                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
14004                         insn_buf[0] = BPF_JMP_IMM(BPF_JGE, BPF_REG_3,
14005                                                   map_ptr->max_entries, 2);
14006                         insn_buf[1] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, BPF_REG_3,
14007                                                     container_of(map_ptr,
14008                                                                  struct bpf_array,
14009                                                                  map)->index_mask);
14010                         insn_buf[2] = *insn;
14011                         cnt = 3;
14012                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
14013                         if (!new_prog)
14014                                 return -ENOMEM;
14015
14016                         delta    += cnt - 1;
14017                         env->prog = prog = new_prog;
14018                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
14019                         continue;
14020                 }
14021
14022                 if (insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback) {
14023                         /* The verifier will process callback_fn as many times as necessary
14024                          * with different maps and the register states prepared by
14025                          * set_timer_callback_state will be accurate.
14026                          *
14027                          * The following use case is valid:
14028                          *   map1 is shared by prog1, prog2, prog3.
14029                          *   prog1 calls bpf_timer_init for some map1 elements
14030                          *   prog2 calls bpf_timer_set_callback for some map1 elements.
14031                          *     Those that were not bpf_timer_init-ed will return -EINVAL.
14032                          *   prog3 calls bpf_timer_start for some map1 elements.
14033                          *     Those that were not both bpf_timer_init-ed and
14034                          *     bpf_timer_set_callback-ed will return -EINVAL.
14035                          */
14036                         struct bpf_insn ld_addrs[2] = {
14037                                 BPF_LD_IMM64(BPF_REG_3, (long)prog->aux),
14038                         };
14039
14040                         insn_buf[0] = ld_addrs[0];
14041                         insn_buf[1] = ld_addrs[1];
14042                         insn_buf[2] = *insn;
14043                         cnt = 3;
14044
14045                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
14046                         if (!new_prog)
14047                                 return -ENOMEM;
14048
14049                         delta    += cnt - 1;
14050                         env->prog = prog = new_prog;
14051                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
14052                         goto patch_call_imm;
14053                 }
14054
14055                 if (insn->imm == BPF_FUNC_task_storage_get ||
14056                     insn->imm == BPF_FUNC_sk_storage_get ||
14057                     insn->imm == BPF_FUNC_inode_storage_get) {
14058                         if (env->prog->aux->sleepable)
14059                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_5, (__force __s32)GFP_KERNEL);
14060                         else
14061                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_5, (__force __s32)GFP_ATOMIC);
14062                         insn_buf[1] = *insn;
14063                         cnt = 2;
14064
14065                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
14066                         if (!new_prog)
14067                                 return -ENOMEM;
14068
14069                         delta += cnt - 1;
14070                         env->prog = prog = new_prog;
14071                         insn = new_prog->insnsi + i + delta;
14072                         goto patch_call_imm;
14073                 }
14074
14075                 /* BPF_EMIT_CALL() assumptions in some of the map_gen_lookup
14076                  * and other inlining handlers are currently limited to 64 bit
14077                  * only.
14078                  */
14079                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
14080                     (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem ||
14081                      insn->imm == BPF_FUNC_map_update_elem ||
14082                      insn->imm == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
14083                      insn->imm == BPF_FUNC_map_push_elem   ||
14084                      insn->imm == BPF_FUNC_map_pop_elem    ||
14085                      insn->imm == BPF_FUNC_map_peek_elem   ||
14086                      insn->imm == BPF_FUNC_redirect_map    ||
14087                      insn->imm == BPF_FUNC_for_each_map_elem ||
14088                      insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem)) {
14089                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
14090                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux))
14091                                 goto patch_call_imm;
14092
14093                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
14094                         ops = map_ptr->ops;
14095                         if (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
14096                             ops->map_gen_lookup) {
14097                                 cnt = ops->map_gen_lookup(map_ptr, insn_buf);
14098                                 if (cnt == -EOPNOTSUPP)
14099                                         goto patch_map_ops_generic;
14100                                 if (cnt <= 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
14101                                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
14102                                         return -EINVAL;
14103                                 }
14104
14105                                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta,
14106                                                                insn_buf, cnt);
14107                                 if (!new_prog)
14108                                         return -ENOMEM;
14109
14110                                 delta    += cnt - 1;
14111                                 env->prog = prog = new_prog;
14112                                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
14113                                 continue;
14114                         }
14115
14116                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_elem,
14117                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
14118                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_delete_elem,
14119                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
14120                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_update_elem,
14121                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
14122                                               u64 flags))NULL));
14123                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_push_elem,
14124                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *value,
14125                                               u64 flags))NULL));
14126                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_pop_elem,
14127                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
14128                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_peek_elem,
14129                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
14130                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_redirect,
14131                                      (int (*)(struct bpf_map *map, u32 ifindex, u64 flags))NULL));
14132                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_for_each_callback,
14133                                      (int (*)(struct bpf_map *map,
14134                                               bpf_callback_t callback_fn,
14135                                               void *callback_ctx,
14136                                               u64 flags))NULL));
14137                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_percpu_elem,
14138                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key, u32 cpu))NULL));
14139
14140 patch_map_ops_generic:
14141                         switch (insn->imm) {
14142                         case BPF_FUNC_map_lookup_elem:
14143                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_lookup_elem);
14144                                 continue;
14145                         case BPF_FUNC_map_update_elem:
14146                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_update_elem);
14147                                 continue;
14148                         case BPF_FUNC_map_delete_elem:
14149                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_delete_elem);
14150                                 continue;
14151                         case BPF_FUNC_map_push_elem:
14152                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_push_elem);
14153                                 continue;
14154                         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
14155                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_pop_elem);
14156                                 continue;
14157                         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
14158                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_peek_elem);
14159                                 continue;
14160                         case BPF_FUNC_redirect_map:
14161                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_redirect);
14162                                 continue;
14163                         case BPF_FUNC_for_each_map_elem:
14164                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_for_each_callback);
14165                                 continue;
14166                         case BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem:
14167                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_lookup_percpu_elem);
14168                                 continue;
14169                         }
14170
14171                         goto patch_call_imm;
14172                 }
14173
14174                 /* Implement bpf_jiffies64 inline. */
14175                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
14176                     insn->imm == BPF_FUNC_jiffies64) {
14177                         struct bpf_insn ld_jiffies_addr[2] = {
14178                                 BPF_LD_IMM64(BPF_REG_0,
14179                                              (unsigned long)&jiffies),
14180                         };
14181
14182                         insn_buf[0] = ld_jiffies_addr[0];
14183                         insn_buf[1] = ld_jiffies_addr[1];
14184                         insn_buf[2] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0,
14185                                                   BPF_REG_0, 0);
14186                         cnt = 3;
14187
14188                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf,
14189                                                        cnt);
14190                         if (!new_prog)
14191                                 return -ENOMEM;
14192
14193                         delta    += cnt - 1;
14194                         env->prog = prog = new_prog;
14195                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
14196                         continue;
14197                 }
14198
14199                 /* Implement bpf_get_func_arg inline. */
14200                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
14201                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_arg) {
14202                         /* Load nr_args from ctx - 8 */
14203                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
14204                         insn_buf[1] = BPF_JMP32_REG(BPF_JGE, BPF_REG_2, BPF_REG_0, 6);
14205                         insn_buf[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_2, 3);
14206                         insn_buf[3] = BPF_ALU64_REG(BPF_ADD, BPF_REG_2, BPF_REG_1);
14207                         insn_buf[4] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_2, 0);
14208                         insn_buf[5] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_3, BPF_REG_0, 0);
14209                         insn_buf[6] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, 0);
14210                         insn_buf[7] = BPF_JMP_A(1);
14211                         insn_buf[8] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, -EINVAL);
14212                         cnt = 9;
14213
14214                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
14215                         if (!new_prog)
14216                                 return -ENOMEM;
14217
14218                         delta    += cnt - 1;
14219                         env->prog = prog = new_prog;
14220                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
14221                         continue;
14222                 }
14223
14224                 /* Implement bpf_get_func_ret inline. */
14225                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
14226                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_ret) {
14227                         if (eatype == BPF_TRACE_FEXIT ||
14228                             eatype == BPF_MODIFY_RETURN) {
14229                                 /* Load nr_args from ctx - 8 */
14230                                 insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
14231                                 insn_buf[1] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_0, 3);
14232                                 insn_buf[2] = BPF_ALU64_REG(BPF_ADD, BPF_REG_0, BPF_REG_1);
14233                                 insn_buf[3] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_3, BPF_REG_0, 0);
14234                                 insn_buf[4] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_2, BPF_REG_3, 0);
14235                                 insn_buf[5] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, 0);
14236                                 cnt = 6;
14237                         } else {
14238                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, -EOPNOTSUPP);
14239                                 cnt = 1;
14240                         }
14241
14242                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
14243                         if (!new_prog)
14244                                 return -ENOMEM;
14245
14246                         delta    += cnt - 1;
14247                         env->prog = prog = new_prog;
14248                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
14249                         continue;
14250                 }
14251
14252                 /* Implement get_func_arg_cnt inline. */
14253                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
14254                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_arg_cnt) {
14255                         /* Load nr_args from ctx - 8 */
14256                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
14257
14258                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, 1);
14259                         if (!new_prog)
14260                                 return -ENOMEM;
14261
14262                         env->prog = prog = new_prog;
14263                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
14264                         continue;
14265                 }
14266
14267                 /* Implement bpf_get_func_ip inline. */
14268                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
14269                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_ip) {
14270                         /* Load IP address from ctx - 16 */
14271                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -16);
14272
14273                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, 1);
14274                         if (!new_prog)
14275                                 return -ENOMEM;
14276
14277                         env->prog = prog = new_prog;
14278                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
14279                         continue;
14280                 }
14281
14282 patch_call_imm:
14283                 fn = env->ops->get_func_proto(insn->imm, env->prog);
14284                 /* all functions that have prototype and verifier allowed
14285                  * programs to call them, must be real in-kernel functions
14286                  */
14287                 if (!fn->func) {
14288                         verbose(env,
14289                                 "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
14290                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
14291                         return -EFAULT;
14292                 }
14293                 insn->imm = fn->func - __bpf_call_base;
14294         }
14295
14296         /* Since poke tab is now finalized, publish aux to tracker. */
14297         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
14298                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
14299                 if (!map_ptr->ops->map_poke_track ||
14300                     !map_ptr->ops->map_poke_untrack ||
14301                     !map_ptr->ops->map_poke_run) {
14302                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
14303                         return -EINVAL;
14304                 }
14305
14306                 ret = map_ptr->ops->map_poke_track(map_ptr, prog->aux);
14307                 if (ret < 0) {
14308                         verbose(env, "tracking tail call prog failed\n");
14309                         return ret;
14310                 }
14311         }
14312
14313         sort_kfunc_descs_by_imm(env->prog);
14314
14315         return 0;
14316 }
14317
14318 static void free_states(struct bpf_verifier_env *env)
14319 {
14320         struct bpf_verifier_state_list *sl, *sln;
14321         int i;
14322
14323         sl = env->free_list;
14324         while (sl) {
14325                 sln = sl->next;
14326                 free_verifier_state(&sl->state, false);
14327                 kfree(sl);
14328                 sl = sln;
14329         }
14330         env->free_list = NULL;
14331
14332         if (!env->explored_states)
14333                 return;
14334
14335         for (i = 0; i < state_htab_size(env); i++) {
14336                 sl = env->explored_states[i];
14337
14338                 while (sl) {
14339                         sln = sl->next;
14340                         free_verifier_state(&sl->state, false);
14341                         kfree(sl);
14342                         sl = sln;
14343                 }
14344                 env->explored_states[i] = NULL;
14345         }
14346 }
14347
14348 static int do_check_common(struct bpf_verifier_env *env, int subprog)
14349 {
14350         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
14351         struct bpf_verifier_state *state;
14352         struct bpf_reg_state *regs;
14353         int ret, i;
14354
14355         env->prev_linfo = NULL;
14356         env->pass_cnt++;
14357
14358         state = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state), GFP_KERNEL);
14359         if (!state)
14360                 return -ENOMEM;
14361         state->curframe = 0;
14362         state->speculative = false;
14363         state->branches = 1;
14364         state->frame[0] = kzalloc(sizeof(struct bpf_func_state), GFP_KERNEL);
14365         if (!state->frame[0]) {
14366                 kfree(state);
14367                 return -ENOMEM;
14368         }
14369         env->cur_state = state;
14370         init_func_state(env, state->frame[0],
14371                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
14372                         0 /* frameno */,
14373                         subprog);
14374
14375         regs = state->frame[state->curframe]->regs;
14376         if (subprog || env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
14377                 ret = btf_prepare_func_args(env, subprog, regs);
14378                 if (ret)
14379                         goto out;
14380                 for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++) {
14381                         if (regs[i].type == PTR_TO_CTX)
14382                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
14383                         else if (regs[i].type == SCALAR_VALUE)
14384                                 mark_reg_unknown(env, regs, i);
14385                         else if (base_type(regs[i].type) == PTR_TO_MEM) {
14386                                 const u32 mem_size = regs[i].mem_size;
14387
14388                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
14389                                 regs[i].mem_size = mem_size;
14390                                 regs[i].id = ++env->id_gen;
14391                         }
14392                 }
14393         } else {
14394                 /* 1st arg to a function */
14395                 regs[BPF_REG_1].type = PTR_TO_CTX;
14396                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_1);
14397                 ret = btf_check_subprog_arg_match(env, subprog, regs);
14398                 if (ret == -EFAULT)
14399                         /* unlikely verifier bug. abort.
14400                          * ret == 0 and ret < 0 are sadly acceptable for
14401                          * main() function due to backward compatibility.
14402                          * Like socket filter program may be written as:
14403                          * int bpf_prog(struct pt_regs *ctx)
14404                          * and never dereference that ctx in the program.
14405                          * 'struct pt_regs' is a type mismatch for socket
14406                          * filter that should be using 'struct __sk_buff'.
14407                          */
14408                         goto out;
14409         }
14410
14411         ret = do_check(env);
14412 out:
14413         /* check for NULL is necessary, since cur_state can be freed inside
14414          * do_check() under memory pressure.
14415          */
14416         if (env->cur_state) {
14417                 free_verifier_state(env->cur_state, true);
14418                 env->cur_state = NULL;
14419         }
14420         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
14421         if (!ret && pop_log)
14422                 bpf_vlog_reset(&env->log, 0);
14423         free_states(env);
14424         return ret;
14425 }
14426
14427 /* Verify all global functions in a BPF program one by one based on their BTF.
14428  * All global functions must pass verification. Otherwise the whole program is rejected.
14429  * Consider:
14430  * int bar(int);
14431  * int foo(int f)
14432  * {
14433  *    return bar(f);
14434  * }
14435  * int bar(int b)
14436  * {
14437  *    ...
14438  * }
14439  * foo() will be verified first for R1=any_scalar_value. During verification it
14440  * will be assumed that bar() already verified successfully and call to bar()
14441  * from foo() will be checked for type match only. Later bar() will be verified
14442  * independently to check that it's safe for R1=any_scalar_value.
14443  */
14444 static int do_check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
14445 {
14446         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
14447         int i, ret;
14448
14449         if (!aux->func_info)
14450                 return 0;
14451
14452         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
14453                 if (aux->func_info_aux[i].linkage != BTF_FUNC_GLOBAL)
14454                         continue;
14455                 env->insn_idx = env->subprog_info[i].start;
14456                 WARN_ON_ONCE(env->insn_idx == 0);
14457                 ret = do_check_common(env, i);
14458                 if (ret) {
14459                         return ret;
14460                 } else if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
14461                         verbose(env,
14462                                 "Func#%d is safe for any args that match its prototype\n",
14463                                 i);
14464                 }
14465         }
14466         return 0;
14467 }
14468
14469 static int do_check_main(struct bpf_verifier_env *env)
14470 {
14471         int ret;
14472
14473         env->insn_idx = 0;
14474         ret = do_check_common(env, 0);
14475         if (!ret)
14476                 env->prog->aux->stack_depth = env->subprog_info[0].stack_depth;
14477         return ret;
14478 }
14479
14480
14481 static void print_verification_stats(struct bpf_verifier_env *env)
14482 {
14483         int i;
14484
14485         if (env->log.level & BPF_LOG_STATS) {
14486                 verbose(env, "verification time %lld usec\n",
14487                         div_u64(env->verification_time, 1000));
14488                 verbose(env, "stack depth ");
14489                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
14490                         u32 depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
14491
14492                         verbose(env, "%d", depth);
14493                         if (i + 1 < env->subprog_cnt)
14494                                 verbose(env, "+");
14495                 }
14496                 verbose(env, "\n");
14497         }
14498         verbose(env, "processed %d insns (limit %d) max_states_per_insn %d "
14499                 "total_states %d peak_states %d mark_read %d\n",
14500                 env->insn_processed, BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS,
14501                 env->max_states_per_insn, env->total_states,
14502                 env->peak_states, env->longest_mark_read_walk);
14503 }
14504
14505 static int check_struct_ops_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
14506 {
14507         const struct btf_type *t, *func_proto;
14508         const struct bpf_struct_ops *st_ops;
14509         const struct btf_member *member;
14510         struct bpf_prog *prog = env->prog;
14511         u32 btf_id, member_idx;
14512         const char *mname;
14513
14514         if (!prog->gpl_compatible) {
14515                 verbose(env, "struct ops programs must have a GPL compatible license\n");
14516                 return -EINVAL;
14517         }
14518
14519         btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
14520         st_ops = bpf_struct_ops_find(btf_id);
14521         if (!st_ops) {
14522                 verbose(env, "attach_btf_id %u is not a supported struct\n",
14523                         btf_id);
14524                 return -ENOTSUPP;
14525         }
14526
14527         t = st_ops->type;
14528         member_idx = prog->expected_attach_type;
14529         if (member_idx >= btf_type_vlen(t)) {
14530                 verbose(env, "attach to invalid member idx %u of struct %s\n",
14531                         member_idx, st_ops->name);
14532                 return -EINVAL;
14533         }
14534
14535         member = &btf_type_member(t)[member_idx];
14536         mname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, member->name_off);
14537         func_proto = btf_type_resolve_func_ptr(btf_vmlinux, member->type,
14538                                                NULL);
14539         if (!func_proto) {
14540                 verbose(env, "attach to invalid member %s(@idx %u) of struct %s\n",
14541                         mname, member_idx, st_ops->name);
14542                 return -EINVAL;
14543         }
14544
14545         if (st_ops->check_member) {
14546                 int err = st_ops->check_member(t, member);
14547
14548                 if (err) {
14549                         verbose(env, "attach to unsupported member %s of struct %s\n",
14550                                 mname, st_ops->name);
14551                         return err;
14552                 }
14553         }
14554
14555         prog->aux->attach_func_proto = func_proto;
14556         prog->aux->attach_func_name = mname;
14557         env->ops = st_ops->verifier_ops;
14558
14559         return 0;
14560 }
14561 #define SECURITY_PREFIX "security_"
14562
14563 static int check_attach_modify_return(unsigned long addr, const char *func_name)
14564 {
14565         if (within_error_injection_list(addr) ||
14566             !strncmp(SECURITY_PREFIX, func_name, sizeof(SECURITY_PREFIX) - 1))
14567                 return 0;
14568
14569         return -EINVAL;
14570 }
14571
14572 /* list of non-sleepable functions that are otherwise on
14573  * ALLOW_ERROR_INJECTION list
14574  */
14575 BTF_SET_START(btf_non_sleepable_error_inject)
14576 /* Three functions below can be called from sleepable and non-sleepable context.
14577  * Assume non-sleepable from bpf safety point of view.
14578  */
14579 BTF_ID(func, __filemap_add_folio)
14580 BTF_ID(func, should_fail_alloc_page)
14581 BTF_ID(func, should_failslab)
14582 BTF_SET_END(btf_non_sleepable_error_inject)
14583
14584 static int check_non_sleepable_error_inject(u32 btf_id)
14585 {
14586         return btf_id_set_contains(&btf_non_sleepable_error_inject, btf_id);
14587 }
14588
14589 int bpf_check_attach_target(struct bpf_verifier_log *log,
14590                             const struct bpf_prog *prog,
14591                             const struct bpf_prog *tgt_prog,
14592                             u32 btf_id,
14593                             struct bpf_attach_target_info *tgt_info)
14594 {
14595         bool prog_extension = prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT;
14596         const char prefix[] = "btf_trace_";
14597         int ret = 0, subprog = -1, i;
14598         const struct btf_type *t;
14599         bool conservative = true;
14600         const char *tname;
14601         struct btf *btf;
14602         long addr = 0;
14603
14604         if (!btf_id) {
14605                 bpf_log(log, "Tracing programs must provide btf_id\n");
14606                 return -EINVAL;
14607         }
14608         btf = tgt_prog ? tgt_prog->aux->btf : prog->aux->attach_btf;
14609         if (!btf) {
14610                 bpf_log(log,
14611                         "FENTRY/FEXIT program can only be attached to another program annotated with BTF\n");
14612                 return -EINVAL;
14613         }
14614         t = btf_type_by_id(btf, btf_id);
14615         if (!t) {
14616                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u is invalid\n", btf_id);
14617                 return -EINVAL;
14618         }
14619         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
14620         if (!tname) {
14621                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u doesn't have a name\n", btf_id);
14622                 return -EINVAL;
14623         }
14624         if (tgt_prog) {
14625                 struct bpf_prog_aux *aux = tgt_prog->aux;
14626
14627                 for (i = 0; i < aux->func_info_cnt; i++)
14628                         if (aux->func_info[i].type_id == btf_id) {
14629                                 subprog = i;
14630                                 break;
14631                         }
14632                 if (subprog == -1) {
14633                         bpf_log(log, "Subprog %s doesn't exist\n", tname);
14634                         return -EINVAL;
14635                 }
14636                 conservative = aux->func_info_aux[subprog].unreliable;
14637                 if (prog_extension) {
14638                         if (conservative) {
14639                                 bpf_log(log,
14640                                         "Cannot replace static functions\n");
14641                                 return -EINVAL;
14642                         }
14643                         if (!prog->jit_requested) {
14644                                 bpf_log(log,
14645                                         "Extension programs should be JITed\n");
14646                                 return -EINVAL;
14647                         }
14648                 }
14649                 if (!tgt_prog->jited) {
14650                         bpf_log(log, "Can attach to only JITed progs\n");
14651                         return -EINVAL;
14652                 }
14653                 if (tgt_prog->type == prog->type) {
14654                         /* Cannot fentry/fexit another fentry/fexit program.
14655                          * Cannot attach program extension to another extension.
14656                          * It's ok to attach fentry/fexit to extension program.
14657                          */
14658                         bpf_log(log, "Cannot recursively attach\n");
14659                         return -EINVAL;
14660                 }
14661                 if (tgt_prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
14662                     prog_extension &&
14663                     (tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FENTRY ||
14664                      tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FEXIT)) {
14665                         /* Program extensions can extend all program types
14666                          * except fentry/fexit. The reason is the following.
14667                          * The fentry/fexit programs are used for performance
14668                          * analysis, stats and can be attached to any program
14669                          * type except themselves. When extension program is
14670                          * replacing XDP function it is necessary to allow
14671                          * performance analysis of all functions. Both original
14672                          * XDP program and its program extension. Hence
14673                          * attaching fentry/fexit to BPF_PROG_TYPE_EXT is
14674                          * allowed. If extending of fentry/fexit was allowed it
14675                          * would be possible to create long call chain
14676                          * fentry->extension->fentry->extension beyond
14677                          * reasonable stack size. Hence extending fentry is not
14678                          * allowed.
14679                          */
14680                         bpf_log(log, "Cannot extend fentry/fexit\n");
14681                         return -EINVAL;
14682                 }
14683         } else {
14684                 if (prog_extension) {
14685                         bpf_log(log, "Cannot replace kernel functions\n");
14686                         return -EINVAL;
14687                 }
14688         }
14689
14690         switch (prog->expected_attach_type) {
14691         case BPF_TRACE_RAW_TP:
14692                 if (tgt_prog) {
14693                         bpf_log(log,
14694                                 "Only FENTRY/FEXIT progs are attachable to another BPF prog\n");
14695                         return -EINVAL;
14696                 }
14697                 if (!btf_type_is_typedef(t)) {
14698                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a typedef\n",
14699                                 btf_id);
14700                         return -EINVAL;
14701                 }
14702                 if (strncmp(prefix, tname, sizeof(prefix) - 1)) {
14703                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u points to wrong type name %s\n",
14704                                 btf_id, tname);
14705                         return -EINVAL;
14706                 }
14707                 tname += sizeof(prefix) - 1;
14708                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
14709                 if (!btf_type_is_ptr(t))
14710                         /* should never happen in valid vmlinux build */
14711                         return -EINVAL;
14712                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
14713                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
14714                         /* should never happen in valid vmlinux build */
14715                         return -EINVAL;
14716
14717                 break;
14718         case BPF_TRACE_ITER:
14719                 if (!btf_type_is_func(t)) {
14720                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
14721                                 btf_id);
14722                         return -EINVAL;
14723                 }
14724                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
14725                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
14726                         return -EINVAL;
14727                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
14728                 if (ret)
14729                         return ret;
14730                 break;
14731         default:
14732                 if (!prog_extension)
14733                         return -EINVAL;
14734                 fallthrough;
14735         case BPF_MODIFY_RETURN:
14736         case BPF_LSM_MAC:
14737         case BPF_TRACE_FENTRY:
14738         case BPF_TRACE_FEXIT:
14739                 if (!btf_type_is_func(t)) {
14740                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
14741                                 btf_id);
14742                         return -EINVAL;
14743                 }
14744                 if (prog_extension &&
14745                     btf_check_type_match(log, prog, btf, t))
14746                         return -EINVAL;
14747                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
14748                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
14749                         return -EINVAL;
14750
14751                 if ((prog->aux->saved_dst_prog_type || prog->aux->saved_dst_attach_type) &&
14752                     (!tgt_prog || prog->aux->saved_dst_prog_type != tgt_prog->type ||
14753                      prog->aux->saved_dst_attach_type != tgt_prog->expected_attach_type))
14754                         return -EINVAL;
14755
14756                 if (tgt_prog && conservative)
14757                         t = NULL;
14758
14759                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
14760                 if (ret < 0)
14761                         return ret;
14762
14763                 if (tgt_prog) {
14764                         if (subprog == 0)
14765                                 addr = (long) tgt_prog->bpf_func;
14766                         else
14767                                 addr = (long) tgt_prog->aux->func[subprog]->bpf_func;
14768                 } else {
14769                         addr = kallsyms_lookup_name(tname);
14770                         if (!addr) {
14771                                 bpf_log(log,
14772                                         "The address of function %s cannot be found\n",
14773                                         tname);
14774                                 return -ENOENT;
14775                         }
14776                 }
14777
14778                 if (prog->aux->sleepable) {
14779                         ret = -EINVAL;
14780                         switch (prog->type) {
14781                         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
14782                                 /* fentry/fexit/fmod_ret progs can be sleepable only if they are
14783                                  * attached to ALLOW_ERROR_INJECTION and are not in denylist.
14784                                  */
14785                                 if (!check_non_sleepable_error_inject(btf_id) &&
14786                                     within_error_injection_list(addr))
14787                                         ret = 0;
14788                                 break;
14789                         case BPF_PROG_TYPE_LSM:
14790                                 /* LSM progs check that they are attached to bpf_lsm_*() funcs.
14791                                  * Only some of them are sleepable.
14792                                  */
14793                                 if (bpf_lsm_is_sleepable_hook(btf_id))
14794                                         ret = 0;
14795                                 break;
14796                         default:
14797                                 break;
14798                         }
14799                         if (ret) {
14800                                 bpf_log(log, "%s is not sleepable\n", tname);
14801                                 return ret;
14802                         }
14803                 } else if (prog->expected_attach_type == BPF_MODIFY_RETURN) {
14804                         if (tgt_prog) {
14805                                 bpf_log(log, "can't modify return codes of BPF programs\n");
14806                                 return -EINVAL;
14807                         }
14808                         ret = check_attach_modify_return(addr, tname);
14809                         if (ret) {
14810                                 bpf_log(log, "%s() is not modifiable\n", tname);
14811                                 return ret;
14812                         }
14813                 }
14814
14815                 break;
14816         }
14817         tgt_info->tgt_addr = addr;
14818         tgt_info->tgt_name = tname;
14819         tgt_info->tgt_type = t;
14820         return 0;
14821 }
14822
14823 BTF_SET_START(btf_id_deny)
14824 BTF_ID_UNUSED
14825 #ifdef CONFIG_SMP
14826 BTF_ID(func, migrate_disable)
14827 BTF_ID(func, migrate_enable)
14828 #endif
14829 #if !defined CONFIG_PREEMPT_RCU && !defined CONFIG_TINY_RCU
14830 BTF_ID(func, rcu_read_unlock_strict)
14831 #endif
14832 BTF_SET_END(btf_id_deny)
14833
14834 static int check_attach_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
14835 {
14836         struct bpf_prog *prog = env->prog;
14837         struct bpf_prog *tgt_prog = prog->aux->dst_prog;
14838         struct bpf_attach_target_info tgt_info = {};
14839         u32 btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
14840         struct bpf_trampoline *tr;
14841         int ret;
14842         u64 key;
14843
14844         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_SYSCALL) {
14845                 if (prog->aux->sleepable)
14846                         /* attach_btf_id checked to be zero already */
14847                         return 0;
14848                 verbose(env, "Syscall programs can only be sleepable\n");
14849                 return -EINVAL;
14850         }
14851
14852         if (prog->aux->sleepable && prog->type != BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
14853             prog->type != BPF_PROG_TYPE_LSM && prog->type != BPF_PROG_TYPE_KPROBE) {
14854                 verbose(env, "Only fentry/fexit/fmod_ret, lsm, and kprobe/uprobe programs can be sleepable\n");
14855                 return -EINVAL;
14856         }
14857
14858         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS)
14859                 return check_struct_ops_btf_id(env);
14860
14861         if (prog->type != BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
14862             prog->type != BPF_PROG_TYPE_LSM &&
14863             prog->type != BPF_PROG_TYPE_EXT)
14864                 return 0;
14865
14866         ret = bpf_check_attach_target(&env->log, prog, tgt_prog, btf_id, &tgt_info);
14867         if (ret)
14868                 return ret;
14869
14870         if (tgt_prog && prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
14871                 /* to make freplace equivalent to their targets, they need to
14872                  * inherit env->ops and expected_attach_type for the rest of the
14873                  * verification
14874                  */
14875                 env->ops = bpf_verifier_ops[tgt_prog->type];
14876                 prog->expected_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
14877         }
14878
14879         /* store info about the attachment target that will be used later */
14880         prog->aux->attach_func_proto = tgt_info.tgt_type;
14881         prog->aux->attach_func_name = tgt_info.tgt_name;
14882
14883         if (tgt_prog) {
14884                 prog->aux->saved_dst_prog_type = tgt_prog->type;
14885                 prog->aux->saved_dst_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
14886         }
14887
14888         if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_RAW_TP) {
14889                 prog->aux->attach_btf_trace = true;
14890                 return 0;
14891         } else if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_ITER) {
14892                 if (!bpf_iter_prog_supported(prog))
14893                         return -EINVAL;
14894                 return 0;
14895         }
14896
14897         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_LSM) {
14898                 ret = bpf_lsm_verify_prog(&env->log, prog);
14899                 if (ret < 0)
14900                         return ret;
14901         } else if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
14902                    btf_id_set_contains(&btf_id_deny, btf_id)) {
14903                 return -EINVAL;
14904         }
14905
14906         key = bpf_trampoline_compute_key(tgt_prog, prog->aux->attach_btf, btf_id);
14907         tr = bpf_trampoline_get(key, &tgt_info);
14908         if (!tr)
14909                 return -ENOMEM;
14910
14911         prog->aux->dst_trampoline = tr;
14912         return 0;
14913 }
14914
14915 struct btf *bpf_get_btf_vmlinux(void)
14916 {
14917         if (!btf_vmlinux && IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_INFO_BTF)) {
14918                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
14919                 if (!btf_vmlinux)
14920                         btf_vmlinux = btf_parse_vmlinux();
14921                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
14922         }
14923         return btf_vmlinux;
14924 }
14925
14926 int bpf_check(struct bpf_prog **prog, union bpf_attr *attr, bpfptr_t uattr)
14927 {
14928         u64 start_time = ktime_get_ns();
14929         struct bpf_verifier_env *env;
14930         struct bpf_verifier_log *log;
14931         int i, len, ret = -EINVAL;
14932         bool is_priv;
14933
14934         /* no program is valid */
14935         if (ARRAY_SIZE(bpf_verifier_ops) == 0)
14936                 return -EINVAL;
14937
14938         /* 'struct bpf_verifier_env' can be global, but since it's not small,
14939          * allocate/free it every time bpf_check() is called
14940          */
14941         env = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_env), GFP_KERNEL);
14942         if (!env)
14943                 return -ENOMEM;
14944         log = &env->log;
14945
14946         len = (*prog)->len;
14947         env->insn_aux_data =
14948                 vzalloc(array_size(sizeof(struct bpf_insn_aux_data), len));
14949         ret = -ENOMEM;
14950         if (!env->insn_aux_data)
14951                 goto err_free_env;
14952         for (i = 0; i < len; i++)
14953                 env->insn_aux_data[i].orig_idx = i;
14954         env->prog = *prog;
14955         env->ops = bpf_verifier_ops[env->prog->type];
14956         env->fd_array = make_bpfptr(attr->fd_array, uattr.is_kernel);
14957         is_priv = bpf_capable();
14958
14959         bpf_get_btf_vmlinux();
14960
14961         /* grab the mutex to protect few globals used by verifier */
14962         if (!is_priv)
14963                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
14964
14965         if (attr->log_level || attr->log_buf || attr->log_size) {
14966                 /* user requested verbose verifier output
14967                  * and supplied buffer to store the verification trace
14968                  */
14969                 log->level = attr->log_level;
14970                 log->ubuf = (char __user *) (unsigned long) attr->log_buf;
14971                 log->len_total = attr->log_size;
14972
14973                 /* log attributes have to be sane */
14974                 if (!bpf_verifier_log_attr_valid(log)) {
14975                         ret = -EINVAL;
14976                         goto err_unlock;
14977                 }
14978         }
14979
14980         mark_verifier_state_clean(env);
14981
14982         if (IS_ERR(btf_vmlinux)) {
14983                 /* Either gcc or pahole or kernel are broken. */
14984                 verbose(env, "in-kernel BTF is malformed\n");
14985                 ret = PTR_ERR(btf_vmlinux);
14986                 goto skip_full_check;
14987         }
14988
14989         env->strict_alignment = !!(attr->prog_flags & BPF_F_STRICT_ALIGNMENT);
14990         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS))
14991                 env->strict_alignment = true;
14992         if (attr->prog_flags & BPF_F_ANY_ALIGNMENT)
14993                 env->strict_alignment = false;
14994
14995         env->allow_ptr_leaks = bpf_allow_ptr_leaks();
14996         env->allow_uninit_stack = bpf_allow_uninit_stack();
14997         env->allow_ptr_to_map_access = bpf_allow_ptr_to_map_access();
14998         env->bypass_spec_v1 = bpf_bypass_spec_v1();
14999         env->bypass_spec_v4 = bpf_bypass_spec_v4();
15000         env->bpf_capable = bpf_capable();
15001
15002         if (is_priv)
15003                 env->test_state_freq = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_STATE_FREQ;
15004
15005         env->explored_states = kvcalloc(state_htab_size(env),
15006                                        sizeof(struct bpf_verifier_state_list *),
15007                                        GFP_USER);
15008         ret = -ENOMEM;
15009         if (!env->explored_states)
15010                 goto skip_full_check;
15011
15012         ret = add_subprog_and_kfunc(env);
15013         if (ret < 0)
15014                 goto skip_full_check;
15015
15016         ret = check_subprogs(env);
15017         if (ret < 0)
15018                 goto skip_full_check;
15019
15020         ret = check_btf_info(env, attr, uattr);
15021         if (ret < 0)
15022                 goto skip_full_check;
15023
15024         ret = check_attach_btf_id(env);
15025         if (ret)
15026                 goto skip_full_check;
15027
15028         ret = resolve_pseudo_ldimm64(env);
15029         if (ret < 0)
15030                 goto skip_full_check;
15031
15032         if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
15033                 ret = bpf_prog_offload_verifier_prep(env->prog);
15034                 if (ret)
15035                         goto skip_full_check;
15036         }
15037
15038         ret = check_cfg(env);
15039         if (ret < 0)
15040                 goto skip_full_check;
15041
15042         ret = do_check_subprogs(env);
15043         ret = ret ?: do_check_main(env);
15044
15045         if (ret == 0 && bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
15046                 ret = bpf_prog_offload_finalize(env);
15047
15048 skip_full_check:
15049         kvfree(env->explored_states);
15050
15051         if (ret == 0)
15052                 ret = check_max_stack_depth(env);
15053
15054         /* instruction rewrites happen after this point */
15055         if (is_priv) {
15056                 if (ret == 0)
15057                         opt_hard_wire_dead_code_branches(env);
15058                 if (ret == 0)
15059                         ret = opt_remove_dead_code(env);
15060                 if (ret == 0)
15061                         ret = opt_remove_nops(env);
15062         } else {
15063                 if (ret == 0)
15064                         sanitize_dead_code(env);
15065         }
15066
15067         if (ret == 0)
15068                 /* program is valid, convert *(u32*)(ctx + off) accesses */
15069                 ret = convert_ctx_accesses(env);
15070
15071         if (ret == 0)
15072                 ret = do_misc_fixups(env);
15073
15074         /* do 32-bit optimization after insn patching has done so those patched
15075          * insns could be handled correctly.
15076          */
15077         if (ret == 0 && !bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
15078                 ret = opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(env, attr);
15079                 env->prog->aux->verifier_zext = bpf_jit_needs_zext() ? !ret
15080                                                                      : false;
15081         }
15082
15083         if (ret == 0)
15084                 ret = fixup_call_args(env);
15085
15086         env->verification_time = ktime_get_ns() - start_time;
15087         print_verification_stats(env);
15088         env->prog->aux->verified_insns = env->insn_processed;
15089
15090         if (log->level && bpf_verifier_log_full(log))
15091                 ret = -ENOSPC;
15092         if (log->level && !log->ubuf) {
15093                 ret = -EFAULT;
15094                 goto err_release_maps;
15095         }
15096
15097         if (ret)
15098                 goto err_release_maps;
15099
15100         if (env->used_map_cnt) {
15101                 /* if program passed verifier, update used_maps in bpf_prog_info */
15102                 env->prog->aux->used_maps = kmalloc_array(env->used_map_cnt,
15103                                                           sizeof(env->used_maps[0]),
15104                                                           GFP_KERNEL);
15105
15106                 if (!env->prog->aux->used_maps) {
15107                         ret = -ENOMEM;
15108                         goto err_release_maps;
15109                 }
15110
15111                 memcpy(env->prog->aux->used_maps, env->used_maps,
15112                        sizeof(env->used_maps[0]) * env->used_map_cnt);
15113                 env->prog->aux->used_map_cnt = env->used_map_cnt;
15114         }
15115         if (env->used_btf_cnt) {
15116                 /* if program passed verifier, update used_btfs in bpf_prog_aux */
15117                 env->prog->aux->used_btfs = kmalloc_array(env->used_btf_cnt,
15118                                                           sizeof(env->used_btfs[0]),
15119                                                           GFP_KERNEL);
15120                 if (!env->prog->aux->used_btfs) {
15121                         ret = -ENOMEM;
15122                         goto err_release_maps;
15123                 }
15124
15125                 memcpy(env->prog->aux->used_btfs, env->used_btfs,
15126                        sizeof(env->used_btfs[0]) * env->used_btf_cnt);
15127                 env->prog->aux->used_btf_cnt = env->used_btf_cnt;
15128         }
15129         if (env->used_map_cnt || env->used_btf_cnt) {
15130                 /* program is valid. Convert pseudo bpf_ld_imm64 into generic
15131                  * bpf_ld_imm64 instructions
15132                  */
15133                 convert_pseudo_ld_imm64(env);
15134         }
15135
15136         adjust_btf_func(env);
15137
15138 err_release_maps:
15139         if (!env->prog->aux->used_maps)
15140                 /* if we didn't copy map pointers into bpf_prog_info, release
15141                  * them now. Otherwise free_used_maps() will release them.
15142                  */
15143                 release_maps(env);
15144         if (!env->prog->aux->used_btfs)
15145                 release_btfs(env);
15146
15147         /* extension progs temporarily inherit the attach_type of their targets
15148            for verification purposes, so set it back to zero before returning
15149          */
15150         if (env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT)
15151                 env->prog->expected_attach_type = 0;
15152
15153         *prog = env->prog;
15154 err_unlock:
15155         if (!is_priv)
15156                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
15157         vfree(env->insn_aux_data);
15158 err_free_env:
15159         kfree(env);
15160         return ret;
15161 }