Linux 6.9-rc1
[linux-2.6-microblaze.git] / kernel / bpf / verifier.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /* Copyright (c) 2011-2014 PLUMgrid, http://plumgrid.com
3  * Copyright (c) 2016 Facebook
4  * Copyright (c) 2018 Covalent IO, Inc. http://covalent.io
5  */
6 #include <uapi/linux/btf.h>
7 #include <linux/bpf-cgroup.h>
8 #include <linux/kernel.h>
9 #include <linux/types.h>
10 #include <linux/slab.h>
11 #include <linux/bpf.h>
12 #include <linux/btf.h>
13 #include <linux/bpf_verifier.h>
14 #include <linux/filter.h>
15 #include <net/netlink.h>
16 #include <linux/file.h>
17 #include <linux/vmalloc.h>
18 #include <linux/stringify.h>
19 #include <linux/bsearch.h>
20 #include <linux/sort.h>
21 #include <linux/perf_event.h>
22 #include <linux/ctype.h>
23 #include <linux/error-injection.h>
24 #include <linux/bpf_lsm.h>
25 #include <linux/btf_ids.h>
26 #include <linux/poison.h>
27 #include <linux/module.h>
28 #include <linux/cpumask.h>
29 #include <linux/bpf_mem_alloc.h>
30 #include <net/xdp.h>
31
32 #include "disasm.h"
33
34 static const struct bpf_verifier_ops * const bpf_verifier_ops[] = {
35 #define BPF_PROG_TYPE(_id, _name, prog_ctx_type, kern_ctx_type) \
36         [_id] = & _name ## _verifier_ops,
37 #define BPF_MAP_TYPE(_id, _ops)
38 #define BPF_LINK_TYPE(_id, _name)
39 #include <linux/bpf_types.h>
40 #undef BPF_PROG_TYPE
41 #undef BPF_MAP_TYPE
42 #undef BPF_LINK_TYPE
43 };
44
45 struct bpf_mem_alloc bpf_global_percpu_ma;
46 static bool bpf_global_percpu_ma_set;
47
48 /* bpf_check() is a static code analyzer that walks eBPF program
49  * instruction by instruction and updates register/stack state.
50  * All paths of conditional branches are analyzed until 'bpf_exit' insn.
51  *
52  * The first pass is depth-first-search to check that the program is a DAG.
53  * It rejects the following programs:
54  * - larger than BPF_MAXINSNS insns
55  * - if loop is present (detected via back-edge)
56  * - unreachable insns exist (shouldn't be a forest. program = one function)
57  * - out of bounds or malformed jumps
58  * The second pass is all possible path descent from the 1st insn.
59  * Since it's analyzing all paths through the program, the length of the
60  * analysis is limited to 64k insn, which may be hit even if total number of
61  * insn is less then 4K, but there are too many branches that change stack/regs.
62  * Number of 'branches to be analyzed' is limited to 1k
63  *
64  * On entry to each instruction, each register has a type, and the instruction
65  * changes the types of the registers depending on instruction semantics.
66  * If instruction is BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_5), then type of R5 is
67  * copied to R1.
68  *
69  * All registers are 64-bit.
70  * R0 - return register
71  * R1-R5 argument passing registers
72  * R6-R9 callee saved registers
73  * R10 - frame pointer read-only
74  *
75  * At the start of BPF program the register R1 contains a pointer to bpf_context
76  * and has type PTR_TO_CTX.
77  *
78  * Verifier tracks arithmetic operations on pointers in case:
79  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_10),
80  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_1, -20),
81  * 1st insn copies R10 (which has FRAME_PTR) type into R1
82  * and 2nd arithmetic instruction is pattern matched to recognize
83  * that it wants to construct a pointer to some element within stack.
84  * So after 2nd insn, the register R1 has type PTR_TO_STACK
85  * (and -20 constant is saved for further stack bounds checking).
86  * Meaning that this reg is a pointer to stack plus known immediate constant.
87  *
88  * Most of the time the registers have SCALAR_VALUE type, which
89  * means the register has some value, but it's not a valid pointer.
90  * (like pointer plus pointer becomes SCALAR_VALUE type)
91  *
92  * When verifier sees load or store instructions the type of base register
93  * can be: PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_CTX, PTR_TO_STACK, PTR_TO_SOCKET. These are
94  * four pointer types recognized by check_mem_access() function.
95  *
96  * PTR_TO_MAP_VALUE means that this register is pointing to 'map element value'
97  * and the range of [ptr, ptr + map's value_size) is accessible.
98  *
99  * registers used to pass values to function calls are checked against
100  * function argument constraints.
101  *
102  * ARG_PTR_TO_MAP_KEY is one of such argument constraints.
103  * It means that the register type passed to this function must be
104  * PTR_TO_STACK and it will be used inside the function as
105  * 'pointer to map element key'
106  *
107  * For example the argument constraints for bpf_map_lookup_elem():
108  *   .ret_type = RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL,
109  *   .arg1_type = ARG_CONST_MAP_PTR,
110  *   .arg2_type = ARG_PTR_TO_MAP_KEY,
111  *
112  * ret_type says that this function returns 'pointer to map elem value or null'
113  * function expects 1st argument to be a const pointer to 'struct bpf_map' and
114  * 2nd argument should be a pointer to stack, which will be used inside
115  * the helper function as a pointer to map element key.
116  *
117  * On the kernel side the helper function looks like:
118  * u64 bpf_map_lookup_elem(u64 r1, u64 r2, u64 r3, u64 r4, u64 r5)
119  * {
120  *    struct bpf_map *map = (struct bpf_map *) (unsigned long) r1;
121  *    void *key = (void *) (unsigned long) r2;
122  *    void *value;
123  *
124  *    here kernel can access 'key' and 'map' pointers safely, knowing that
125  *    [key, key + map->key_size) bytes are valid and were initialized on
126  *    the stack of eBPF program.
127  * }
128  *
129  * Corresponding eBPF program may look like:
130  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_2, BPF_REG_10),  // after this insn R2 type is FRAME_PTR
131  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_2, -4), // after this insn R2 type is PTR_TO_STACK
132  *    BPF_LD_MAP_FD(BPF_REG_1, map_fd),      // after this insn R1 type is CONST_PTR_TO_MAP
133  *    BPF_RAW_INSN(BPF_JMP | BPF_CALL, 0, 0, 0, BPF_FUNC_map_lookup_elem),
134  * here verifier looks at prototype of map_lookup_elem() and sees:
135  * .arg1_type == ARG_CONST_MAP_PTR and R1->type == CONST_PTR_TO_MAP, which is ok,
136  * Now verifier knows that this map has key of R1->map_ptr->key_size bytes
137  *
138  * Then .arg2_type == ARG_PTR_TO_MAP_KEY and R2->type == PTR_TO_STACK, ok so far,
139  * Now verifier checks that [R2, R2 + map's key_size) are within stack limits
140  * and were initialized prior to this call.
141  * If it's ok, then verifier allows this BPF_CALL insn and looks at
142  * .ret_type which is RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL, so it sets
143  * R0->type = PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL which means bpf_map_lookup_elem() function
144  * returns either pointer to map value or NULL.
145  *
146  * When type PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL passes through 'if (reg != 0) goto +off'
147  * insn, the register holding that pointer in the true branch changes state to
148  * PTR_TO_MAP_VALUE and the same register changes state to CONST_IMM in the false
149  * branch. See check_cond_jmp_op().
150  *
151  * After the call R0 is set to return type of the function and registers R1-R5
152  * are set to NOT_INIT to indicate that they are no longer readable.
153  *
154  * The following reference types represent a potential reference to a kernel
155  * resource which, after first being allocated, must be checked and freed by
156  * the BPF program:
157  * - PTR_TO_SOCKET_OR_NULL, PTR_TO_SOCKET
158  *
159  * When the verifier sees a helper call return a reference type, it allocates a
160  * pointer id for the reference and stores it in the current function state.
161  * Similar to the way that PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL is converted into
162  * PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_SOCKET_OR_NULL becomes PTR_TO_SOCKET when the type
163  * passes through a NULL-check conditional. For the branch wherein the state is
164  * changed to CONST_IMM, the verifier releases the reference.
165  *
166  * For each helper function that allocates a reference, such as
167  * bpf_sk_lookup_tcp(), there is a corresponding release function, such as
168  * bpf_sk_release(). When a reference type passes into the release function,
169  * the verifier also releases the reference. If any unchecked or unreleased
170  * reference remains at the end of the program, the verifier rejects it.
171  */
172
173 /* verifier_state + insn_idx are pushed to stack when branch is encountered */
174 struct bpf_verifier_stack_elem {
175         /* verifer state is 'st'
176          * before processing instruction 'insn_idx'
177          * and after processing instruction 'prev_insn_idx'
178          */
179         struct bpf_verifier_state st;
180         int insn_idx;
181         int prev_insn_idx;
182         struct bpf_verifier_stack_elem *next;
183         /* length of verifier log at the time this state was pushed on stack */
184         u32 log_pos;
185 };
186
187 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ    8192
188 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES     64
189
190 #define BPF_MAP_KEY_POISON      (1ULL << 63)
191 #define BPF_MAP_KEY_SEEN        (1ULL << 62)
192
193 #define BPF_MAP_PTR_UNPRIV      1UL
194 #define BPF_MAP_PTR_POISON      ((void *)((0xeB9FUL << 1) +     \
195                                           POISON_POINTER_DELTA))
196 #define BPF_MAP_PTR(X)          ((struct bpf_map *)((X) & ~BPF_MAP_PTR_UNPRIV))
197
198 #define BPF_GLOBAL_PERCPU_MA_MAX_SIZE  512
199
200 static int acquire_reference_state(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx);
201 static int release_reference(struct bpf_verifier_env *env, int ref_obj_id);
202 static void invalidate_non_owning_refs(struct bpf_verifier_env *env);
203 static bool in_rbtree_lock_required_cb(struct bpf_verifier_env *env);
204 static int ref_set_non_owning(struct bpf_verifier_env *env,
205                               struct bpf_reg_state *reg);
206 static void specialize_kfunc(struct bpf_verifier_env *env,
207                              u32 func_id, u16 offset, unsigned long *addr);
208 static bool is_trusted_reg(const struct bpf_reg_state *reg);
209
210 static bool bpf_map_ptr_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
211 {
212         return BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) == BPF_MAP_PTR_POISON;
213 }
214
215 static bool bpf_map_ptr_unpriv(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
216 {
217         return aux->map_ptr_state & BPF_MAP_PTR_UNPRIV;
218 }
219
220 static void bpf_map_ptr_store(struct bpf_insn_aux_data *aux,
221                               const struct bpf_map *map, bool unpriv)
222 {
223         BUILD_BUG_ON((unsigned long)BPF_MAP_PTR_POISON & BPF_MAP_PTR_UNPRIV);
224         unpriv |= bpf_map_ptr_unpriv(aux);
225         aux->map_ptr_state = (unsigned long)map |
226                              (unpriv ? BPF_MAP_PTR_UNPRIV : 0UL);
227 }
228
229 static bool bpf_map_key_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
230 {
231         return aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_POISON;
232 }
233
234 static bool bpf_map_key_unseen(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
235 {
236         return !(aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_SEEN);
237 }
238
239 static u64 bpf_map_key_immediate(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
240 {
241         return aux->map_key_state & ~(BPF_MAP_KEY_SEEN | BPF_MAP_KEY_POISON);
242 }
243
244 static void bpf_map_key_store(struct bpf_insn_aux_data *aux, u64 state)
245 {
246         bool poisoned = bpf_map_key_poisoned(aux);
247
248         aux->map_key_state = state | BPF_MAP_KEY_SEEN |
249                              (poisoned ? BPF_MAP_KEY_POISON : 0ULL);
250 }
251
252 static bool bpf_helper_call(const struct bpf_insn *insn)
253 {
254         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
255                insn->src_reg == 0;
256 }
257
258 static bool bpf_pseudo_call(const struct bpf_insn *insn)
259 {
260         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
261                insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL;
262 }
263
264 static bool bpf_pseudo_kfunc_call(const struct bpf_insn *insn)
265 {
266         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
267                insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL;
268 }
269
270 struct bpf_call_arg_meta {
271         struct bpf_map *map_ptr;
272         bool raw_mode;
273         bool pkt_access;
274         u8 release_regno;
275         int regno;
276         int access_size;
277         int mem_size;
278         u64 msize_max_value;
279         int ref_obj_id;
280         int dynptr_id;
281         int map_uid;
282         int func_id;
283         struct btf *btf;
284         u32 btf_id;
285         struct btf *ret_btf;
286         u32 ret_btf_id;
287         u32 subprogno;
288         struct btf_field *kptr_field;
289 };
290
291 struct bpf_kfunc_call_arg_meta {
292         /* In parameters */
293         struct btf *btf;
294         u32 func_id;
295         u32 kfunc_flags;
296         const struct btf_type *func_proto;
297         const char *func_name;
298         /* Out parameters */
299         u32 ref_obj_id;
300         u8 release_regno;
301         bool r0_rdonly;
302         u32 ret_btf_id;
303         u64 r0_size;
304         u32 subprogno;
305         struct {
306                 u64 value;
307                 bool found;
308         } arg_constant;
309
310         /* arg_{btf,btf_id,owning_ref} are used by kfunc-specific handling,
311          * generally to pass info about user-defined local kptr types to later
312          * verification logic
313          *   bpf_obj_drop/bpf_percpu_obj_drop
314          *     Record the local kptr type to be drop'd
315          *   bpf_refcount_acquire (via KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR arg type)
316          *     Record the local kptr type to be refcount_incr'd and use
317          *     arg_owning_ref to determine whether refcount_acquire should be
318          *     fallible
319          */
320         struct btf *arg_btf;
321         u32 arg_btf_id;
322         bool arg_owning_ref;
323
324         struct {
325                 struct btf_field *field;
326         } arg_list_head;
327         struct {
328                 struct btf_field *field;
329         } arg_rbtree_root;
330         struct {
331                 enum bpf_dynptr_type type;
332                 u32 id;
333                 u32 ref_obj_id;
334         } initialized_dynptr;
335         struct {
336                 u8 spi;
337                 u8 frameno;
338         } iter;
339         u64 mem_size;
340 };
341
342 struct btf *btf_vmlinux;
343
344 static const char *btf_type_name(const struct btf *btf, u32 id)
345 {
346         return btf_name_by_offset(btf, btf_type_by_id(btf, id)->name_off);
347 }
348
349 static DEFINE_MUTEX(bpf_verifier_lock);
350 static DEFINE_MUTEX(bpf_percpu_ma_lock);
351
352 __printf(2, 3) static void verbose(void *private_data, const char *fmt, ...)
353 {
354         struct bpf_verifier_env *env = private_data;
355         va_list args;
356
357         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
358                 return;
359
360         va_start(args, fmt);
361         bpf_verifier_vlog(&env->log, fmt, args);
362         va_end(args);
363 }
364
365 static void verbose_invalid_scalar(struct bpf_verifier_env *env,
366                                    struct bpf_reg_state *reg,
367                                    struct bpf_retval_range range, const char *ctx,
368                                    const char *reg_name)
369 {
370         bool unknown = true;
371
372         verbose(env, "%s the register %s has", ctx, reg_name);
373         if (reg->smin_value > S64_MIN) {
374                 verbose(env, " smin=%lld", reg->smin_value);
375                 unknown = false;
376         }
377         if (reg->smax_value < S64_MAX) {
378                 verbose(env, " smax=%lld", reg->smax_value);
379                 unknown = false;
380         }
381         if (unknown)
382                 verbose(env, " unknown scalar value");
383         verbose(env, " should have been in [%d, %d]\n", range.minval, range.maxval);
384 }
385
386 static bool type_may_be_null(u32 type)
387 {
388         return type & PTR_MAYBE_NULL;
389 }
390
391 static bool reg_not_null(const struct bpf_reg_state *reg)
392 {
393         enum bpf_reg_type type;
394
395         type = reg->type;
396         if (type_may_be_null(type))
397                 return false;
398
399         type = base_type(type);
400         return type == PTR_TO_SOCKET ||
401                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
402                 type == PTR_TO_MAP_VALUE ||
403                 type == PTR_TO_MAP_KEY ||
404                 type == PTR_TO_SOCK_COMMON ||
405                 (type == PTR_TO_BTF_ID && is_trusted_reg(reg)) ||
406                 type == PTR_TO_MEM;
407 }
408
409 static struct btf_record *reg_btf_record(const struct bpf_reg_state *reg)
410 {
411         struct btf_record *rec = NULL;
412         struct btf_struct_meta *meta;
413
414         if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
415                 rec = reg->map_ptr->record;
416         } else if (type_is_ptr_alloc_obj(reg->type)) {
417                 meta = btf_find_struct_meta(reg->btf, reg->btf_id);
418                 if (meta)
419                         rec = meta->record;
420         }
421         return rec;
422 }
423
424 static bool subprog_is_global(const struct bpf_verifier_env *env, int subprog)
425 {
426         struct bpf_func_info_aux *aux = env->prog->aux->func_info_aux;
427
428         return aux && aux[subprog].linkage == BTF_FUNC_GLOBAL;
429 }
430
431 static const char *subprog_name(const struct bpf_verifier_env *env, int subprog)
432 {
433         struct bpf_func_info *info;
434
435         if (!env->prog->aux->func_info)
436                 return "";
437
438         info = &env->prog->aux->func_info[subprog];
439         return btf_type_name(env->prog->aux->btf, info->type_id);
440 }
441
442 static void mark_subprog_exc_cb(struct bpf_verifier_env *env, int subprog)
443 {
444         struct bpf_subprog_info *info = subprog_info(env, subprog);
445
446         info->is_cb = true;
447         info->is_async_cb = true;
448         info->is_exception_cb = true;
449 }
450
451 static bool subprog_is_exc_cb(struct bpf_verifier_env *env, int subprog)
452 {
453         return subprog_info(env, subprog)->is_exception_cb;
454 }
455
456 static bool reg_may_point_to_spin_lock(const struct bpf_reg_state *reg)
457 {
458         return btf_record_has_field(reg_btf_record(reg), BPF_SPIN_LOCK);
459 }
460
461 static bool type_is_rdonly_mem(u32 type)
462 {
463         return type & MEM_RDONLY;
464 }
465
466 static bool is_acquire_function(enum bpf_func_id func_id,
467                                 const struct bpf_map *map)
468 {
469         enum bpf_map_type map_type = map ? map->map_type : BPF_MAP_TYPE_UNSPEC;
470
471         if (func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_tcp ||
472             func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_udp ||
473             func_id == BPF_FUNC_skc_lookup_tcp ||
474             func_id == BPF_FUNC_ringbuf_reserve ||
475             func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg)
476                 return true;
477
478         if (func_id == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
479             (map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
480              map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH))
481                 return true;
482
483         return false;
484 }
485
486 static bool is_ptr_cast_function(enum bpf_func_id func_id)
487 {
488         return func_id == BPF_FUNC_tcp_sock ||
489                 func_id == BPF_FUNC_sk_fullsock ||
490                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_sock ||
491                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp6_sock ||
492                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_udp6_sock ||
493                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_mptcp_sock ||
494                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_timewait_sock ||
495                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_request_sock;
496 }
497
498 static bool is_dynptr_ref_function(enum bpf_func_id func_id)
499 {
500         return func_id == BPF_FUNC_dynptr_data;
501 }
502
503 static bool is_sync_callback_calling_kfunc(u32 btf_id);
504 static bool is_bpf_throw_kfunc(struct bpf_insn *insn);
505
506 static bool is_sync_callback_calling_function(enum bpf_func_id func_id)
507 {
508         return func_id == BPF_FUNC_for_each_map_elem ||
509                func_id == BPF_FUNC_find_vma ||
510                func_id == BPF_FUNC_loop ||
511                func_id == BPF_FUNC_user_ringbuf_drain;
512 }
513
514 static bool is_async_callback_calling_function(enum bpf_func_id func_id)
515 {
516         return func_id == BPF_FUNC_timer_set_callback;
517 }
518
519 static bool is_callback_calling_function(enum bpf_func_id func_id)
520 {
521         return is_sync_callback_calling_function(func_id) ||
522                is_async_callback_calling_function(func_id);
523 }
524
525 static bool is_sync_callback_calling_insn(struct bpf_insn *insn)
526 {
527         return (bpf_helper_call(insn) && is_sync_callback_calling_function(insn->imm)) ||
528                (bpf_pseudo_kfunc_call(insn) && is_sync_callback_calling_kfunc(insn->imm));
529 }
530
531 static bool is_async_callback_calling_insn(struct bpf_insn *insn)
532 {
533         return bpf_helper_call(insn) && is_async_callback_calling_function(insn->imm);
534 }
535
536 static bool is_may_goto_insn(struct bpf_insn *insn)
537 {
538         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_JCOND) && insn->src_reg == BPF_MAY_GOTO;
539 }
540
541 static bool is_may_goto_insn_at(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
542 {
543         return is_may_goto_insn(&env->prog->insnsi[insn_idx]);
544 }
545
546 static bool is_storage_get_function(enum bpf_func_id func_id)
547 {
548         return func_id == BPF_FUNC_sk_storage_get ||
549                func_id == BPF_FUNC_inode_storage_get ||
550                func_id == BPF_FUNC_task_storage_get ||
551                func_id == BPF_FUNC_cgrp_storage_get;
552 }
553
554 static bool helper_multiple_ref_obj_use(enum bpf_func_id func_id,
555                                         const struct bpf_map *map)
556 {
557         int ref_obj_uses = 0;
558
559         if (is_ptr_cast_function(func_id))
560                 ref_obj_uses++;
561         if (is_acquire_function(func_id, map))
562                 ref_obj_uses++;
563         if (is_dynptr_ref_function(func_id))
564                 ref_obj_uses++;
565
566         return ref_obj_uses > 1;
567 }
568
569 static bool is_cmpxchg_insn(const struct bpf_insn *insn)
570 {
571         return BPF_CLASS(insn->code) == BPF_STX &&
572                BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC &&
573                insn->imm == BPF_CMPXCHG;
574 }
575
576 static int __get_spi(s32 off)
577 {
578         return (-off - 1) / BPF_REG_SIZE;
579 }
580
581 static struct bpf_func_state *func(struct bpf_verifier_env *env,
582                                    const struct bpf_reg_state *reg)
583 {
584         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
585
586         return cur->frame[reg->frameno];
587 }
588
589 static bool is_spi_bounds_valid(struct bpf_func_state *state, int spi, int nr_slots)
590 {
591        int allocated_slots = state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE;
592
593        /* We need to check that slots between [spi - nr_slots + 1, spi] are
594         * within [0, allocated_stack).
595         *
596         * Please note that the spi grows downwards. For example, a dynptr
597         * takes the size of two stack slots; the first slot will be at
598         * spi and the second slot will be at spi - 1.
599         */
600        return spi - nr_slots + 1 >= 0 && spi < allocated_slots;
601 }
602
603 static int stack_slot_obj_get_spi(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
604                                   const char *obj_kind, int nr_slots)
605 {
606         int off, spi;
607
608         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
609                 verbose(env, "%s has to be at a constant offset\n", obj_kind);
610                 return -EINVAL;
611         }
612
613         off = reg->off + reg->var_off.value;
614         if (off % BPF_REG_SIZE) {
615                 verbose(env, "cannot pass in %s at an offset=%d\n", obj_kind, off);
616                 return -EINVAL;
617         }
618
619         spi = __get_spi(off);
620         if (spi + 1 < nr_slots) {
621                 verbose(env, "cannot pass in %s at an offset=%d\n", obj_kind, off);
622                 return -EINVAL;
623         }
624
625         if (!is_spi_bounds_valid(func(env, reg), spi, nr_slots))
626                 return -ERANGE;
627         return spi;
628 }
629
630 static int dynptr_get_spi(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
631 {
632         return stack_slot_obj_get_spi(env, reg, "dynptr", BPF_DYNPTR_NR_SLOTS);
633 }
634
635 static int iter_get_spi(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg, int nr_slots)
636 {
637         return stack_slot_obj_get_spi(env, reg, "iter", nr_slots);
638 }
639
640 static enum bpf_dynptr_type arg_to_dynptr_type(enum bpf_arg_type arg_type)
641 {
642         switch (arg_type & DYNPTR_TYPE_FLAG_MASK) {
643         case DYNPTR_TYPE_LOCAL:
644                 return BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL;
645         case DYNPTR_TYPE_RINGBUF:
646                 return BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
647         case DYNPTR_TYPE_SKB:
648                 return BPF_DYNPTR_TYPE_SKB;
649         case DYNPTR_TYPE_XDP:
650                 return BPF_DYNPTR_TYPE_XDP;
651         default:
652                 return BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID;
653         }
654 }
655
656 static enum bpf_type_flag get_dynptr_type_flag(enum bpf_dynptr_type type)
657 {
658         switch (type) {
659         case BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL:
660                 return DYNPTR_TYPE_LOCAL;
661         case BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF:
662                 return DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
663         case BPF_DYNPTR_TYPE_SKB:
664                 return DYNPTR_TYPE_SKB;
665         case BPF_DYNPTR_TYPE_XDP:
666                 return DYNPTR_TYPE_XDP;
667         default:
668                 return 0;
669         }
670 }
671
672 static bool dynptr_type_refcounted(enum bpf_dynptr_type type)
673 {
674         return type == BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
675 }
676
677 static void __mark_dynptr_reg(struct bpf_reg_state *reg,
678                               enum bpf_dynptr_type type,
679                               bool first_slot, int dynptr_id);
680
681 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
682                                 struct bpf_reg_state *reg);
683
684 static void mark_dynptr_stack_regs(struct bpf_verifier_env *env,
685                                    struct bpf_reg_state *sreg1,
686                                    struct bpf_reg_state *sreg2,
687                                    enum bpf_dynptr_type type)
688 {
689         int id = ++env->id_gen;
690
691         __mark_dynptr_reg(sreg1, type, true, id);
692         __mark_dynptr_reg(sreg2, type, false, id);
693 }
694
695 static void mark_dynptr_cb_reg(struct bpf_verifier_env *env,
696                                struct bpf_reg_state *reg,
697                                enum bpf_dynptr_type type)
698 {
699         __mark_dynptr_reg(reg, type, true, ++env->id_gen);
700 }
701
702 static int destroy_if_dynptr_stack_slot(struct bpf_verifier_env *env,
703                                         struct bpf_func_state *state, int spi);
704
705 static int mark_stack_slots_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
706                                    enum bpf_arg_type arg_type, int insn_idx, int clone_ref_obj_id)
707 {
708         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
709         enum bpf_dynptr_type type;
710         int spi, i, err;
711
712         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
713         if (spi < 0)
714                 return spi;
715
716         /* We cannot assume both spi and spi - 1 belong to the same dynptr,
717          * hence we need to call destroy_if_dynptr_stack_slot twice for both,
718          * to ensure that for the following example:
719          *      [d1][d1][d2][d2]
720          * spi    3   2   1   0
721          * So marking spi = 2 should lead to destruction of both d1 and d2. In
722          * case they do belong to same dynptr, second call won't see slot_type
723          * as STACK_DYNPTR and will simply skip destruction.
724          */
725         err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi);
726         if (err)
727                 return err;
728         err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi - 1);
729         if (err)
730                 return err;
731
732         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
733                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_DYNPTR;
734                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_DYNPTR;
735         }
736
737         type = arg_to_dynptr_type(arg_type);
738         if (type == BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID)
739                 return -EINVAL;
740
741         mark_dynptr_stack_regs(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
742                                &state->stack[spi - 1].spilled_ptr, type);
743
744         if (dynptr_type_refcounted(type)) {
745                 /* The id is used to track proper releasing */
746                 int id;
747
748                 if (clone_ref_obj_id)
749                         id = clone_ref_obj_id;
750                 else
751                         id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
752
753                 if (id < 0)
754                         return id;
755
756                 state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id = id;
757                 state->stack[spi - 1].spilled_ptr.ref_obj_id = id;
758         }
759
760         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
761         state->stack[spi - 1].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
762
763         return 0;
764 }
765
766 static void invalidate_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *state, int spi)
767 {
768         int i;
769
770         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
771                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_INVALID;
772                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_INVALID;
773         }
774
775         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
776         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi - 1].spilled_ptr);
777
778         /* Why do we need to set REG_LIVE_WRITTEN for STACK_INVALID slot?
779          *
780          * While we don't allow reading STACK_INVALID, it is still possible to
781          * do <8 byte writes marking some but not all slots as STACK_MISC. Then,
782          * helpers or insns can do partial read of that part without failing,
783          * but check_stack_range_initialized, check_stack_read_var_off, and
784          * check_stack_read_fixed_off will do mark_reg_read for all 8-bytes of
785          * the slot conservatively. Hence we need to prevent those liveness
786          * marking walks.
787          *
788          * This was not a problem before because STACK_INVALID is only set by
789          * default (where the default reg state has its reg->parent as NULL), or
790          * in clean_live_states after REG_LIVE_DONE (at which point
791          * mark_reg_read won't walk reg->parent chain), but not randomly during
792          * verifier state exploration (like we did above). Hence, for our case
793          * parentage chain will still be live (i.e. reg->parent may be
794          * non-NULL), while earlier reg->parent was NULL, so we need
795          * REG_LIVE_WRITTEN to screen off read marker propagation when it is
796          * done later on reads or by mark_dynptr_read as well to unnecessary
797          * mark registers in verifier state.
798          */
799         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
800         state->stack[spi - 1].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
801 }
802
803 static int unmark_stack_slots_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
804 {
805         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
806         int spi, ref_obj_id, i;
807
808         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
809         if (spi < 0)
810                 return spi;
811
812         if (!dynptr_type_refcounted(state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type)) {
813                 invalidate_dynptr(env, state, spi);
814                 return 0;
815         }
816
817         ref_obj_id = state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id;
818
819         /* If the dynptr has a ref_obj_id, then we need to invalidate
820          * two things:
821          *
822          * 1) Any dynptrs with a matching ref_obj_id (clones)
823          * 2) Any slices derived from this dynptr.
824          */
825
826         /* Invalidate any slices associated with this dynptr */
827         WARN_ON_ONCE(release_reference(env, ref_obj_id));
828
829         /* Invalidate any dynptr clones */
830         for (i = 1; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
831                 if (state->stack[i].spilled_ptr.ref_obj_id != ref_obj_id)
832                         continue;
833
834                 /* it should always be the case that if the ref obj id
835                  * matches then the stack slot also belongs to a
836                  * dynptr
837                  */
838                 if (state->stack[i].slot_type[0] != STACK_DYNPTR) {
839                         verbose(env, "verifier internal error: misconfigured ref_obj_id\n");
840                         return -EFAULT;
841                 }
842                 if (state->stack[i].spilled_ptr.dynptr.first_slot)
843                         invalidate_dynptr(env, state, i);
844         }
845
846         return 0;
847 }
848
849 static void __mark_reg_unknown(const struct bpf_verifier_env *env,
850                                struct bpf_reg_state *reg);
851
852 static void mark_reg_invalid(const struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
853 {
854         if (!env->allow_ptr_leaks)
855                 __mark_reg_not_init(env, reg);
856         else
857                 __mark_reg_unknown(env, reg);
858 }
859
860 static int destroy_if_dynptr_stack_slot(struct bpf_verifier_env *env,
861                                         struct bpf_func_state *state, int spi)
862 {
863         struct bpf_func_state *fstate;
864         struct bpf_reg_state *dreg;
865         int i, dynptr_id;
866
867         /* We always ensure that STACK_DYNPTR is never set partially,
868          * hence just checking for slot_type[0] is enough. This is
869          * different for STACK_SPILL, where it may be only set for
870          * 1 byte, so code has to use is_spilled_reg.
871          */
872         if (state->stack[spi].slot_type[0] != STACK_DYNPTR)
873                 return 0;
874
875         /* Reposition spi to first slot */
876         if (!state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.first_slot)
877                 spi = spi + 1;
878
879         if (dynptr_type_refcounted(state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type)) {
880                 verbose(env, "cannot overwrite referenced dynptr\n");
881                 return -EINVAL;
882         }
883
884         mark_stack_slot_scratched(env, spi);
885         mark_stack_slot_scratched(env, spi - 1);
886
887         /* Writing partially to one dynptr stack slot destroys both. */
888         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
889                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_INVALID;
890                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_INVALID;
891         }
892
893         dynptr_id = state->stack[spi].spilled_ptr.id;
894         /* Invalidate any slices associated with this dynptr */
895         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, fstate, dreg, ({
896                 /* Dynptr slices are only PTR_TO_MEM_OR_NULL and PTR_TO_MEM */
897                 if (dreg->type != (PTR_TO_MEM | PTR_MAYBE_NULL) && dreg->type != PTR_TO_MEM)
898                         continue;
899                 if (dreg->dynptr_id == dynptr_id)
900                         mark_reg_invalid(env, dreg);
901         }));
902
903         /* Do not release reference state, we are destroying dynptr on stack,
904          * not using some helper to release it. Just reset register.
905          */
906         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
907         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi - 1].spilled_ptr);
908
909         /* Same reason as unmark_stack_slots_dynptr above */
910         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
911         state->stack[spi - 1].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
912
913         return 0;
914 }
915
916 static bool is_dynptr_reg_valid_uninit(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
917 {
918         int spi;
919
920         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
921                 return false;
922
923         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
924
925         /* -ERANGE (i.e. spi not falling into allocated stack slots) isn't an
926          * error because this just means the stack state hasn't been updated yet.
927          * We will do check_mem_access to check and update stack bounds later.
928          */
929         if (spi < 0 && spi != -ERANGE)
930                 return false;
931
932         /* We don't need to check if the stack slots are marked by previous
933          * dynptr initializations because we allow overwriting existing unreferenced
934          * STACK_DYNPTR slots, see mark_stack_slots_dynptr which calls
935          * destroy_if_dynptr_stack_slot to ensure dynptr objects at the slots we are
936          * touching are completely destructed before we reinitialize them for a new
937          * one. For referenced ones, destroy_if_dynptr_stack_slot returns an error early
938          * instead of delaying it until the end where the user will get "Unreleased
939          * reference" error.
940          */
941         return true;
942 }
943
944 static bool is_dynptr_reg_valid_init(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
945 {
946         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
947         int i, spi;
948
949         /* This already represents first slot of initialized bpf_dynptr.
950          *
951          * CONST_PTR_TO_DYNPTR already has fixed and var_off as 0 due to
952          * check_func_arg_reg_off's logic, so we don't need to check its
953          * offset and alignment.
954          */
955         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
956                 return true;
957
958         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
959         if (spi < 0)
960                 return false;
961         if (!state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.first_slot)
962                 return false;
963
964         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
965                 if (state->stack[spi].slot_type[i] != STACK_DYNPTR ||
966                     state->stack[spi - 1].slot_type[i] != STACK_DYNPTR)
967                         return false;
968         }
969
970         return true;
971 }
972
973 static bool is_dynptr_type_expected(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
974                                     enum bpf_arg_type arg_type)
975 {
976         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
977         enum bpf_dynptr_type dynptr_type;
978         int spi;
979
980         /* ARG_PTR_TO_DYNPTR takes any type of dynptr */
981         if (arg_type == ARG_PTR_TO_DYNPTR)
982                 return true;
983
984         dynptr_type = arg_to_dynptr_type(arg_type);
985         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR) {
986                 return reg->dynptr.type == dynptr_type;
987         } else {
988                 spi = dynptr_get_spi(env, reg);
989                 if (spi < 0)
990                         return false;
991                 return state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type == dynptr_type;
992         }
993 }
994
995 static void __mark_reg_known_zero(struct bpf_reg_state *reg);
996
997 static bool in_rcu_cs(struct bpf_verifier_env *env);
998
999 static bool is_kfunc_rcu_protected(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta);
1000
1001 static int mark_stack_slots_iter(struct bpf_verifier_env *env,
1002                                  struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
1003                                  struct bpf_reg_state *reg, int insn_idx,
1004                                  struct btf *btf, u32 btf_id, int nr_slots)
1005 {
1006         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1007         int spi, i, j, id;
1008
1009         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1010         if (spi < 0)
1011                 return spi;
1012
1013         id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
1014         if (id < 0)
1015                 return id;
1016
1017         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1018                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1019                 struct bpf_reg_state *st = &slot->spilled_ptr;
1020
1021                 __mark_reg_known_zero(st);
1022                 st->type = PTR_TO_STACK; /* we don't have dedicated reg type */
1023                 if (is_kfunc_rcu_protected(meta)) {
1024                         if (in_rcu_cs(env))
1025                                 st->type |= MEM_RCU;
1026                         else
1027                                 st->type |= PTR_UNTRUSTED;
1028                 }
1029                 st->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1030                 st->ref_obj_id = i == 0 ? id : 0;
1031                 st->iter.btf = btf;
1032                 st->iter.btf_id = btf_id;
1033                 st->iter.state = BPF_ITER_STATE_ACTIVE;
1034                 st->iter.depth = 0;
1035
1036                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1037                         slot->slot_type[j] = STACK_ITER;
1038
1039                 mark_stack_slot_scratched(env, spi - i);
1040         }
1041
1042         return 0;
1043 }
1044
1045 static int unmark_stack_slots_iter(struct bpf_verifier_env *env,
1046                                    struct bpf_reg_state *reg, int nr_slots)
1047 {
1048         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1049         int spi, i, j;
1050
1051         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1052         if (spi < 0)
1053                 return spi;
1054
1055         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1056                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1057                 struct bpf_reg_state *st = &slot->spilled_ptr;
1058
1059                 if (i == 0)
1060                         WARN_ON_ONCE(release_reference(env, st->ref_obj_id));
1061
1062                 __mark_reg_not_init(env, st);
1063
1064                 /* see unmark_stack_slots_dynptr() for why we need to set REG_LIVE_WRITTEN */
1065                 st->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1066
1067                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1068                         slot->slot_type[j] = STACK_INVALID;
1069
1070                 mark_stack_slot_scratched(env, spi - i);
1071         }
1072
1073         return 0;
1074 }
1075
1076 static bool is_iter_reg_valid_uninit(struct bpf_verifier_env *env,
1077                                      struct bpf_reg_state *reg, int nr_slots)
1078 {
1079         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1080         int spi, i, j;
1081
1082         /* For -ERANGE (i.e. spi not falling into allocated stack slots), we
1083          * will do check_mem_access to check and update stack bounds later, so
1084          * return true for that case.
1085          */
1086         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1087         if (spi == -ERANGE)
1088                 return true;
1089         if (spi < 0)
1090                 return false;
1091
1092         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1093                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1094
1095                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1096                         if (slot->slot_type[j] == STACK_ITER)
1097                                 return false;
1098         }
1099
1100         return true;
1101 }
1102
1103 static int is_iter_reg_valid_init(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
1104                                    struct btf *btf, u32 btf_id, int nr_slots)
1105 {
1106         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1107         int spi, i, j;
1108
1109         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1110         if (spi < 0)
1111                 return -EINVAL;
1112
1113         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1114                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1115                 struct bpf_reg_state *st = &slot->spilled_ptr;
1116
1117                 if (st->type & PTR_UNTRUSTED)
1118                         return -EPROTO;
1119                 /* only main (first) slot has ref_obj_id set */
1120                 if (i == 0 && !st->ref_obj_id)
1121                         return -EINVAL;
1122                 if (i != 0 && st->ref_obj_id)
1123                         return -EINVAL;
1124                 if (st->iter.btf != btf || st->iter.btf_id != btf_id)
1125                         return -EINVAL;
1126
1127                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1128                         if (slot->slot_type[j] != STACK_ITER)
1129                                 return -EINVAL;
1130         }
1131
1132         return 0;
1133 }
1134
1135 /* Check if given stack slot is "special":
1136  *   - spilled register state (STACK_SPILL);
1137  *   - dynptr state (STACK_DYNPTR);
1138  *   - iter state (STACK_ITER).
1139  */
1140 static bool is_stack_slot_special(const struct bpf_stack_state *stack)
1141 {
1142         enum bpf_stack_slot_type type = stack->slot_type[BPF_REG_SIZE - 1];
1143
1144         switch (type) {
1145         case STACK_SPILL:
1146         case STACK_DYNPTR:
1147         case STACK_ITER:
1148                 return true;
1149         case STACK_INVALID:
1150         case STACK_MISC:
1151         case STACK_ZERO:
1152                 return false;
1153         default:
1154                 WARN_ONCE(1, "unknown stack slot type %d\n", type);
1155                 return true;
1156         }
1157 }
1158
1159 /* The reg state of a pointer or a bounded scalar was saved when
1160  * it was spilled to the stack.
1161  */
1162 static bool is_spilled_reg(const struct bpf_stack_state *stack)
1163 {
1164         return stack->slot_type[BPF_REG_SIZE - 1] == STACK_SPILL;
1165 }
1166
1167 static bool is_spilled_scalar_reg(const struct bpf_stack_state *stack)
1168 {
1169         return stack->slot_type[BPF_REG_SIZE - 1] == STACK_SPILL &&
1170                stack->spilled_ptr.type == SCALAR_VALUE;
1171 }
1172
1173 static bool is_spilled_scalar_reg64(const struct bpf_stack_state *stack)
1174 {
1175         return stack->slot_type[0] == STACK_SPILL &&
1176                stack->spilled_ptr.type == SCALAR_VALUE;
1177 }
1178
1179 /* Mark stack slot as STACK_MISC, unless it is already STACK_INVALID, in which
1180  * case they are equivalent, or it's STACK_ZERO, in which case we preserve
1181  * more precise STACK_ZERO.
1182  * Note, in uprivileged mode leaving STACK_INVALID is wrong, so we take
1183  * env->allow_ptr_leaks into account and force STACK_MISC, if necessary.
1184  */
1185 static void mark_stack_slot_misc(struct bpf_verifier_env *env, u8 *stype)
1186 {
1187         if (*stype == STACK_ZERO)
1188                 return;
1189         if (env->allow_ptr_leaks && *stype == STACK_INVALID)
1190                 return;
1191         *stype = STACK_MISC;
1192 }
1193
1194 static void scrub_spilled_slot(u8 *stype)
1195 {
1196         if (*stype != STACK_INVALID)
1197                 *stype = STACK_MISC;
1198 }
1199
1200 /* copy array src of length n * size bytes to dst. dst is reallocated if it's too
1201  * small to hold src. This is different from krealloc since we don't want to preserve
1202  * the contents of dst.
1203  *
1204  * Leaves dst untouched if src is NULL or length is zero. Returns NULL if memory could
1205  * not be allocated.
1206  */
1207 static void *copy_array(void *dst, const void *src, size_t n, size_t size, gfp_t flags)
1208 {
1209         size_t alloc_bytes;
1210         void *orig = dst;
1211         size_t bytes;
1212
1213         if (ZERO_OR_NULL_PTR(src))
1214                 goto out;
1215
1216         if (unlikely(check_mul_overflow(n, size, &bytes)))
1217                 return NULL;
1218
1219         alloc_bytes = max(ksize(orig), kmalloc_size_roundup(bytes));
1220         dst = krealloc(orig, alloc_bytes, flags);
1221         if (!dst) {
1222                 kfree(orig);
1223                 return NULL;
1224         }
1225
1226         memcpy(dst, src, bytes);
1227 out:
1228         return dst ? dst : ZERO_SIZE_PTR;
1229 }
1230
1231 /* resize an array from old_n items to new_n items. the array is reallocated if it's too
1232  * small to hold new_n items. new items are zeroed out if the array grows.
1233  *
1234  * Contrary to krealloc_array, does not free arr if new_n is zero.
1235  */
1236 static void *realloc_array(void *arr, size_t old_n, size_t new_n, size_t size)
1237 {
1238         size_t alloc_size;
1239         void *new_arr;
1240
1241         if (!new_n || old_n == new_n)
1242                 goto out;
1243
1244         alloc_size = kmalloc_size_roundup(size_mul(new_n, size));
1245         new_arr = krealloc(arr, alloc_size, GFP_KERNEL);
1246         if (!new_arr) {
1247                 kfree(arr);
1248                 return NULL;
1249         }
1250         arr = new_arr;
1251
1252         if (new_n > old_n)
1253                 memset(arr + old_n * size, 0, (new_n - old_n) * size);
1254
1255 out:
1256         return arr ? arr : ZERO_SIZE_PTR;
1257 }
1258
1259 static int copy_reference_state(struct bpf_func_state *dst, const struct bpf_func_state *src)
1260 {
1261         dst->refs = copy_array(dst->refs, src->refs, src->acquired_refs,
1262                                sizeof(struct bpf_reference_state), GFP_KERNEL);
1263         if (!dst->refs)
1264                 return -ENOMEM;
1265
1266         dst->acquired_refs = src->acquired_refs;
1267         return 0;
1268 }
1269
1270 static int copy_stack_state(struct bpf_func_state *dst, const struct bpf_func_state *src)
1271 {
1272         size_t n = src->allocated_stack / BPF_REG_SIZE;
1273
1274         dst->stack = copy_array(dst->stack, src->stack, n, sizeof(struct bpf_stack_state),
1275                                 GFP_KERNEL);
1276         if (!dst->stack)
1277                 return -ENOMEM;
1278
1279         dst->allocated_stack = src->allocated_stack;
1280         return 0;
1281 }
1282
1283 static int resize_reference_state(struct bpf_func_state *state, size_t n)
1284 {
1285         state->refs = realloc_array(state->refs, state->acquired_refs, n,
1286                                     sizeof(struct bpf_reference_state));
1287         if (!state->refs)
1288                 return -ENOMEM;
1289
1290         state->acquired_refs = n;
1291         return 0;
1292 }
1293
1294 /* Possibly update state->allocated_stack to be at least size bytes. Also
1295  * possibly update the function's high-water mark in its bpf_subprog_info.
1296  */
1297 static int grow_stack_state(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *state, int size)
1298 {
1299         size_t old_n = state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE, n;
1300
1301         /* The stack size is always a multiple of BPF_REG_SIZE. */
1302         size = round_up(size, BPF_REG_SIZE);
1303         n = size / BPF_REG_SIZE;
1304
1305         if (old_n >= n)
1306                 return 0;
1307
1308         state->stack = realloc_array(state->stack, old_n, n, sizeof(struct bpf_stack_state));
1309         if (!state->stack)
1310                 return -ENOMEM;
1311
1312         state->allocated_stack = size;
1313
1314         /* update known max for given subprogram */
1315         if (env->subprog_info[state->subprogno].stack_depth < size)
1316                 env->subprog_info[state->subprogno].stack_depth = size;
1317
1318         return 0;
1319 }
1320
1321 /* Acquire a pointer id from the env and update the state->refs to include
1322  * this new pointer reference.
1323  * On success, returns a valid pointer id to associate with the register
1324  * On failure, returns a negative errno.
1325  */
1326 static int acquire_reference_state(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
1327 {
1328         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
1329         int new_ofs = state->acquired_refs;
1330         int id, err;
1331
1332         err = resize_reference_state(state, state->acquired_refs + 1);
1333         if (err)
1334                 return err;
1335         id = ++env->id_gen;
1336         state->refs[new_ofs].id = id;
1337         state->refs[new_ofs].insn_idx = insn_idx;
1338         state->refs[new_ofs].callback_ref = state->in_callback_fn ? state->frameno : 0;
1339
1340         return id;
1341 }
1342
1343 /* release function corresponding to acquire_reference_state(). Idempotent. */
1344 static int release_reference_state(struct bpf_func_state *state, int ptr_id)
1345 {
1346         int i, last_idx;
1347
1348         last_idx = state->acquired_refs - 1;
1349         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
1350                 if (state->refs[i].id == ptr_id) {
1351                         /* Cannot release caller references in callbacks */
1352                         if (state->in_callback_fn && state->refs[i].callback_ref != state->frameno)
1353                                 return -EINVAL;
1354                         if (last_idx && i != last_idx)
1355                                 memcpy(&state->refs[i], &state->refs[last_idx],
1356                                        sizeof(*state->refs));
1357                         memset(&state->refs[last_idx], 0, sizeof(*state->refs));
1358                         state->acquired_refs--;
1359                         return 0;
1360                 }
1361         }
1362         return -EINVAL;
1363 }
1364
1365 static void free_func_state(struct bpf_func_state *state)
1366 {
1367         if (!state)
1368                 return;
1369         kfree(state->refs);
1370         kfree(state->stack);
1371         kfree(state);
1372 }
1373
1374 static void clear_jmp_history(struct bpf_verifier_state *state)
1375 {
1376         kfree(state->jmp_history);
1377         state->jmp_history = NULL;
1378         state->jmp_history_cnt = 0;
1379 }
1380
1381 static void free_verifier_state(struct bpf_verifier_state *state,
1382                                 bool free_self)
1383 {
1384         int i;
1385
1386         for (i = 0; i <= state->curframe; i++) {
1387                 free_func_state(state->frame[i]);
1388                 state->frame[i] = NULL;
1389         }
1390         clear_jmp_history(state);
1391         if (free_self)
1392                 kfree(state);
1393 }
1394
1395 /* copy verifier state from src to dst growing dst stack space
1396  * when necessary to accommodate larger src stack
1397  */
1398 static int copy_func_state(struct bpf_func_state *dst,
1399                            const struct bpf_func_state *src)
1400 {
1401         int err;
1402
1403         memcpy(dst, src, offsetof(struct bpf_func_state, acquired_refs));
1404         err = copy_reference_state(dst, src);
1405         if (err)
1406                 return err;
1407         return copy_stack_state(dst, src);
1408 }
1409
1410 static int copy_verifier_state(struct bpf_verifier_state *dst_state,
1411                                const struct bpf_verifier_state *src)
1412 {
1413         struct bpf_func_state *dst;
1414         int i, err;
1415
1416         dst_state->jmp_history = copy_array(dst_state->jmp_history, src->jmp_history,
1417                                           src->jmp_history_cnt, sizeof(*dst_state->jmp_history),
1418                                           GFP_USER);
1419         if (!dst_state->jmp_history)
1420                 return -ENOMEM;
1421         dst_state->jmp_history_cnt = src->jmp_history_cnt;
1422
1423         /* if dst has more stack frames then src frame, free them, this is also
1424          * necessary in case of exceptional exits using bpf_throw.
1425          */
1426         for (i = src->curframe + 1; i <= dst_state->curframe; i++) {
1427                 free_func_state(dst_state->frame[i]);
1428                 dst_state->frame[i] = NULL;
1429         }
1430         dst_state->speculative = src->speculative;
1431         dst_state->active_rcu_lock = src->active_rcu_lock;
1432         dst_state->curframe = src->curframe;
1433         dst_state->active_lock.ptr = src->active_lock.ptr;
1434         dst_state->active_lock.id = src->active_lock.id;
1435         dst_state->branches = src->branches;
1436         dst_state->parent = src->parent;
1437         dst_state->first_insn_idx = src->first_insn_idx;
1438         dst_state->last_insn_idx = src->last_insn_idx;
1439         dst_state->dfs_depth = src->dfs_depth;
1440         dst_state->callback_unroll_depth = src->callback_unroll_depth;
1441         dst_state->used_as_loop_entry = src->used_as_loop_entry;
1442         dst_state->may_goto_depth = src->may_goto_depth;
1443         for (i = 0; i <= src->curframe; i++) {
1444                 dst = dst_state->frame[i];
1445                 if (!dst) {
1446                         dst = kzalloc(sizeof(*dst), GFP_KERNEL);
1447                         if (!dst)
1448                                 return -ENOMEM;
1449                         dst_state->frame[i] = dst;
1450                 }
1451                 err = copy_func_state(dst, src->frame[i]);
1452                 if (err)
1453                         return err;
1454         }
1455         return 0;
1456 }
1457
1458 static u32 state_htab_size(struct bpf_verifier_env *env)
1459 {
1460         return env->prog->len;
1461 }
1462
1463 static struct bpf_verifier_state_list **explored_state(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
1464 {
1465         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
1466         struct bpf_func_state *state = cur->frame[cur->curframe];
1467
1468         return &env->explored_states[(idx ^ state->callsite) % state_htab_size(env)];
1469 }
1470
1471 static bool same_callsites(struct bpf_verifier_state *a, struct bpf_verifier_state *b)
1472 {
1473         int fr;
1474
1475         if (a->curframe != b->curframe)
1476                 return false;
1477
1478         for (fr = a->curframe; fr >= 0; fr--)
1479                 if (a->frame[fr]->callsite != b->frame[fr]->callsite)
1480                         return false;
1481
1482         return true;
1483 }
1484
1485 /* Open coded iterators allow back-edges in the state graph in order to
1486  * check unbounded loops that iterators.
1487  *
1488  * In is_state_visited() it is necessary to know if explored states are
1489  * part of some loops in order to decide whether non-exact states
1490  * comparison could be used:
1491  * - non-exact states comparison establishes sub-state relation and uses
1492  *   read and precision marks to do so, these marks are propagated from
1493  *   children states and thus are not guaranteed to be final in a loop;
1494  * - exact states comparison just checks if current and explored states
1495  *   are identical (and thus form a back-edge).
1496  *
1497  * Paper "A New Algorithm for Identifying Loops in Decompilation"
1498  * by Tao Wei, Jian Mao, Wei Zou and Yu Chen [1] presents a convenient
1499  * algorithm for loop structure detection and gives an overview of
1500  * relevant terminology. It also has helpful illustrations.
1501  *
1502  * [1] https://api.semanticscholar.org/CorpusID:15784067
1503  *
1504  * We use a similar algorithm but because loop nested structure is
1505  * irrelevant for verifier ours is significantly simpler and resembles
1506  * strongly connected components algorithm from Sedgewick's textbook.
1507  *
1508  * Define topmost loop entry as a first node of the loop traversed in a
1509  * depth first search starting from initial state. The goal of the loop
1510  * tracking algorithm is to associate topmost loop entries with states
1511  * derived from these entries.
1512  *
1513  * For each step in the DFS states traversal algorithm needs to identify
1514  * the following situations:
1515  *
1516  *          initial                     initial                   initial
1517  *            |                           |                         |
1518  *            V                           V                         V
1519  *           ...                         ...           .---------> hdr
1520  *            |                           |            |            |
1521  *            V                           V            |            V
1522  *           cur                     .-> succ          |    .------...
1523  *            |                      |    |            |    |       |
1524  *            V                      |    V            |    V       V
1525  *           succ                    '-- cur           |   ...     ...
1526  *                                                     |    |       |
1527  *                                                     |    V       V
1528  *                                                     |   succ <- cur
1529  *                                                     |    |
1530  *                                                     |    V
1531  *                                                     |   ...
1532  *                                                     |    |
1533  *                                                     '----'
1534  *
1535  *  (A) successor state of cur   (B) successor state of cur or it's entry
1536  *      not yet traversed            are in current DFS path, thus cur and succ
1537  *                                   are members of the same outermost loop
1538  *
1539  *                      initial                  initial
1540  *                        |                        |
1541  *                        V                        V
1542  *                       ...                      ...
1543  *                        |                        |
1544  *                        V                        V
1545  *                .------...               .------...
1546  *                |       |                |       |
1547  *                V       V                V       V
1548  *           .-> hdr     ...              ...     ...
1549  *           |    |       |                |       |
1550  *           |    V       V                V       V
1551  *           |   succ <- cur              succ <- cur
1552  *           |    |                        |
1553  *           |    V                        V
1554  *           |   ...                      ...
1555  *           |    |                        |
1556  *           '----'                       exit
1557  *
1558  * (C) successor state of cur is a part of some loop but this loop
1559  *     does not include cur or successor state is not in a loop at all.
1560  *
1561  * Algorithm could be described as the following python code:
1562  *
1563  *     traversed = set()   # Set of traversed nodes
1564  *     entries = {}        # Mapping from node to loop entry
1565  *     depths = {}         # Depth level assigned to graph node
1566  *     path = set()        # Current DFS path
1567  *
1568  *     # Find outermost loop entry known for n
1569  *     def get_loop_entry(n):
1570  *         h = entries.get(n, None)
1571  *         while h in entries and entries[h] != h:
1572  *             h = entries[h]
1573  *         return h
1574  *
1575  *     # Update n's loop entry if h's outermost entry comes
1576  *     # before n's outermost entry in current DFS path.
1577  *     def update_loop_entry(n, h):
1578  *         n1 = get_loop_entry(n) or n
1579  *         h1 = get_loop_entry(h) or h
1580  *         if h1 in path and depths[h1] <= depths[n1]:
1581  *             entries[n] = h1
1582  *
1583  *     def dfs(n, depth):
1584  *         traversed.add(n)
1585  *         path.add(n)
1586  *         depths[n] = depth
1587  *         for succ in G.successors(n):
1588  *             if succ not in traversed:
1589  *                 # Case A: explore succ and update cur's loop entry
1590  *                 #         only if succ's entry is in current DFS path.
1591  *                 dfs(succ, depth + 1)
1592  *                 h = get_loop_entry(succ)
1593  *                 update_loop_entry(n, h)
1594  *             else:
1595  *                 # Case B or C depending on `h1 in path` check in update_loop_entry().
1596  *                 update_loop_entry(n, succ)
1597  *         path.remove(n)
1598  *
1599  * To adapt this algorithm for use with verifier:
1600  * - use st->branch == 0 as a signal that DFS of succ had been finished
1601  *   and cur's loop entry has to be updated (case A), handle this in
1602  *   update_branch_counts();
1603  * - use st->branch > 0 as a signal that st is in the current DFS path;
1604  * - handle cases B and C in is_state_visited();
1605  * - update topmost loop entry for intermediate states in get_loop_entry().
1606  */
1607 static struct bpf_verifier_state *get_loop_entry(struct bpf_verifier_state *st)
1608 {
1609         struct bpf_verifier_state *topmost = st->loop_entry, *old;
1610
1611         while (topmost && topmost->loop_entry && topmost != topmost->loop_entry)
1612                 topmost = topmost->loop_entry;
1613         /* Update loop entries for intermediate states to avoid this
1614          * traversal in future get_loop_entry() calls.
1615          */
1616         while (st && st->loop_entry != topmost) {
1617                 old = st->loop_entry;
1618                 st->loop_entry = topmost;
1619                 st = old;
1620         }
1621         return topmost;
1622 }
1623
1624 static void update_loop_entry(struct bpf_verifier_state *cur, struct bpf_verifier_state *hdr)
1625 {
1626         struct bpf_verifier_state *cur1, *hdr1;
1627
1628         cur1 = get_loop_entry(cur) ?: cur;
1629         hdr1 = get_loop_entry(hdr) ?: hdr;
1630         /* The head1->branches check decides between cases B and C in
1631          * comment for get_loop_entry(). If hdr1->branches == 0 then
1632          * head's topmost loop entry is not in current DFS path,
1633          * hence 'cur' and 'hdr' are not in the same loop and there is
1634          * no need to update cur->loop_entry.
1635          */
1636         if (hdr1->branches && hdr1->dfs_depth <= cur1->dfs_depth) {
1637                 cur->loop_entry = hdr;
1638                 hdr->used_as_loop_entry = true;
1639         }
1640 }
1641
1642 static void update_branch_counts(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
1643 {
1644         while (st) {
1645                 u32 br = --st->branches;
1646
1647                 /* br == 0 signals that DFS exploration for 'st' is finished,
1648                  * thus it is necessary to update parent's loop entry if it
1649                  * turned out that st is a part of some loop.
1650                  * This is a part of 'case A' in get_loop_entry() comment.
1651                  */
1652                 if (br == 0 && st->parent && st->loop_entry)
1653                         update_loop_entry(st->parent, st->loop_entry);
1654
1655                 /* WARN_ON(br > 1) technically makes sense here,
1656                  * but see comment in push_stack(), hence:
1657                  */
1658                 WARN_ONCE((int)br < 0,
1659                           "BUG update_branch_counts:branches_to_explore=%d\n",
1660                           br);
1661                 if (br)
1662                         break;
1663                 st = st->parent;
1664         }
1665 }
1666
1667 static int pop_stack(struct bpf_verifier_env *env, int *prev_insn_idx,
1668                      int *insn_idx, bool pop_log)
1669 {
1670         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
1671         struct bpf_verifier_stack_elem *elem, *head = env->head;
1672         int err;
1673
1674         if (env->head == NULL)
1675                 return -ENOENT;
1676
1677         if (cur) {
1678                 err = copy_verifier_state(cur, &head->st);
1679                 if (err)
1680                         return err;
1681         }
1682         if (pop_log)
1683                 bpf_vlog_reset(&env->log, head->log_pos);
1684         if (insn_idx)
1685                 *insn_idx = head->insn_idx;
1686         if (prev_insn_idx)
1687                 *prev_insn_idx = head->prev_insn_idx;
1688         elem = head->next;
1689         free_verifier_state(&head->st, false);
1690         kfree(head);
1691         env->head = elem;
1692         env->stack_size--;
1693         return 0;
1694 }
1695
1696 static struct bpf_verifier_state *push_stack(struct bpf_verifier_env *env,
1697                                              int insn_idx, int prev_insn_idx,
1698                                              bool speculative)
1699 {
1700         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
1701         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
1702         int err;
1703
1704         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
1705         if (!elem)
1706                 goto err;
1707
1708         elem->insn_idx = insn_idx;
1709         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
1710         elem->next = env->head;
1711         elem->log_pos = env->log.end_pos;
1712         env->head = elem;
1713         env->stack_size++;
1714         err = copy_verifier_state(&elem->st, cur);
1715         if (err)
1716                 goto err;
1717         elem->st.speculative |= speculative;
1718         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ) {
1719                 verbose(env, "The sequence of %d jumps is too complex.\n",
1720                         env->stack_size);
1721                 goto err;
1722         }
1723         if (elem->st.parent) {
1724                 ++elem->st.parent->branches;
1725                 /* WARN_ON(branches > 2) technically makes sense here,
1726                  * but
1727                  * 1. speculative states will bump 'branches' for non-branch
1728                  * instructions
1729                  * 2. is_state_visited() heuristics may decide not to create
1730                  * a new state for a sequence of branches and all such current
1731                  * and cloned states will be pointing to a single parent state
1732                  * which might have large 'branches' count.
1733                  */
1734         }
1735         return &elem->st;
1736 err:
1737         free_verifier_state(env->cur_state, true);
1738         env->cur_state = NULL;
1739         /* pop all elements and return */
1740         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
1741         return NULL;
1742 }
1743
1744 #define CALLER_SAVED_REGS 6
1745 static const int caller_saved[CALLER_SAVED_REGS] = {
1746         BPF_REG_0, BPF_REG_1, BPF_REG_2, BPF_REG_3, BPF_REG_4, BPF_REG_5
1747 };
1748
1749 /* This helper doesn't clear reg->id */
1750 static void ___mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1751 {
1752         reg->var_off = tnum_const(imm);
1753         reg->smin_value = (s64)imm;
1754         reg->smax_value = (s64)imm;
1755         reg->umin_value = imm;
1756         reg->umax_value = imm;
1757
1758         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1759         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1760         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1761         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1762 }
1763
1764 /* Mark the unknown part of a register (variable offset or scalar value) as
1765  * known to have the value @imm.
1766  */
1767 static void __mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1768 {
1769         /* Clear off and union(map_ptr, range) */
1770         memset(((u8 *)reg) + sizeof(reg->type), 0,
1771                offsetof(struct bpf_reg_state, var_off) - sizeof(reg->type));
1772         reg->id = 0;
1773         reg->ref_obj_id = 0;
1774         ___mark_reg_known(reg, imm);
1775 }
1776
1777 static void __mark_reg32_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1778 {
1779         reg->var_off = tnum_const_subreg(reg->var_off, imm);
1780         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1781         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1782         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1783         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1784 }
1785
1786 /* Mark the 'variable offset' part of a register as zero.  This should be
1787  * used only on registers holding a pointer type.
1788  */
1789 static void __mark_reg_known_zero(struct bpf_reg_state *reg)
1790 {
1791         __mark_reg_known(reg, 0);
1792 }
1793
1794 static void __mark_reg_const_zero(const struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
1795 {
1796         __mark_reg_known(reg, 0);
1797         reg->type = SCALAR_VALUE;
1798         /* all scalars are assumed imprecise initially (unless unprivileged,
1799          * in which case everything is forced to be precise)
1800          */
1801         reg->precise = !env->bpf_capable;
1802 }
1803
1804 static void mark_reg_known_zero(struct bpf_verifier_env *env,
1805                                 struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1806 {
1807         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1808                 verbose(env, "mark_reg_known_zero(regs, %u)\n", regno);
1809                 /* Something bad happened, let's kill all regs */
1810                 for (regno = 0; regno < MAX_BPF_REG; regno++)
1811                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1812                 return;
1813         }
1814         __mark_reg_known_zero(regs + regno);
1815 }
1816
1817 static void __mark_dynptr_reg(struct bpf_reg_state *reg, enum bpf_dynptr_type type,
1818                               bool first_slot, int dynptr_id)
1819 {
1820         /* reg->type has no meaning for STACK_DYNPTR, but when we set reg for
1821          * callback arguments, it does need to be CONST_PTR_TO_DYNPTR, so simply
1822          * set it unconditionally as it is ignored for STACK_DYNPTR anyway.
1823          */
1824         __mark_reg_known_zero(reg);
1825         reg->type = CONST_PTR_TO_DYNPTR;
1826         /* Give each dynptr a unique id to uniquely associate slices to it. */
1827         reg->id = dynptr_id;
1828         reg->dynptr.type = type;
1829         reg->dynptr.first_slot = first_slot;
1830 }
1831
1832 static void mark_ptr_not_null_reg(struct bpf_reg_state *reg)
1833 {
1834         if (base_type(reg->type) == PTR_TO_MAP_VALUE) {
1835                 const struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
1836
1837                 if (map->inner_map_meta) {
1838                         reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
1839                         reg->map_ptr = map->inner_map_meta;
1840                         /* transfer reg's id which is unique for every map_lookup_elem
1841                          * as UID of the inner map.
1842                          */
1843                         if (btf_record_has_field(map->inner_map_meta->record, BPF_TIMER))
1844                                 reg->map_uid = reg->id;
1845                 } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_XSKMAP) {
1846                         reg->type = PTR_TO_XDP_SOCK;
1847                 } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
1848                            map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH) {
1849                         reg->type = PTR_TO_SOCKET;
1850                 } else {
1851                         reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
1852                 }
1853                 return;
1854         }
1855
1856         reg->type &= ~PTR_MAYBE_NULL;
1857 }
1858
1859 static void mark_reg_graph_node(struct bpf_reg_state *regs, u32 regno,
1860                                 struct btf_field_graph_root *ds_head)
1861 {
1862         __mark_reg_known_zero(&regs[regno]);
1863         regs[regno].type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC;
1864         regs[regno].btf = ds_head->btf;
1865         regs[regno].btf_id = ds_head->value_btf_id;
1866         regs[regno].off = ds_head->node_offset;
1867 }
1868
1869 static bool reg_is_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg)
1870 {
1871         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
1872 }
1873
1874 static bool reg_is_pkt_pointer_any(const struct bpf_reg_state *reg)
1875 {
1876         return reg_is_pkt_pointer(reg) ||
1877                reg->type == PTR_TO_PACKET_END;
1878 }
1879
1880 static bool reg_is_dynptr_slice_pkt(const struct bpf_reg_state *reg)
1881 {
1882         return base_type(reg->type) == PTR_TO_MEM &&
1883                 (reg->type & DYNPTR_TYPE_SKB || reg->type & DYNPTR_TYPE_XDP);
1884 }
1885
1886 /* Unmodified PTR_TO_PACKET[_META,_END] register from ctx access. */
1887 static bool reg_is_init_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg,
1888                                     enum bpf_reg_type which)
1889 {
1890         /* The register can already have a range from prior markings.
1891          * This is fine as long as it hasn't been advanced from its
1892          * origin.
1893          */
1894         return reg->type == which &&
1895                reg->id == 0 &&
1896                reg->off == 0 &&
1897                tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
1898 }
1899
1900 /* Reset the min/max bounds of a register */
1901 static void __mark_reg_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1902 {
1903         reg->smin_value = S64_MIN;
1904         reg->smax_value = S64_MAX;
1905         reg->umin_value = 0;
1906         reg->umax_value = U64_MAX;
1907
1908         reg->s32_min_value = S32_MIN;
1909         reg->s32_max_value = S32_MAX;
1910         reg->u32_min_value = 0;
1911         reg->u32_max_value = U32_MAX;
1912 }
1913
1914 static void __mark_reg64_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1915 {
1916         reg->smin_value = S64_MIN;
1917         reg->smax_value = S64_MAX;
1918         reg->umin_value = 0;
1919         reg->umax_value = U64_MAX;
1920 }
1921
1922 static void __mark_reg32_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1923 {
1924         reg->s32_min_value = S32_MIN;
1925         reg->s32_max_value = S32_MAX;
1926         reg->u32_min_value = 0;
1927         reg->u32_max_value = U32_MAX;
1928 }
1929
1930 static void __update_reg32_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1931 {
1932         struct tnum var32_off = tnum_subreg(reg->var_off);
1933
1934         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
1935         reg->s32_min_value = max_t(s32, reg->s32_min_value,
1936                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MIN));
1937         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
1938         reg->s32_max_value = min_t(s32, reg->s32_max_value,
1939                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MAX));
1940         reg->u32_min_value = max_t(u32, reg->u32_min_value, (u32)var32_off.value);
1941         reg->u32_max_value = min(reg->u32_max_value,
1942                                  (u32)(var32_off.value | var32_off.mask));
1943 }
1944
1945 static void __update_reg64_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1946 {
1947         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
1948         reg->smin_value = max_t(s64, reg->smin_value,
1949                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MIN));
1950         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
1951         reg->smax_value = min_t(s64, reg->smax_value,
1952                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MAX));
1953         reg->umin_value = max(reg->umin_value, reg->var_off.value);
1954         reg->umax_value = min(reg->umax_value,
1955                               reg->var_off.value | reg->var_off.mask);
1956 }
1957
1958 static void __update_reg_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1959 {
1960         __update_reg32_bounds(reg);
1961         __update_reg64_bounds(reg);
1962 }
1963
1964 /* Uses signed min/max values to inform unsigned, and vice-versa */
1965 static void __reg32_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1966 {
1967         /* If upper 32 bits of u64/s64 range don't change, we can use lower 32
1968          * bits to improve our u32/s32 boundaries.
1969          *
1970          * E.g., the case where we have upper 32 bits as zero ([10, 20] in
1971          * u64) is pretty trivial, it's obvious that in u32 we'll also have
1972          * [10, 20] range. But this property holds for any 64-bit range as
1973          * long as upper 32 bits in that entire range of values stay the same.
1974          *
1975          * E.g., u64 range [0x10000000A, 0x10000000F] ([4294967306, 4294967311]
1976          * in decimal) has the same upper 32 bits throughout all the values in
1977          * that range. As such, lower 32 bits form a valid [0xA, 0xF] ([10, 15])
1978          * range.
1979          *
1980          * Note also, that [0xA, 0xF] is a valid range both in u32 and in s32,
1981          * following the rules outlined below about u64/s64 correspondence
1982          * (which equally applies to u32 vs s32 correspondence). In general it
1983          * depends on actual hexadecimal values of 32-bit range. They can form
1984          * only valid u32, or only valid s32 ranges in some cases.
1985          *
1986          * So we use all these insights to derive bounds for subregisters here.
1987          */
1988         if ((reg->umin_value >> 32) == (reg->umax_value >> 32)) {
1989                 /* u64 to u32 casting preserves validity of low 32 bits as
1990                  * a range, if upper 32 bits are the same
1991                  */
1992                 reg->u32_min_value = max_t(u32, reg->u32_min_value, (u32)reg->umin_value);
1993                 reg->u32_max_value = min_t(u32, reg->u32_max_value, (u32)reg->umax_value);
1994
1995                 if ((s32)reg->umin_value <= (s32)reg->umax_value) {
1996                         reg->s32_min_value = max_t(s32, reg->s32_min_value, (s32)reg->umin_value);
1997                         reg->s32_max_value = min_t(s32, reg->s32_max_value, (s32)reg->umax_value);
1998                 }
1999         }
2000         if ((reg->smin_value >> 32) == (reg->smax_value >> 32)) {
2001                 /* low 32 bits should form a proper u32 range */
2002                 if ((u32)reg->smin_value <= (u32)reg->smax_value) {
2003                         reg->u32_min_value = max_t(u32, reg->u32_min_value, (u32)reg->smin_value);
2004                         reg->u32_max_value = min_t(u32, reg->u32_max_value, (u32)reg->smax_value);
2005                 }
2006                 /* low 32 bits should form a proper s32 range */
2007                 if ((s32)reg->smin_value <= (s32)reg->smax_value) {
2008                         reg->s32_min_value = max_t(s32, reg->s32_min_value, (s32)reg->smin_value);
2009                         reg->s32_max_value = min_t(s32, reg->s32_max_value, (s32)reg->smax_value);
2010                 }
2011         }
2012         /* Special case where upper bits form a small sequence of two
2013          * sequential numbers (in 32-bit unsigned space, so 0xffffffff to
2014          * 0x00000000 is also valid), while lower bits form a proper s32 range
2015          * going from negative numbers to positive numbers. E.g., let's say we
2016          * have s64 range [-1, 1] ([0xffffffffffffffff, 0x0000000000000001]).
2017          * Possible s64 values are {-1, 0, 1} ({0xffffffffffffffff,
2018          * 0x0000000000000000, 0x00000000000001}). Ignoring upper 32 bits,
2019          * we still get a valid s32 range [-1, 1] ([0xffffffff, 0x00000001]).
2020          * Note that it doesn't have to be 0xffffffff going to 0x00000000 in
2021          * upper 32 bits. As a random example, s64 range
2022          * [0xfffffff0fffffff0; 0xfffffff100000010], forms a valid s32 range
2023          * [-16, 16] ([0xfffffff0; 0x00000010]) in its 32 bit subregister.
2024          */
2025         if ((u32)(reg->umin_value >> 32) + 1 == (u32)(reg->umax_value >> 32) &&
2026             (s32)reg->umin_value < 0 && (s32)reg->umax_value >= 0) {
2027                 reg->s32_min_value = max_t(s32, reg->s32_min_value, (s32)reg->umin_value);
2028                 reg->s32_max_value = min_t(s32, reg->s32_max_value, (s32)reg->umax_value);
2029         }
2030         if ((u32)(reg->smin_value >> 32) + 1 == (u32)(reg->smax_value >> 32) &&
2031             (s32)reg->smin_value < 0 && (s32)reg->smax_value >= 0) {
2032                 reg->s32_min_value = max_t(s32, reg->s32_min_value, (s32)reg->smin_value);
2033                 reg->s32_max_value = min_t(s32, reg->s32_max_value, (s32)reg->smax_value);
2034         }
2035         /* if u32 range forms a valid s32 range (due to matching sign bit),
2036          * try to learn from that
2037          */
2038         if ((s32)reg->u32_min_value <= (s32)reg->u32_max_value) {
2039                 reg->s32_min_value = max_t(s32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
2040                 reg->s32_max_value = min_t(s32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
2041         }
2042         /* If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
2043          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
2044          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
2045          */
2046         if ((u32)reg->s32_min_value <= (u32)reg->s32_max_value) {
2047                 reg->u32_min_value = max_t(u32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
2048                 reg->u32_max_value = min_t(u32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
2049         }
2050 }
2051
2052 static void __reg64_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2053 {
2054         /* If u64 range forms a valid s64 range (due to matching sign bit),
2055          * try to learn from that. Let's do a bit of ASCII art to see when
2056          * this is happening. Let's take u64 range first:
2057          *
2058          * 0             0x7fffffffffffffff 0x8000000000000000        U64_MAX
2059          * |-------------------------------|--------------------------------|
2060          *
2061          * Valid u64 range is formed when umin and umax are anywhere in the
2062          * range [0, U64_MAX], and umin <= umax. u64 case is simple and
2063          * straightforward. Let's see how s64 range maps onto the same range
2064          * of values, annotated below the line for comparison:
2065          *
2066          * 0             0x7fffffffffffffff 0x8000000000000000        U64_MAX
2067          * |-------------------------------|--------------------------------|
2068          * 0                        S64_MAX S64_MIN                        -1
2069          *
2070          * So s64 values basically start in the middle and they are logically
2071          * contiguous to the right of it, wrapping around from -1 to 0, and
2072          * then finishing as S64_MAX (0x7fffffffffffffff) right before
2073          * S64_MIN. We can try drawing the continuity of u64 vs s64 values
2074          * more visually as mapped to sign-agnostic range of hex values.
2075          *
2076          *  u64 start                                               u64 end
2077          *  _______________________________________________________________
2078          * /                                                               \
2079          * 0             0x7fffffffffffffff 0x8000000000000000        U64_MAX
2080          * |-------------------------------|--------------------------------|
2081          * 0                        S64_MAX S64_MIN                        -1
2082          *                                / \
2083          * >------------------------------   ------------------------------->
2084          * s64 continues...        s64 end   s64 start          s64 "midpoint"
2085          *
2086          * What this means is that, in general, we can't always derive
2087          * something new about u64 from any random s64 range, and vice versa.
2088          *
2089          * But we can do that in two particular cases. One is when entire
2090          * u64/s64 range is *entirely* contained within left half of the above
2091          * diagram or when it is *entirely* contained in the right half. I.e.:
2092          *
2093          * |-------------------------------|--------------------------------|
2094          *     ^                   ^            ^                 ^
2095          *     A                   B            C                 D
2096          *
2097          * [A, B] and [C, D] are contained entirely in their respective halves
2098          * and form valid contiguous ranges as both u64 and s64 values. [A, B]
2099          * will be non-negative both as u64 and s64 (and in fact it will be
2100          * identical ranges no matter the signedness). [C, D] treated as s64
2101          * will be a range of negative values, while in u64 it will be
2102          * non-negative range of values larger than 0x8000000000000000.
2103          *
2104          * Now, any other range here can't be represented in both u64 and s64
2105          * simultaneously. E.g., [A, C], [A, D], [B, C], [B, D] are valid
2106          * contiguous u64 ranges, but they are discontinuous in s64. [B, C]
2107          * in s64 would be properly presented as [S64_MIN, C] and [B, S64_MAX],
2108          * for example. Similarly, valid s64 range [D, A] (going from negative
2109          * to positive values), would be two separate [D, U64_MAX] and [0, A]
2110          * ranges as u64. Currently reg_state can't represent two segments per
2111          * numeric domain, so in such situations we can only derive maximal
2112          * possible range ([0, U64_MAX] for u64, and [S64_MIN, S64_MAX] for s64).
2113          *
2114          * So we use these facts to derive umin/umax from smin/smax and vice
2115          * versa only if they stay within the same "half". This is equivalent
2116          * to checking sign bit: lower half will have sign bit as zero, upper
2117          * half have sign bit 1. Below in code we simplify this by just
2118          * casting umin/umax as smin/smax and checking if they form valid
2119          * range, and vice versa. Those are equivalent checks.
2120          */
2121         if ((s64)reg->umin_value <= (s64)reg->umax_value) {
2122                 reg->smin_value = max_t(s64, reg->smin_value, reg->umin_value);
2123                 reg->smax_value = min_t(s64, reg->smax_value, reg->umax_value);
2124         }
2125         /* If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
2126          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
2127          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
2128          */
2129         if ((u64)reg->smin_value <= (u64)reg->smax_value) {
2130                 reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value, reg->umin_value);
2131                 reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value, reg->umax_value);
2132         }
2133 }
2134
2135 static void __reg_deduce_mixed_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2136 {
2137         /* Try to tighten 64-bit bounds from 32-bit knowledge, using 32-bit
2138          * values on both sides of 64-bit range in hope to have tigher range.
2139          * E.g., if r1 is [0x1'00000000, 0x3'80000000], and we learn from
2140          * 32-bit signed > 0 operation that s32 bounds are now [1; 0x7fffffff].
2141          * With this, we can substitute 1 as low 32-bits of _low_ 64-bit bound
2142          * (0x100000000 -> 0x100000001) and 0x7fffffff as low 32-bits of
2143          * _high_ 64-bit bound (0x380000000 -> 0x37fffffff) and arrive at a
2144          * better overall bounds for r1 as [0x1'000000001; 0x3'7fffffff].
2145          * We just need to make sure that derived bounds we are intersecting
2146          * with are well-formed ranges in respecitve s64 or u64 domain, just
2147          * like we do with similar kinds of 32-to-64 or 64-to-32 adjustments.
2148          */
2149         __u64 new_umin, new_umax;
2150         __s64 new_smin, new_smax;
2151
2152         /* u32 -> u64 tightening, it's always well-formed */
2153         new_umin = (reg->umin_value & ~0xffffffffULL) | reg->u32_min_value;
2154         new_umax = (reg->umax_value & ~0xffffffffULL) | reg->u32_max_value;
2155         reg->umin_value = max_t(u64, reg->umin_value, new_umin);
2156         reg->umax_value = min_t(u64, reg->umax_value, new_umax);
2157         /* u32 -> s64 tightening, u32 range embedded into s64 preserves range validity */
2158         new_smin = (reg->smin_value & ~0xffffffffULL) | reg->u32_min_value;
2159         new_smax = (reg->smax_value & ~0xffffffffULL) | reg->u32_max_value;
2160         reg->smin_value = max_t(s64, reg->smin_value, new_smin);
2161         reg->smax_value = min_t(s64, reg->smax_value, new_smax);
2162
2163         /* if s32 can be treated as valid u32 range, we can use it as well */
2164         if ((u32)reg->s32_min_value <= (u32)reg->s32_max_value) {
2165                 /* s32 -> u64 tightening */
2166                 new_umin = (reg->umin_value & ~0xffffffffULL) | (u32)reg->s32_min_value;
2167                 new_umax = (reg->umax_value & ~0xffffffffULL) | (u32)reg->s32_max_value;
2168                 reg->umin_value = max_t(u64, reg->umin_value, new_umin);
2169                 reg->umax_value = min_t(u64, reg->umax_value, new_umax);
2170                 /* s32 -> s64 tightening */
2171                 new_smin = (reg->smin_value & ~0xffffffffULL) | (u32)reg->s32_min_value;
2172                 new_smax = (reg->smax_value & ~0xffffffffULL) | (u32)reg->s32_max_value;
2173                 reg->smin_value = max_t(s64, reg->smin_value, new_smin);
2174                 reg->smax_value = min_t(s64, reg->smax_value, new_smax);
2175         }
2176 }
2177
2178 static void __reg_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2179 {
2180         __reg32_deduce_bounds(reg);
2181         __reg64_deduce_bounds(reg);
2182         __reg_deduce_mixed_bounds(reg);
2183 }
2184
2185 /* Attempts to improve var_off based on unsigned min/max information */
2186 static void __reg_bound_offset(struct bpf_reg_state *reg)
2187 {
2188         struct tnum var64_off = tnum_intersect(reg->var_off,
2189                                                tnum_range(reg->umin_value,
2190                                                           reg->umax_value));
2191         struct tnum var32_off = tnum_intersect(tnum_subreg(var64_off),
2192                                                tnum_range(reg->u32_min_value,
2193                                                           reg->u32_max_value));
2194
2195         reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(var64_off), var32_off);
2196 }
2197
2198 static void reg_bounds_sync(struct bpf_reg_state *reg)
2199 {
2200         /* We might have learned new bounds from the var_off. */
2201         __update_reg_bounds(reg);
2202         /* We might have learned something about the sign bit. */
2203         __reg_deduce_bounds(reg);
2204         __reg_deduce_bounds(reg);
2205         /* We might have learned some bits from the bounds. */
2206         __reg_bound_offset(reg);
2207         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
2208          * slightly, e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
2209          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
2210          */
2211         __update_reg_bounds(reg);
2212 }
2213
2214 static int reg_bounds_sanity_check(struct bpf_verifier_env *env,
2215                                    struct bpf_reg_state *reg, const char *ctx)
2216 {
2217         const char *msg;
2218
2219         if (reg->umin_value > reg->umax_value ||
2220             reg->smin_value > reg->smax_value ||
2221             reg->u32_min_value > reg->u32_max_value ||
2222             reg->s32_min_value > reg->s32_max_value) {
2223                     msg = "range bounds violation";
2224                     goto out;
2225         }
2226
2227         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
2228                 u64 uval = reg->var_off.value;
2229                 s64 sval = (s64)uval;
2230
2231                 if (reg->umin_value != uval || reg->umax_value != uval ||
2232                     reg->smin_value != sval || reg->smax_value != sval) {
2233                         msg = "const tnum out of sync with range bounds";
2234                         goto out;
2235                 }
2236         }
2237
2238         if (tnum_subreg_is_const(reg->var_off)) {
2239                 u32 uval32 = tnum_subreg(reg->var_off).value;
2240                 s32 sval32 = (s32)uval32;
2241
2242                 if (reg->u32_min_value != uval32 || reg->u32_max_value != uval32 ||
2243                     reg->s32_min_value != sval32 || reg->s32_max_value != sval32) {
2244                         msg = "const subreg tnum out of sync with range bounds";
2245                         goto out;
2246                 }
2247         }
2248
2249         return 0;
2250 out:
2251         verbose(env, "REG INVARIANTS VIOLATION (%s): %s u64=[%#llx, %#llx] "
2252                 "s64=[%#llx, %#llx] u32=[%#x, %#x] s32=[%#x, %#x] var_off=(%#llx, %#llx)\n",
2253                 ctx, msg, reg->umin_value, reg->umax_value,
2254                 reg->smin_value, reg->smax_value,
2255                 reg->u32_min_value, reg->u32_max_value,
2256                 reg->s32_min_value, reg->s32_max_value,
2257                 reg->var_off.value, reg->var_off.mask);
2258         if (env->test_reg_invariants)
2259                 return -EFAULT;
2260         __mark_reg_unbounded(reg);
2261         return 0;
2262 }
2263
2264 static bool __reg32_bound_s64(s32 a)
2265 {
2266         return a >= 0 && a <= S32_MAX;
2267 }
2268
2269 static void __reg_assign_32_into_64(struct bpf_reg_state *reg)
2270 {
2271         reg->umin_value = reg->u32_min_value;
2272         reg->umax_value = reg->u32_max_value;
2273
2274         /* Attempt to pull 32-bit signed bounds into 64-bit bounds but must
2275          * be positive otherwise set to worse case bounds and refine later
2276          * from tnum.
2277          */
2278         if (__reg32_bound_s64(reg->s32_min_value) &&
2279             __reg32_bound_s64(reg->s32_max_value)) {
2280                 reg->smin_value = reg->s32_min_value;
2281                 reg->smax_value = reg->s32_max_value;
2282         } else {
2283                 reg->smin_value = 0;
2284                 reg->smax_value = U32_MAX;
2285         }
2286 }
2287
2288 /* Mark a register as having a completely unknown (scalar) value. */
2289 static void __mark_reg_unknown_imprecise(struct bpf_reg_state *reg)
2290 {
2291         /*
2292          * Clear type, off, and union(map_ptr, range) and
2293          * padding between 'type' and union
2294          */
2295         memset(reg, 0, offsetof(struct bpf_reg_state, var_off));
2296         reg->type = SCALAR_VALUE;
2297         reg->id = 0;
2298         reg->ref_obj_id = 0;
2299         reg->var_off = tnum_unknown;
2300         reg->frameno = 0;
2301         reg->precise = false;
2302         __mark_reg_unbounded(reg);
2303 }
2304
2305 /* Mark a register as having a completely unknown (scalar) value,
2306  * initialize .precise as true when not bpf capable.
2307  */
2308 static void __mark_reg_unknown(const struct bpf_verifier_env *env,
2309                                struct bpf_reg_state *reg)
2310 {
2311         __mark_reg_unknown_imprecise(reg);
2312         reg->precise = !env->bpf_capable;
2313 }
2314
2315 static void mark_reg_unknown(struct bpf_verifier_env *env,
2316                              struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
2317 {
2318         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
2319                 verbose(env, "mark_reg_unknown(regs, %u)\n", regno);
2320                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
2321                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
2322                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
2323                 return;
2324         }
2325         __mark_reg_unknown(env, regs + regno);
2326 }
2327
2328 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
2329                                 struct bpf_reg_state *reg)
2330 {
2331         __mark_reg_unknown(env, reg);
2332         reg->type = NOT_INIT;
2333 }
2334
2335 static void mark_reg_not_init(struct bpf_verifier_env *env,
2336                               struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
2337 {
2338         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
2339                 verbose(env, "mark_reg_not_init(regs, %u)\n", regno);
2340                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
2341                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
2342                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
2343                 return;
2344         }
2345         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
2346 }
2347
2348 static void mark_btf_ld_reg(struct bpf_verifier_env *env,
2349                             struct bpf_reg_state *regs, u32 regno,
2350                             enum bpf_reg_type reg_type,
2351                             struct btf *btf, u32 btf_id,
2352                             enum bpf_type_flag flag)
2353 {
2354         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
2355                 mark_reg_unknown(env, regs, regno);
2356                 return;
2357         }
2358         mark_reg_known_zero(env, regs, regno);
2359         regs[regno].type = PTR_TO_BTF_ID | flag;
2360         regs[regno].btf = btf;
2361         regs[regno].btf_id = btf_id;
2362 }
2363
2364 #define DEF_NOT_SUBREG  (0)
2365 static void init_reg_state(struct bpf_verifier_env *env,
2366                            struct bpf_func_state *state)
2367 {
2368         struct bpf_reg_state *regs = state->regs;
2369         int i;
2370
2371         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
2372                 mark_reg_not_init(env, regs, i);
2373                 regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
2374                 regs[i].parent = NULL;
2375                 regs[i].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
2376         }
2377
2378         /* frame pointer */
2379         regs[BPF_REG_FP].type = PTR_TO_STACK;
2380         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_FP);
2381         regs[BPF_REG_FP].frameno = state->frameno;
2382 }
2383
2384 static struct bpf_retval_range retval_range(s32 minval, s32 maxval)
2385 {
2386         return (struct bpf_retval_range){ minval, maxval };
2387 }
2388
2389 #define BPF_MAIN_FUNC (-1)
2390 static void init_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
2391                             struct bpf_func_state *state,
2392                             int callsite, int frameno, int subprogno)
2393 {
2394         state->callsite = callsite;
2395         state->frameno = frameno;
2396         state->subprogno = subprogno;
2397         state->callback_ret_range = retval_range(0, 0);
2398         init_reg_state(env, state);
2399         mark_verifier_state_scratched(env);
2400 }
2401
2402 /* Similar to push_stack(), but for async callbacks */
2403 static struct bpf_verifier_state *push_async_cb(struct bpf_verifier_env *env,
2404                                                 int insn_idx, int prev_insn_idx,
2405                                                 int subprog)
2406 {
2407         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
2408         struct bpf_func_state *frame;
2409
2410         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
2411         if (!elem)
2412                 goto err;
2413
2414         elem->insn_idx = insn_idx;
2415         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
2416         elem->next = env->head;
2417         elem->log_pos = env->log.end_pos;
2418         env->head = elem;
2419         env->stack_size++;
2420         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ) {
2421                 verbose(env,
2422                         "The sequence of %d jumps is too complex for async cb.\n",
2423                         env->stack_size);
2424                 goto err;
2425         }
2426         /* Unlike push_stack() do not copy_verifier_state().
2427          * The caller state doesn't matter.
2428          * This is async callback. It starts in a fresh stack.
2429          * Initialize it similar to do_check_common().
2430          */
2431         elem->st.branches = 1;
2432         frame = kzalloc(sizeof(*frame), GFP_KERNEL);
2433         if (!frame)
2434                 goto err;
2435         init_func_state(env, frame,
2436                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
2437                         0 /* frameno within this callchain */,
2438                         subprog /* subprog number within this prog */);
2439         elem->st.frame[0] = frame;
2440         return &elem->st;
2441 err:
2442         free_verifier_state(env->cur_state, true);
2443         env->cur_state = NULL;
2444         /* pop all elements and return */
2445         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
2446         return NULL;
2447 }
2448
2449
2450 enum reg_arg_type {
2451         SRC_OP,         /* register is used as source operand */
2452         DST_OP,         /* register is used as destination operand */
2453         DST_OP_NO_MARK  /* same as above, check only, don't mark */
2454 };
2455
2456 static int cmp_subprogs(const void *a, const void *b)
2457 {
2458         return ((struct bpf_subprog_info *)a)->start -
2459                ((struct bpf_subprog_info *)b)->start;
2460 }
2461
2462 static int find_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
2463 {
2464         struct bpf_subprog_info *p;
2465
2466         p = bsearch(&off, env->subprog_info, env->subprog_cnt,
2467                     sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs);
2468         if (!p)
2469                 return -ENOENT;
2470         return p - env->subprog_info;
2471
2472 }
2473
2474 static int add_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
2475 {
2476         int insn_cnt = env->prog->len;
2477         int ret;
2478
2479         if (off >= insn_cnt || off < 0) {
2480                 verbose(env, "call to invalid destination\n");
2481                 return -EINVAL;
2482         }
2483         ret = find_subprog(env, off);
2484         if (ret >= 0)
2485                 return ret;
2486         if (env->subprog_cnt >= BPF_MAX_SUBPROGS) {
2487                 verbose(env, "too many subprograms\n");
2488                 return -E2BIG;
2489         }
2490         /* determine subprog starts. The end is one before the next starts */
2491         env->subprog_info[env->subprog_cnt++].start = off;
2492         sort(env->subprog_info, env->subprog_cnt,
2493              sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs, NULL);
2494         return env->subprog_cnt - 1;
2495 }
2496
2497 static int bpf_find_exception_callback_insn_off(struct bpf_verifier_env *env)
2498 {
2499         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
2500         struct btf *btf = aux->btf;
2501         const struct btf_type *t;
2502         u32 main_btf_id, id;
2503         const char *name;
2504         int ret, i;
2505
2506         /* Non-zero func_info_cnt implies valid btf */
2507         if (!aux->func_info_cnt)
2508                 return 0;
2509         main_btf_id = aux->func_info[0].type_id;
2510
2511         t = btf_type_by_id(btf, main_btf_id);
2512         if (!t) {
2513                 verbose(env, "invalid btf id for main subprog in func_info\n");
2514                 return -EINVAL;
2515         }
2516
2517         name = btf_find_decl_tag_value(btf, t, -1, "exception_callback:");
2518         if (IS_ERR(name)) {
2519                 ret = PTR_ERR(name);
2520                 /* If there is no tag present, there is no exception callback */
2521                 if (ret == -ENOENT)
2522                         ret = 0;
2523                 else if (ret == -EEXIST)
2524                         verbose(env, "multiple exception callback tags for main subprog\n");
2525                 return ret;
2526         }
2527
2528         ret = btf_find_by_name_kind(btf, name, BTF_KIND_FUNC);
2529         if (ret < 0) {
2530                 verbose(env, "exception callback '%s' could not be found in BTF\n", name);
2531                 return ret;
2532         }
2533         id = ret;
2534         t = btf_type_by_id(btf, id);
2535         if (btf_func_linkage(t) != BTF_FUNC_GLOBAL) {
2536                 verbose(env, "exception callback '%s' must have global linkage\n", name);
2537                 return -EINVAL;
2538         }
2539         ret = 0;
2540         for (i = 0; i < aux->func_info_cnt; i++) {
2541                 if (aux->func_info[i].type_id != id)
2542                         continue;
2543                 ret = aux->func_info[i].insn_off;
2544                 /* Further func_info and subprog checks will also happen
2545                  * later, so assume this is the right insn_off for now.
2546                  */
2547                 if (!ret) {
2548                         verbose(env, "invalid exception callback insn_off in func_info: 0\n");
2549                         ret = -EINVAL;
2550                 }
2551         }
2552         if (!ret) {
2553                 verbose(env, "exception callback type id not found in func_info\n");
2554                 ret = -EINVAL;
2555         }
2556         return ret;
2557 }
2558
2559 #define MAX_KFUNC_DESCS 256
2560 #define MAX_KFUNC_BTFS  256
2561
2562 struct bpf_kfunc_desc {
2563         struct btf_func_model func_model;
2564         u32 func_id;
2565         s32 imm;
2566         u16 offset;
2567         unsigned long addr;
2568 };
2569
2570 struct bpf_kfunc_btf {
2571         struct btf *btf;
2572         struct module *module;
2573         u16 offset;
2574 };
2575
2576 struct bpf_kfunc_desc_tab {
2577         /* Sorted by func_id (BTF ID) and offset (fd_array offset) during
2578          * verification. JITs do lookups by bpf_insn, where func_id may not be
2579          * available, therefore at the end of verification do_misc_fixups()
2580          * sorts this by imm and offset.
2581          */
2582         struct bpf_kfunc_desc descs[MAX_KFUNC_DESCS];
2583         u32 nr_descs;
2584 };
2585
2586 struct bpf_kfunc_btf_tab {
2587         struct bpf_kfunc_btf descs[MAX_KFUNC_BTFS];
2588         u32 nr_descs;
2589 };
2590
2591 static int kfunc_desc_cmp_by_id_off(const void *a, const void *b)
2592 {
2593         const struct bpf_kfunc_desc *d0 = a;
2594         const struct bpf_kfunc_desc *d1 = b;
2595
2596         /* func_id is not greater than BTF_MAX_TYPE */
2597         return d0->func_id - d1->func_id ?: d0->offset - d1->offset;
2598 }
2599
2600 static int kfunc_btf_cmp_by_off(const void *a, const void *b)
2601 {
2602         const struct bpf_kfunc_btf *d0 = a;
2603         const struct bpf_kfunc_btf *d1 = b;
2604
2605         return d0->offset - d1->offset;
2606 }
2607
2608 static const struct bpf_kfunc_desc *
2609 find_kfunc_desc(const struct bpf_prog *prog, u32 func_id, u16 offset)
2610 {
2611         struct bpf_kfunc_desc desc = {
2612                 .func_id = func_id,
2613                 .offset = offset,
2614         };
2615         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2616
2617         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2618         return bsearch(&desc, tab->descs, tab->nr_descs,
2619                        sizeof(tab->descs[0]), kfunc_desc_cmp_by_id_off);
2620 }
2621
2622 int bpf_get_kfunc_addr(const struct bpf_prog *prog, u32 func_id,
2623                        u16 btf_fd_idx, u8 **func_addr)
2624 {
2625         const struct bpf_kfunc_desc *desc;
2626
2627         desc = find_kfunc_desc(prog, func_id, btf_fd_idx);
2628         if (!desc)
2629                 return -EFAULT;
2630
2631         *func_addr = (u8 *)desc->addr;
2632         return 0;
2633 }
2634
2635 static struct btf *__find_kfunc_desc_btf(struct bpf_verifier_env *env,
2636                                          s16 offset)
2637 {
2638         struct bpf_kfunc_btf kf_btf = { .offset = offset };
2639         struct bpf_kfunc_btf_tab *tab;
2640         struct bpf_kfunc_btf *b;
2641         struct module *mod;
2642         struct btf *btf;
2643         int btf_fd;
2644
2645         tab = env->prog->aux->kfunc_btf_tab;
2646         b = bsearch(&kf_btf, tab->descs, tab->nr_descs,
2647                     sizeof(tab->descs[0]), kfunc_btf_cmp_by_off);
2648         if (!b) {
2649                 if (tab->nr_descs == MAX_KFUNC_BTFS) {
2650                         verbose(env, "too many different module BTFs\n");
2651                         return ERR_PTR(-E2BIG);
2652                 }
2653
2654                 if (bpfptr_is_null(env->fd_array)) {
2655                         verbose(env, "kfunc offset > 0 without fd_array is invalid\n");
2656                         return ERR_PTR(-EPROTO);
2657                 }
2658
2659                 if (copy_from_bpfptr_offset(&btf_fd, env->fd_array,
2660                                             offset * sizeof(btf_fd),
2661                                             sizeof(btf_fd)))
2662                         return ERR_PTR(-EFAULT);
2663
2664                 btf = btf_get_by_fd(btf_fd);
2665                 if (IS_ERR(btf)) {
2666                         verbose(env, "invalid module BTF fd specified\n");
2667                         return btf;
2668                 }
2669
2670                 if (!btf_is_module(btf)) {
2671                         verbose(env, "BTF fd for kfunc is not a module BTF\n");
2672                         btf_put(btf);
2673                         return ERR_PTR(-EINVAL);
2674                 }
2675
2676                 mod = btf_try_get_module(btf);
2677                 if (!mod) {
2678                         btf_put(btf);
2679                         return ERR_PTR(-ENXIO);
2680                 }
2681
2682                 b = &tab->descs[tab->nr_descs++];
2683                 b->btf = btf;
2684                 b->module = mod;
2685                 b->offset = offset;
2686
2687                 sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2688                      kfunc_btf_cmp_by_off, NULL);
2689         }
2690         return b->btf;
2691 }
2692
2693 void bpf_free_kfunc_btf_tab(struct bpf_kfunc_btf_tab *tab)
2694 {
2695         if (!tab)
2696                 return;
2697
2698         while (tab->nr_descs--) {
2699                 module_put(tab->descs[tab->nr_descs].module);
2700                 btf_put(tab->descs[tab->nr_descs].btf);
2701         }
2702         kfree(tab);
2703 }
2704
2705 static struct btf *find_kfunc_desc_btf(struct bpf_verifier_env *env, s16 offset)
2706 {
2707         if (offset) {
2708                 if (offset < 0) {
2709                         /* In the future, this can be allowed to increase limit
2710                          * of fd index into fd_array, interpreted as u16.
2711                          */
2712                         verbose(env, "negative offset disallowed for kernel module function call\n");
2713                         return ERR_PTR(-EINVAL);
2714                 }
2715
2716                 return __find_kfunc_desc_btf(env, offset);
2717         }
2718         return btf_vmlinux ?: ERR_PTR(-ENOENT);
2719 }
2720
2721 static int add_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, u32 func_id, s16 offset)
2722 {
2723         const struct btf_type *func, *func_proto;
2724         struct bpf_kfunc_btf_tab *btf_tab;
2725         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2726         struct bpf_prog_aux *prog_aux;
2727         struct bpf_kfunc_desc *desc;
2728         const char *func_name;
2729         struct btf *desc_btf;
2730         unsigned long call_imm;
2731         unsigned long addr;
2732         int err;
2733
2734         prog_aux = env->prog->aux;
2735         tab = prog_aux->kfunc_tab;
2736         btf_tab = prog_aux->kfunc_btf_tab;
2737         if (!tab) {
2738                 if (!btf_vmlinux) {
2739                         verbose(env, "calling kernel function is not supported without CONFIG_DEBUG_INFO_BTF\n");
2740                         return -ENOTSUPP;
2741                 }
2742
2743                 if (!env->prog->jit_requested) {
2744                         verbose(env, "JIT is required for calling kernel function\n");
2745                         return -ENOTSUPP;
2746                 }
2747
2748                 if (!bpf_jit_supports_kfunc_call()) {
2749                         verbose(env, "JIT does not support calling kernel function\n");
2750                         return -ENOTSUPP;
2751                 }
2752
2753                 if (!env->prog->gpl_compatible) {
2754                         verbose(env, "cannot call kernel function from non-GPL compatible program\n");
2755                         return -EINVAL;
2756                 }
2757
2758                 tab = kzalloc(sizeof(*tab), GFP_KERNEL);
2759                 if (!tab)
2760                         return -ENOMEM;
2761                 prog_aux->kfunc_tab = tab;
2762         }
2763
2764         /* func_id == 0 is always invalid, but instead of returning an error, be
2765          * conservative and wait until the code elimination pass before returning
2766          * error, so that invalid calls that get pruned out can be in BPF programs
2767          * loaded from userspace.  It is also required that offset be untouched
2768          * for such calls.
2769          */
2770         if (!func_id && !offset)
2771                 return 0;
2772
2773         if (!btf_tab && offset) {
2774                 btf_tab = kzalloc(sizeof(*btf_tab), GFP_KERNEL);
2775                 if (!btf_tab)
2776                         return -ENOMEM;
2777                 prog_aux->kfunc_btf_tab = btf_tab;
2778         }
2779
2780         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(env, offset);
2781         if (IS_ERR(desc_btf)) {
2782                 verbose(env, "failed to find BTF for kernel function\n");
2783                 return PTR_ERR(desc_btf);
2784         }
2785
2786         if (find_kfunc_desc(env->prog, func_id, offset))
2787                 return 0;
2788
2789         if (tab->nr_descs == MAX_KFUNC_DESCS) {
2790                 verbose(env, "too many different kernel function calls\n");
2791                 return -E2BIG;
2792         }
2793
2794         func = btf_type_by_id(desc_btf, func_id);
2795         if (!func || !btf_type_is_func(func)) {
2796                 verbose(env, "kernel btf_id %u is not a function\n",
2797                         func_id);
2798                 return -EINVAL;
2799         }
2800         func_proto = btf_type_by_id(desc_btf, func->type);
2801         if (!func_proto || !btf_type_is_func_proto(func_proto)) {
2802                 verbose(env, "kernel function btf_id %u does not have a valid func_proto\n",
2803                         func_id);
2804                 return -EINVAL;
2805         }
2806
2807         func_name = btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
2808         addr = kallsyms_lookup_name(func_name);
2809         if (!addr) {
2810                 verbose(env, "cannot find address for kernel function %s\n",
2811                         func_name);
2812                 return -EINVAL;
2813         }
2814         specialize_kfunc(env, func_id, offset, &addr);
2815
2816         if (bpf_jit_supports_far_kfunc_call()) {
2817                 call_imm = func_id;
2818         } else {
2819                 call_imm = BPF_CALL_IMM(addr);
2820                 /* Check whether the relative offset overflows desc->imm */
2821                 if ((unsigned long)(s32)call_imm != call_imm) {
2822                         verbose(env, "address of kernel function %s is out of range\n",
2823                                 func_name);
2824                         return -EINVAL;
2825                 }
2826         }
2827
2828         if (bpf_dev_bound_kfunc_id(func_id)) {
2829                 err = bpf_dev_bound_kfunc_check(&env->log, prog_aux);
2830                 if (err)
2831                         return err;
2832         }
2833
2834         desc = &tab->descs[tab->nr_descs++];
2835         desc->func_id = func_id;
2836         desc->imm = call_imm;
2837         desc->offset = offset;
2838         desc->addr = addr;
2839         err = btf_distill_func_proto(&env->log, desc_btf,
2840                                      func_proto, func_name,
2841                                      &desc->func_model);
2842         if (!err)
2843                 sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2844                      kfunc_desc_cmp_by_id_off, NULL);
2845         return err;
2846 }
2847
2848 static int kfunc_desc_cmp_by_imm_off(const void *a, const void *b)
2849 {
2850         const struct bpf_kfunc_desc *d0 = a;
2851         const struct bpf_kfunc_desc *d1 = b;
2852
2853         if (d0->imm != d1->imm)
2854                 return d0->imm < d1->imm ? -1 : 1;
2855         if (d0->offset != d1->offset)
2856                 return d0->offset < d1->offset ? -1 : 1;
2857         return 0;
2858 }
2859
2860 static void sort_kfunc_descs_by_imm_off(struct bpf_prog *prog)
2861 {
2862         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2863
2864         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2865         if (!tab)
2866                 return;
2867
2868         sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2869              kfunc_desc_cmp_by_imm_off, NULL);
2870 }
2871
2872 bool bpf_prog_has_kfunc_call(const struct bpf_prog *prog)
2873 {
2874         return !!prog->aux->kfunc_tab;
2875 }
2876
2877 const struct btf_func_model *
2878 bpf_jit_find_kfunc_model(const struct bpf_prog *prog,
2879                          const struct bpf_insn *insn)
2880 {
2881         const struct bpf_kfunc_desc desc = {
2882                 .imm = insn->imm,
2883                 .offset = insn->off,
2884         };
2885         const struct bpf_kfunc_desc *res;
2886         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2887
2888         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2889         res = bsearch(&desc, tab->descs, tab->nr_descs,
2890                       sizeof(tab->descs[0]), kfunc_desc_cmp_by_imm_off);
2891
2892         return res ? &res->func_model : NULL;
2893 }
2894
2895 static int add_subprog_and_kfunc(struct bpf_verifier_env *env)
2896 {
2897         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
2898         int i, ret, insn_cnt = env->prog->len, ex_cb_insn;
2899         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
2900
2901         /* Add entry function. */
2902         ret = add_subprog(env, 0);
2903         if (ret)
2904                 return ret;
2905
2906         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
2907                 if (!bpf_pseudo_func(insn) && !bpf_pseudo_call(insn) &&
2908                     !bpf_pseudo_kfunc_call(insn))
2909                         continue;
2910
2911                 if (!env->bpf_capable) {
2912                         verbose(env, "loading/calling other bpf or kernel functions are allowed for CAP_BPF and CAP_SYS_ADMIN\n");
2913                         return -EPERM;
2914                 }
2915
2916                 if (bpf_pseudo_func(insn) || bpf_pseudo_call(insn))
2917                         ret = add_subprog(env, i + insn->imm + 1);
2918                 else
2919                         ret = add_kfunc_call(env, insn->imm, insn->off);
2920
2921                 if (ret < 0)
2922                         return ret;
2923         }
2924
2925         ret = bpf_find_exception_callback_insn_off(env);
2926         if (ret < 0)
2927                 return ret;
2928         ex_cb_insn = ret;
2929
2930         /* If ex_cb_insn > 0, this means that the main program has a subprog
2931          * marked using BTF decl tag to serve as the exception callback.
2932          */
2933         if (ex_cb_insn) {
2934                 ret = add_subprog(env, ex_cb_insn);
2935                 if (ret < 0)
2936                         return ret;
2937                 for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
2938                         if (env->subprog_info[i].start != ex_cb_insn)
2939                                 continue;
2940                         env->exception_callback_subprog = i;
2941                         mark_subprog_exc_cb(env, i);
2942                         break;
2943                 }
2944         }
2945
2946         /* Add a fake 'exit' subprog which could simplify subprog iteration
2947          * logic. 'subprog_cnt' should not be increased.
2948          */
2949         subprog[env->subprog_cnt].start = insn_cnt;
2950
2951         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
2952                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
2953                         verbose(env, "func#%d @%d\n", i, subprog[i].start);
2954
2955         return 0;
2956 }
2957
2958 static int check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
2959 {
2960         int i, subprog_start, subprog_end, off, cur_subprog = 0;
2961         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
2962         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
2963         int insn_cnt = env->prog->len;
2964
2965         /* now check that all jumps are within the same subprog */
2966         subprog_start = subprog[cur_subprog].start;
2967         subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
2968         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
2969                 u8 code = insn[i].code;
2970
2971                 if (code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
2972                     insn[i].src_reg == 0 &&
2973                     insn[i].imm == BPF_FUNC_tail_call)
2974                         subprog[cur_subprog].has_tail_call = true;
2975                 if (BPF_CLASS(code) == BPF_LD &&
2976                     (BPF_MODE(code) == BPF_ABS || BPF_MODE(code) == BPF_IND))
2977                         subprog[cur_subprog].has_ld_abs = true;
2978                 if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP && BPF_CLASS(code) != BPF_JMP32)
2979                         goto next;
2980                 if (BPF_OP(code) == BPF_EXIT || BPF_OP(code) == BPF_CALL)
2981                         goto next;
2982                 if (code == (BPF_JMP32 | BPF_JA))
2983                         off = i + insn[i].imm + 1;
2984                 else
2985                         off = i + insn[i].off + 1;
2986                 if (off < subprog_start || off >= subprog_end) {
2987                         verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", i, off);
2988                         return -EINVAL;
2989                 }
2990 next:
2991                 if (i == subprog_end - 1) {
2992                         /* to avoid fall-through from one subprog into another
2993                          * the last insn of the subprog should be either exit
2994                          * or unconditional jump back or bpf_throw call
2995                          */
2996                         if (code != (BPF_JMP | BPF_EXIT) &&
2997                             code != (BPF_JMP32 | BPF_JA) &&
2998                             code != (BPF_JMP | BPF_JA)) {
2999                                 verbose(env, "last insn is not an exit or jmp\n");
3000                                 return -EINVAL;
3001                         }
3002                         subprog_start = subprog_end;
3003                         cur_subprog++;
3004                         if (cur_subprog < env->subprog_cnt)
3005                                 subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
3006                 }
3007         }
3008         return 0;
3009 }
3010
3011 /* Parentage chain of this register (or stack slot) should take care of all
3012  * issues like callee-saved registers, stack slot allocation time, etc.
3013  */
3014 static int mark_reg_read(struct bpf_verifier_env *env,
3015                          const struct bpf_reg_state *state,
3016                          struct bpf_reg_state *parent, u8 flag)
3017 {
3018         bool writes = parent == state->parent; /* Observe write marks */
3019         int cnt = 0;
3020
3021         while (parent) {
3022                 /* if read wasn't screened by an earlier write ... */
3023                 if (writes && state->live & REG_LIVE_WRITTEN)
3024                         break;
3025                 if (parent->live & REG_LIVE_DONE) {
3026                         verbose(env, "verifier BUG type %s var_off %lld off %d\n",
3027                                 reg_type_str(env, parent->type),
3028                                 parent->var_off.value, parent->off);
3029                         return -EFAULT;
3030                 }
3031                 /* The first condition is more likely to be true than the
3032                  * second, checked it first.
3033                  */
3034                 if ((parent->live & REG_LIVE_READ) == flag ||
3035                     parent->live & REG_LIVE_READ64)
3036                         /* The parentage chain never changes and
3037                          * this parent was already marked as LIVE_READ.
3038                          * There is no need to keep walking the chain again and
3039                          * keep re-marking all parents as LIVE_READ.
3040                          * This case happens when the same register is read
3041                          * multiple times without writes into it in-between.
3042                          * Also, if parent has the stronger REG_LIVE_READ64 set,
3043                          * then no need to set the weak REG_LIVE_READ32.
3044                          */
3045                         break;
3046                 /* ... then we depend on parent's value */
3047                 parent->live |= flag;
3048                 /* REG_LIVE_READ64 overrides REG_LIVE_READ32. */
3049                 if (flag == REG_LIVE_READ64)
3050                         parent->live &= ~REG_LIVE_READ32;
3051                 state = parent;
3052                 parent = state->parent;
3053                 writes = true;
3054                 cnt++;
3055         }
3056
3057         if (env->longest_mark_read_walk < cnt)
3058                 env->longest_mark_read_walk = cnt;
3059         return 0;
3060 }
3061
3062 static int mark_dynptr_read(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
3063 {
3064         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
3065         int spi, ret;
3066
3067         /* For CONST_PTR_TO_DYNPTR, it must have already been done by
3068          * check_reg_arg in check_helper_call and mark_btf_func_reg_size in
3069          * check_kfunc_call.
3070          */
3071         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
3072                 return 0;
3073         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
3074         if (spi < 0)
3075                 return spi;
3076         /* Caller ensures dynptr is valid and initialized, which means spi is in
3077          * bounds and spi is the first dynptr slot. Simply mark stack slot as
3078          * read.
3079          */
3080         ret = mark_reg_read(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
3081                             state->stack[spi].spilled_ptr.parent, REG_LIVE_READ64);
3082         if (ret)
3083                 return ret;
3084         return mark_reg_read(env, &state->stack[spi - 1].spilled_ptr,
3085                              state->stack[spi - 1].spilled_ptr.parent, REG_LIVE_READ64);
3086 }
3087
3088 static int mark_iter_read(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
3089                           int spi, int nr_slots)
3090 {
3091         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
3092         int err, i;
3093
3094         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
3095                 struct bpf_reg_state *st = &state->stack[spi - i].spilled_ptr;
3096
3097                 err = mark_reg_read(env, st, st->parent, REG_LIVE_READ64);
3098                 if (err)
3099                         return err;
3100
3101                 mark_stack_slot_scratched(env, spi - i);
3102         }
3103
3104         return 0;
3105 }
3106
3107 /* This function is supposed to be used by the following 32-bit optimization
3108  * code only. It returns TRUE if the source or destination register operates
3109  * on 64-bit, otherwise return FALSE.
3110  */
3111 static bool is_reg64(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
3112                      u32 regno, struct bpf_reg_state *reg, enum reg_arg_type t)
3113 {
3114         u8 code, class, op;
3115
3116         code = insn->code;
3117         class = BPF_CLASS(code);
3118         op = BPF_OP(code);
3119         if (class == BPF_JMP) {
3120                 /* BPF_EXIT for "main" will reach here. Return TRUE
3121                  * conservatively.
3122                  */
3123                 if (op == BPF_EXIT)
3124                         return true;
3125                 if (op == BPF_CALL) {
3126                         /* BPF to BPF call will reach here because of marking
3127                          * caller saved clobber with DST_OP_NO_MARK for which we
3128                          * don't care the register def because they are anyway
3129                          * marked as NOT_INIT already.
3130                          */
3131                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
3132                                 return false;
3133                         /* Helper call will reach here because of arg type
3134                          * check, conservatively return TRUE.
3135                          */
3136                         if (t == SRC_OP)
3137                                 return true;
3138
3139                         return false;
3140                 }
3141         }
3142
3143         if (class == BPF_ALU64 && op == BPF_END && (insn->imm == 16 || insn->imm == 32))
3144                 return false;
3145
3146         if (class == BPF_ALU64 || class == BPF_JMP ||
3147             (class == BPF_ALU && op == BPF_END && insn->imm == 64))
3148                 return true;
3149
3150         if (class == BPF_ALU || class == BPF_JMP32)
3151                 return false;
3152
3153         if (class == BPF_LDX) {
3154                 if (t != SRC_OP)
3155                         return BPF_SIZE(code) == BPF_DW || BPF_MODE(code) == BPF_MEMSX;
3156                 /* LDX source must be ptr. */
3157                 return true;
3158         }
3159
3160         if (class == BPF_STX) {
3161                 /* BPF_STX (including atomic variants) has multiple source
3162                  * operands, one of which is a ptr. Check whether the caller is
3163                  * asking about it.
3164                  */
3165                 if (t == SRC_OP && reg->type != SCALAR_VALUE)
3166                         return true;
3167                 return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
3168         }
3169
3170         if (class == BPF_LD) {
3171                 u8 mode = BPF_MODE(code);
3172
3173                 /* LD_IMM64 */
3174                 if (mode == BPF_IMM)
3175                         return true;
3176
3177                 /* Both LD_IND and LD_ABS return 32-bit data. */
3178                 if (t != SRC_OP)
3179                         return  false;
3180
3181                 /* Implicit ctx ptr. */
3182                 if (regno == BPF_REG_6)
3183                         return true;
3184
3185                 /* Explicit source could be any width. */
3186                 return true;
3187         }
3188
3189         if (class == BPF_ST)
3190                 /* The only source register for BPF_ST is a ptr. */
3191                 return true;
3192
3193         /* Conservatively return true at default. */
3194         return true;
3195 }
3196
3197 /* Return the regno defined by the insn, or -1. */
3198 static int insn_def_regno(const struct bpf_insn *insn)
3199 {
3200         switch (BPF_CLASS(insn->code)) {
3201         case BPF_JMP:
3202         case BPF_JMP32:
3203         case BPF_ST:
3204                 return -1;
3205         case BPF_STX:
3206                 if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC &&
3207                     (insn->imm & BPF_FETCH)) {
3208                         if (insn->imm == BPF_CMPXCHG)
3209                                 return BPF_REG_0;
3210                         else
3211                                 return insn->src_reg;
3212                 } else {
3213                         return -1;
3214                 }
3215         default:
3216                 return insn->dst_reg;
3217         }
3218 }
3219
3220 /* Return TRUE if INSN has defined any 32-bit value explicitly. */
3221 static bool insn_has_def32(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
3222 {
3223         int dst_reg = insn_def_regno(insn);
3224
3225         if (dst_reg == -1)
3226                 return false;
3227
3228         return !is_reg64(env, insn, dst_reg, NULL, DST_OP);
3229 }
3230
3231 static void mark_insn_zext(struct bpf_verifier_env *env,
3232                            struct bpf_reg_state *reg)
3233 {
3234         s32 def_idx = reg->subreg_def;
3235
3236         if (def_idx == DEF_NOT_SUBREG)
3237                 return;
3238
3239         env->insn_aux_data[def_idx - 1].zext_dst = true;
3240         /* The dst will be zero extended, so won't be sub-register anymore. */
3241         reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
3242 }
3243
3244 static int __check_reg_arg(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *regs, u32 regno,
3245                            enum reg_arg_type t)
3246 {
3247         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + env->insn_idx;
3248         struct bpf_reg_state *reg;
3249         bool rw64;
3250
3251         if (regno >= MAX_BPF_REG) {
3252                 verbose(env, "R%d is invalid\n", regno);
3253                 return -EINVAL;
3254         }
3255
3256         mark_reg_scratched(env, regno);
3257
3258         reg = &regs[regno];
3259         rw64 = is_reg64(env, insn, regno, reg, t);
3260         if (t == SRC_OP) {
3261                 /* check whether register used as source operand can be read */
3262                 if (reg->type == NOT_INIT) {
3263                         verbose(env, "R%d !read_ok\n", regno);
3264                         return -EACCES;
3265                 }
3266                 /* We don't need to worry about FP liveness because it's read-only */
3267                 if (regno == BPF_REG_FP)
3268                         return 0;
3269
3270                 if (rw64)
3271                         mark_insn_zext(env, reg);
3272
3273                 return mark_reg_read(env, reg, reg->parent,
3274                                      rw64 ? REG_LIVE_READ64 : REG_LIVE_READ32);
3275         } else {
3276                 /* check whether register used as dest operand can be written to */
3277                 if (regno == BPF_REG_FP) {
3278                         verbose(env, "frame pointer is read only\n");
3279                         return -EACCES;
3280                 }
3281                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
3282                 reg->subreg_def = rw64 ? DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
3283                 if (t == DST_OP)
3284                         mark_reg_unknown(env, regs, regno);
3285         }
3286         return 0;
3287 }
3288
3289 static int check_reg_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
3290                          enum reg_arg_type t)
3291 {
3292         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
3293         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
3294
3295         return __check_reg_arg(env, state->regs, regno, t);
3296 }
3297
3298 static int insn_stack_access_flags(int frameno, int spi)
3299 {
3300         return INSN_F_STACK_ACCESS | (spi << INSN_F_SPI_SHIFT) | frameno;
3301 }
3302
3303 static int insn_stack_access_spi(int insn_flags)
3304 {
3305         return (insn_flags >> INSN_F_SPI_SHIFT) & INSN_F_SPI_MASK;
3306 }
3307
3308 static int insn_stack_access_frameno(int insn_flags)
3309 {
3310         return insn_flags & INSN_F_FRAMENO_MASK;
3311 }
3312
3313 static void mark_jmp_point(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
3314 {
3315         env->insn_aux_data[idx].jmp_point = true;
3316 }
3317
3318 static bool is_jmp_point(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
3319 {
3320         return env->insn_aux_data[insn_idx].jmp_point;
3321 }
3322
3323 /* for any branch, call, exit record the history of jmps in the given state */
3324 static int push_jmp_history(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *cur,
3325                             int insn_flags)
3326 {
3327         u32 cnt = cur->jmp_history_cnt;
3328         struct bpf_jmp_history_entry *p;
3329         size_t alloc_size;
3330
3331         /* combine instruction flags if we already recorded this instruction */
3332         if (env->cur_hist_ent) {
3333                 /* atomic instructions push insn_flags twice, for READ and
3334                  * WRITE sides, but they should agree on stack slot
3335                  */
3336                 WARN_ONCE((env->cur_hist_ent->flags & insn_flags) &&
3337                           (env->cur_hist_ent->flags & insn_flags) != insn_flags,
3338                           "verifier insn history bug: insn_idx %d cur flags %x new flags %x\n",
3339                           env->insn_idx, env->cur_hist_ent->flags, insn_flags);
3340                 env->cur_hist_ent->flags |= insn_flags;
3341                 return 0;
3342         }
3343
3344         cnt++;
3345         alloc_size = kmalloc_size_roundup(size_mul(cnt, sizeof(*p)));
3346         p = krealloc(cur->jmp_history, alloc_size, GFP_USER);
3347         if (!p)
3348                 return -ENOMEM;
3349         cur->jmp_history = p;
3350
3351         p = &cur->jmp_history[cnt - 1];
3352         p->idx = env->insn_idx;
3353         p->prev_idx = env->prev_insn_idx;
3354         p->flags = insn_flags;
3355         cur->jmp_history_cnt = cnt;
3356         env->cur_hist_ent = p;
3357
3358         return 0;
3359 }
3360
3361 static struct bpf_jmp_history_entry *get_jmp_hist_entry(struct bpf_verifier_state *st,
3362                                                         u32 hist_end, int insn_idx)
3363 {
3364         if (hist_end > 0 && st->jmp_history[hist_end - 1].idx == insn_idx)
3365                 return &st->jmp_history[hist_end - 1];
3366         return NULL;
3367 }
3368
3369 /* Backtrack one insn at a time. If idx is not at the top of recorded
3370  * history then previous instruction came from straight line execution.
3371  * Return -ENOENT if we exhausted all instructions within given state.
3372  *
3373  * It's legal to have a bit of a looping with the same starting and ending
3374  * insn index within the same state, e.g.: 3->4->5->3, so just because current
3375  * instruction index is the same as state's first_idx doesn't mean we are
3376  * done. If there is still some jump history left, we should keep going. We
3377  * need to take into account that we might have a jump history between given
3378  * state's parent and itself, due to checkpointing. In this case, we'll have
3379  * history entry recording a jump from last instruction of parent state and
3380  * first instruction of given state.
3381  */
3382 static int get_prev_insn_idx(struct bpf_verifier_state *st, int i,
3383                              u32 *history)
3384 {
3385         u32 cnt = *history;
3386
3387         if (i == st->first_insn_idx) {
3388                 if (cnt == 0)
3389                         return -ENOENT;
3390                 if (cnt == 1 && st->jmp_history[0].idx == i)
3391                         return -ENOENT;
3392         }
3393
3394         if (cnt && st->jmp_history[cnt - 1].idx == i) {
3395                 i = st->jmp_history[cnt - 1].prev_idx;
3396                 (*history)--;
3397         } else {
3398                 i--;
3399         }
3400         return i;
3401 }
3402
3403 static const char *disasm_kfunc_name(void *data, const struct bpf_insn *insn)
3404 {
3405         const struct btf_type *func;
3406         struct btf *desc_btf;
3407
3408         if (insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL)
3409                 return NULL;
3410
3411         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(data, insn->off);
3412         if (IS_ERR(desc_btf))
3413                 return "<error>";
3414
3415         func = btf_type_by_id(desc_btf, insn->imm);
3416         return btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
3417 }
3418
3419 static inline void bt_init(struct backtrack_state *bt, u32 frame)
3420 {
3421         bt->frame = frame;
3422 }
3423
3424 static inline void bt_reset(struct backtrack_state *bt)
3425 {
3426         struct bpf_verifier_env *env = bt->env;
3427
3428         memset(bt, 0, sizeof(*bt));
3429         bt->env = env;
3430 }
3431
3432 static inline u32 bt_empty(struct backtrack_state *bt)
3433 {
3434         u64 mask = 0;
3435         int i;
3436
3437         for (i = 0; i <= bt->frame; i++)
3438                 mask |= bt->reg_masks[i] | bt->stack_masks[i];
3439
3440         return mask == 0;
3441 }
3442
3443 static inline int bt_subprog_enter(struct backtrack_state *bt)
3444 {
3445         if (bt->frame == MAX_CALL_FRAMES - 1) {
3446                 verbose(bt->env, "BUG subprog enter from frame %d\n", bt->frame);
3447                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3448                 return -EFAULT;
3449         }
3450         bt->frame++;
3451         return 0;
3452 }
3453
3454 static inline int bt_subprog_exit(struct backtrack_state *bt)
3455 {
3456         if (bt->frame == 0) {
3457                 verbose(bt->env, "BUG subprog exit from frame 0\n");
3458                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3459                 return -EFAULT;
3460         }
3461         bt->frame--;
3462         return 0;
3463 }
3464
3465 static inline void bt_set_frame_reg(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 reg)
3466 {
3467         bt->reg_masks[frame] |= 1 << reg;
3468 }
3469
3470 static inline void bt_clear_frame_reg(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 reg)
3471 {
3472         bt->reg_masks[frame] &= ~(1 << reg);
3473 }
3474
3475 static inline void bt_set_reg(struct backtrack_state *bt, u32 reg)
3476 {
3477         bt_set_frame_reg(bt, bt->frame, reg);
3478 }
3479
3480 static inline void bt_clear_reg(struct backtrack_state *bt, u32 reg)
3481 {
3482         bt_clear_frame_reg(bt, bt->frame, reg);
3483 }
3484
3485 static inline void bt_set_frame_slot(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 slot)
3486 {
3487         bt->stack_masks[frame] |= 1ull << slot;
3488 }
3489
3490 static inline void bt_clear_frame_slot(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 slot)
3491 {
3492         bt->stack_masks[frame] &= ~(1ull << slot);
3493 }
3494
3495 static inline u32 bt_frame_reg_mask(struct backtrack_state *bt, u32 frame)
3496 {
3497         return bt->reg_masks[frame];
3498 }
3499
3500 static inline u32 bt_reg_mask(struct backtrack_state *bt)
3501 {
3502         return bt->reg_masks[bt->frame];
3503 }
3504
3505 static inline u64 bt_frame_stack_mask(struct backtrack_state *bt, u32 frame)
3506 {
3507         return bt->stack_masks[frame];
3508 }
3509
3510 static inline u64 bt_stack_mask(struct backtrack_state *bt)
3511 {
3512         return bt->stack_masks[bt->frame];
3513 }
3514
3515 static inline bool bt_is_reg_set(struct backtrack_state *bt, u32 reg)
3516 {
3517         return bt->reg_masks[bt->frame] & (1 << reg);
3518 }
3519
3520 static inline bool bt_is_frame_slot_set(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 slot)
3521 {
3522         return bt->stack_masks[frame] & (1ull << slot);
3523 }
3524
3525 /* format registers bitmask, e.g., "r0,r2,r4" for 0x15 mask */
3526 static void fmt_reg_mask(char *buf, ssize_t buf_sz, u32 reg_mask)
3527 {
3528         DECLARE_BITMAP(mask, 64);
3529         bool first = true;
3530         int i, n;
3531
3532         buf[0] = '\0';
3533
3534         bitmap_from_u64(mask, reg_mask);
3535         for_each_set_bit(i, mask, 32) {
3536                 n = snprintf(buf, buf_sz, "%sr%d", first ? "" : ",", i);
3537                 first = false;
3538                 buf += n;
3539                 buf_sz -= n;
3540                 if (buf_sz < 0)
3541                         break;
3542         }
3543 }
3544 /* format stack slots bitmask, e.g., "-8,-24,-40" for 0x15 mask */
3545 static void fmt_stack_mask(char *buf, ssize_t buf_sz, u64 stack_mask)
3546 {
3547         DECLARE_BITMAP(mask, 64);
3548         bool first = true;
3549         int i, n;
3550
3551         buf[0] = '\0';
3552
3553         bitmap_from_u64(mask, stack_mask);
3554         for_each_set_bit(i, mask, 64) {
3555                 n = snprintf(buf, buf_sz, "%s%d", first ? "" : ",", -(i + 1) * 8);
3556                 first = false;
3557                 buf += n;
3558                 buf_sz -= n;
3559                 if (buf_sz < 0)
3560                         break;
3561         }
3562 }
3563
3564 static bool calls_callback(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx);
3565
3566 /* For given verifier state backtrack_insn() is called from the last insn to
3567  * the first insn. Its purpose is to compute a bitmask of registers and
3568  * stack slots that needs precision in the parent verifier state.
3569  *
3570  * @idx is an index of the instruction we are currently processing;
3571  * @subseq_idx is an index of the subsequent instruction that:
3572  *   - *would be* executed next, if jump history is viewed in forward order;
3573  *   - *was* processed previously during backtracking.
3574  */
3575 static int backtrack_insn(struct bpf_verifier_env *env, int idx, int subseq_idx,
3576                           struct bpf_jmp_history_entry *hist, struct backtrack_state *bt)
3577 {
3578         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
3579                 .cb_call        = disasm_kfunc_name,
3580                 .cb_print       = verbose,
3581                 .private_data   = env,
3582         };
3583         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + idx;
3584         u8 class = BPF_CLASS(insn->code);
3585         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
3586         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
3587         u32 dreg = insn->dst_reg;
3588         u32 sreg = insn->src_reg;
3589         u32 spi, i, fr;
3590
3591         if (insn->code == 0)
3592                 return 0;
3593         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3594                 fmt_reg_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN, bt_reg_mask(bt));
3595                 verbose(env, "mark_precise: frame%d: regs=%s ",
3596                         bt->frame, env->tmp_str_buf);
3597                 fmt_stack_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN, bt_stack_mask(bt));
3598                 verbose(env, "stack=%s before ", env->tmp_str_buf);
3599                 verbose(env, "%d: ", idx);
3600                 print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
3601         }
3602
3603         if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
3604                 if (!bt_is_reg_set(bt, dreg))
3605                         return 0;
3606                 if (opcode == BPF_END || opcode == BPF_NEG) {
3607                         /* sreg is reserved and unused
3608                          * dreg still need precision before this insn
3609                          */
3610                         return 0;
3611                 } else if (opcode == BPF_MOV) {
3612                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
3613                                 /* dreg = sreg or dreg = (s8, s16, s32)sreg
3614                                  * dreg needs precision after this insn
3615                                  * sreg needs precision before this insn
3616                                  */
3617                                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3618                                 bt_set_reg(bt, sreg);
3619                         } else {
3620                                 /* dreg = K
3621                                  * dreg needs precision after this insn.
3622                                  * Corresponding register is already marked
3623                                  * as precise=true in this verifier state.
3624                                  * No further markings in parent are necessary
3625                                  */
3626                                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3627                         }
3628                 } else {
3629                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
3630                                 /* dreg += sreg
3631                                  * both dreg and sreg need precision
3632                                  * before this insn
3633                                  */
3634                                 bt_set_reg(bt, sreg);
3635                         } /* else dreg += K
3636                            * dreg still needs precision before this insn
3637                            */
3638                 }
3639         } else if (class == BPF_LDX) {
3640                 if (!bt_is_reg_set(bt, dreg))
3641                         return 0;
3642                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3643
3644                 /* scalars can only be spilled into stack w/o losing precision.
3645                  * Load from any other memory can be zero extended.
3646                  * The desire to keep that precision is already indicated
3647                  * by 'precise' mark in corresponding register of this state.
3648                  * No further tracking necessary.
3649                  */
3650                 if (!hist || !(hist->flags & INSN_F_STACK_ACCESS))
3651                         return 0;
3652                 /* dreg = *(u64 *)[fp - off] was a fill from the stack.
3653                  * that [fp - off] slot contains scalar that needs to be
3654                  * tracked with precision
3655                  */
3656                 spi = insn_stack_access_spi(hist->flags);
3657                 fr = insn_stack_access_frameno(hist->flags);
3658                 bt_set_frame_slot(bt, fr, spi);
3659         } else if (class == BPF_STX || class == BPF_ST) {
3660                 if (bt_is_reg_set(bt, dreg))
3661                         /* stx & st shouldn't be using _scalar_ dst_reg
3662                          * to access memory. It means backtracking
3663                          * encountered a case of pointer subtraction.
3664                          */
3665                         return -ENOTSUPP;
3666                 /* scalars can only be spilled into stack */
3667                 if (!hist || !(hist->flags & INSN_F_STACK_ACCESS))
3668                         return 0;
3669                 spi = insn_stack_access_spi(hist->flags);
3670                 fr = insn_stack_access_frameno(hist->flags);
3671                 if (!bt_is_frame_slot_set(bt, fr, spi))
3672                         return 0;
3673                 bt_clear_frame_slot(bt, fr, spi);
3674                 if (class == BPF_STX)
3675                         bt_set_reg(bt, sreg);
3676         } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
3677                 if (bpf_pseudo_call(insn)) {
3678                         int subprog_insn_idx, subprog;
3679
3680                         subprog_insn_idx = idx + insn->imm + 1;
3681                         subprog = find_subprog(env, subprog_insn_idx);
3682                         if (subprog < 0)
3683                                 return -EFAULT;
3684
3685                         if (subprog_is_global(env, subprog)) {
3686                                 /* check that jump history doesn't have any
3687                                  * extra instructions from subprog; the next
3688                                  * instruction after call to global subprog
3689                                  * should be literally next instruction in
3690                                  * caller program
3691                                  */
3692                                 WARN_ONCE(idx + 1 != subseq_idx, "verifier backtracking bug");
3693                                 /* r1-r5 are invalidated after subprog call,
3694                                  * so for global func call it shouldn't be set
3695                                  * anymore
3696                                  */
3697                                 if (bt_reg_mask(bt) & BPF_REGMASK_ARGS) {
3698                                         verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3699                                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3700                                         return -EFAULT;
3701                                 }
3702                                 /* global subprog always sets R0 */
3703                                 bt_clear_reg(bt, BPF_REG_0);
3704                                 return 0;
3705                         } else {
3706                                 /* static subprog call instruction, which
3707                                  * means that we are exiting current subprog,
3708                                  * so only r1-r5 could be still requested as
3709                                  * precise, r0 and r6-r10 or any stack slot in
3710                                  * the current frame should be zero by now
3711                                  */
3712                                 if (bt_reg_mask(bt) & ~BPF_REGMASK_ARGS) {
3713                                         verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3714                                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3715                                         return -EFAULT;
3716                                 }
3717                                 /* we are now tracking register spills correctly,
3718                                  * so any instance of leftover slots is a bug
3719                                  */
3720                                 if (bt_stack_mask(bt) != 0) {
3721                                         verbose(env, "BUG stack slots %llx\n", bt_stack_mask(bt));
3722                                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug (subprog leftover stack slots)");
3723                                         return -EFAULT;
3724                                 }
3725                                 /* propagate r1-r5 to the caller */
3726                                 for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++) {
3727                                         if (bt_is_reg_set(bt, i)) {
3728                                                 bt_clear_reg(bt, i);
3729                                                 bt_set_frame_reg(bt, bt->frame - 1, i);
3730                                         }
3731                                 }
3732                                 if (bt_subprog_exit(bt))
3733                                         return -EFAULT;
3734                                 return 0;
3735                         }
3736                 } else if (is_sync_callback_calling_insn(insn) && idx != subseq_idx - 1) {
3737                         /* exit from callback subprog to callback-calling helper or
3738                          * kfunc call. Use idx/subseq_idx check to discern it from
3739                          * straight line code backtracking.
3740                          * Unlike the subprog call handling above, we shouldn't
3741                          * propagate precision of r1-r5 (if any requested), as they are
3742                          * not actually arguments passed directly to callback subprogs
3743                          */
3744                         if (bt_reg_mask(bt) & ~BPF_REGMASK_ARGS) {
3745                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3746                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3747                                 return -EFAULT;
3748                         }
3749                         if (bt_stack_mask(bt) != 0) {
3750                                 verbose(env, "BUG stack slots %llx\n", bt_stack_mask(bt));
3751                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug (callback leftover stack slots)");
3752                                 return -EFAULT;
3753                         }
3754                         /* clear r1-r5 in callback subprog's mask */
3755                         for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++)
3756                                 bt_clear_reg(bt, i);
3757                         if (bt_subprog_exit(bt))
3758                                 return -EFAULT;
3759                         return 0;
3760                 } else if (opcode == BPF_CALL) {
3761                         /* kfunc with imm==0 is invalid and fixup_kfunc_call will
3762                          * catch this error later. Make backtracking conservative
3763                          * with ENOTSUPP.
3764                          */
3765                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL && insn->imm == 0)
3766                                 return -ENOTSUPP;
3767                         /* regular helper call sets R0 */
3768                         bt_clear_reg(bt, BPF_REG_0);
3769                         if (bt_reg_mask(bt) & BPF_REGMASK_ARGS) {
3770                                 /* if backtracing was looking for registers R1-R5
3771                                  * they should have been found already.
3772                                  */
3773                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3774                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3775                                 return -EFAULT;
3776                         }
3777                 } else if (opcode == BPF_EXIT) {
3778                         bool r0_precise;
3779
3780                         /* Backtracking to a nested function call, 'idx' is a part of
3781                          * the inner frame 'subseq_idx' is a part of the outer frame.
3782                          * In case of a regular function call, instructions giving
3783                          * precision to registers R1-R5 should have been found already.
3784                          * In case of a callback, it is ok to have R1-R5 marked for
3785                          * backtracking, as these registers are set by the function
3786                          * invoking callback.
3787                          */
3788                         if (subseq_idx >= 0 && calls_callback(env, subseq_idx))
3789                                 for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++)
3790                                         bt_clear_reg(bt, i);
3791                         if (bt_reg_mask(bt) & BPF_REGMASK_ARGS) {
3792                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3793                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3794                                 return -EFAULT;
3795                         }
3796
3797                         /* BPF_EXIT in subprog or callback always returns
3798                          * right after the call instruction, so by checking
3799                          * whether the instruction at subseq_idx-1 is subprog
3800                          * call or not we can distinguish actual exit from
3801                          * *subprog* from exit from *callback*. In the former
3802                          * case, we need to propagate r0 precision, if
3803                          * necessary. In the former we never do that.
3804                          */
3805                         r0_precise = subseq_idx - 1 >= 0 &&
3806                                      bpf_pseudo_call(&env->prog->insnsi[subseq_idx - 1]) &&
3807                                      bt_is_reg_set(bt, BPF_REG_0);
3808
3809                         bt_clear_reg(bt, BPF_REG_0);
3810                         if (bt_subprog_enter(bt))
3811                                 return -EFAULT;
3812
3813                         if (r0_precise)
3814                                 bt_set_reg(bt, BPF_REG_0);
3815                         /* r6-r9 and stack slots will stay set in caller frame
3816                          * bitmasks until we return back from callee(s)
3817                          */
3818                         return 0;
3819                 } else if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
3820                         if (!bt_is_reg_set(bt, dreg) && !bt_is_reg_set(bt, sreg))
3821                                 return 0;
3822                         /* dreg <cond> sreg
3823                          * Both dreg and sreg need precision before
3824                          * this insn. If only sreg was marked precise
3825                          * before it would be equally necessary to
3826                          * propagate it to dreg.
3827                          */
3828                         bt_set_reg(bt, dreg);
3829                         bt_set_reg(bt, sreg);
3830                          /* else dreg <cond> K
3831                           * Only dreg still needs precision before
3832                           * this insn, so for the K-based conditional
3833                           * there is nothing new to be marked.
3834                           */
3835                 }
3836         } else if (class == BPF_LD) {
3837                 if (!bt_is_reg_set(bt, dreg))
3838                         return 0;
3839                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3840                 /* It's ld_imm64 or ld_abs or ld_ind.
3841                  * For ld_imm64 no further tracking of precision
3842                  * into parent is necessary
3843                  */
3844                 if (mode == BPF_IND || mode == BPF_ABS)
3845                         /* to be analyzed */
3846                         return -ENOTSUPP;
3847         }
3848         return 0;
3849 }
3850
3851 /* the scalar precision tracking algorithm:
3852  * . at the start all registers have precise=false.
3853  * . scalar ranges are tracked as normal through alu and jmp insns.
3854  * . once precise value of the scalar register is used in:
3855  *   .  ptr + scalar alu
3856  *   . if (scalar cond K|scalar)
3857  *   .  helper_call(.., scalar, ...) where ARG_CONST is expected
3858  *   backtrack through the verifier states and mark all registers and
3859  *   stack slots with spilled constants that these scalar regisers
3860  *   should be precise.
3861  * . during state pruning two registers (or spilled stack slots)
3862  *   are equivalent if both are not precise.
3863  *
3864  * Note the verifier cannot simply walk register parentage chain,
3865  * since many different registers and stack slots could have been
3866  * used to compute single precise scalar.
3867  *
3868  * The approach of starting with precise=true for all registers and then
3869  * backtrack to mark a register as not precise when the verifier detects
3870  * that program doesn't care about specific value (e.g., when helper
3871  * takes register as ARG_ANYTHING parameter) is not safe.
3872  *
3873  * It's ok to walk single parentage chain of the verifier states.
3874  * It's possible that this backtracking will go all the way till 1st insn.
3875  * All other branches will be explored for needing precision later.
3876  *
3877  * The backtracking needs to deal with cases like:
3878  *   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)
3879  * r9 -= r8
3880  * r5 = r9
3881  * if r5 > 0x79f goto pc+7
3882  *    R5_w=inv(id=0,umax_value=1951,var_off=(0x0; 0x7ff))
3883  * r5 += 1
3884  * ...
3885  * call bpf_perf_event_output#25
3886  *   where .arg5_type = ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO
3887  *
3888  * and this case:
3889  * r6 = 1
3890  * call foo // uses callee's r6 inside to compute r0
3891  * r0 += r6
3892  * if r0 == 0 goto
3893  *
3894  * to track above reg_mask/stack_mask needs to be independent for each frame.
3895  *
3896  * Also if parent's curframe > frame where backtracking started,
3897  * the verifier need to mark registers in both frames, otherwise callees
3898  * may incorrectly prune callers. This is similar to
3899  * commit 7640ead93924 ("bpf: verifier: make sure callees don't prune with caller differences")
3900  *
3901  * For now backtracking falls back into conservative marking.
3902  */
3903 static void mark_all_scalars_precise(struct bpf_verifier_env *env,
3904                                      struct bpf_verifier_state *st)
3905 {
3906         struct bpf_func_state *func;
3907         struct bpf_reg_state *reg;
3908         int i, j;
3909
3910         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3911                 verbose(env, "mark_precise: frame%d: falling back to forcing all scalars precise\n",
3912                         st->curframe);
3913         }
3914
3915         /* big hammer: mark all scalars precise in this path.
3916          * pop_stack may still get !precise scalars.
3917          * We also skip current state and go straight to first parent state,
3918          * because precision markings in current non-checkpointed state are
3919          * not needed. See why in the comment in __mark_chain_precision below.
3920          */
3921         for (st = st->parent; st; st = st->parent) {
3922                 for (i = 0; i <= st->curframe; i++) {
3923                         func = st->frame[i];
3924                         for (j = 0; j < BPF_REG_FP; j++) {
3925                                 reg = &func->regs[j];
3926                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE || reg->precise)
3927                                         continue;
3928                                 reg->precise = true;
3929                                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3930                                         verbose(env, "force_precise: frame%d: forcing r%d to be precise\n",
3931                                                 i, j);
3932                                 }
3933                         }
3934                         for (j = 0; j < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; j++) {
3935                                 if (!is_spilled_reg(&func->stack[j]))
3936                                         continue;
3937                                 reg = &func->stack[j].spilled_ptr;
3938                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE || reg->precise)
3939                                         continue;
3940                                 reg->precise = true;
3941                                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3942                                         verbose(env, "force_precise: frame%d: forcing fp%d to be precise\n",
3943                                                 i, -(j + 1) * 8);
3944                                 }
3945                         }
3946                 }
3947         }
3948 }
3949
3950 static void mark_all_scalars_imprecise(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
3951 {
3952         struct bpf_func_state *func;
3953         struct bpf_reg_state *reg;
3954         int i, j;
3955
3956         for (i = 0; i <= st->curframe; i++) {
3957                 func = st->frame[i];
3958                 for (j = 0; j < BPF_REG_FP; j++) {
3959                         reg = &func->regs[j];
3960                         if (reg->type != SCALAR_VALUE)
3961                                 continue;
3962                         reg->precise = false;
3963                 }
3964                 for (j = 0; j < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; j++) {
3965                         if (!is_spilled_reg(&func->stack[j]))
3966                                 continue;
3967                         reg = &func->stack[j].spilled_ptr;
3968                         if (reg->type != SCALAR_VALUE)
3969                                 continue;
3970                         reg->precise = false;
3971                 }
3972         }
3973 }
3974
3975 static bool idset_contains(struct bpf_idset *s, u32 id)
3976 {
3977         u32 i;
3978
3979         for (i = 0; i < s->count; ++i)
3980                 if (s->ids[i] == id)
3981                         return true;
3982
3983         return false;
3984 }
3985
3986 static int idset_push(struct bpf_idset *s, u32 id)
3987 {
3988         if (WARN_ON_ONCE(s->count >= ARRAY_SIZE(s->ids)))
3989                 return -EFAULT;
3990         s->ids[s->count++] = id;
3991         return 0;
3992 }
3993
3994 static void idset_reset(struct bpf_idset *s)
3995 {
3996         s->count = 0;
3997 }
3998
3999 /* Collect a set of IDs for all registers currently marked as precise in env->bt.
4000  * Mark all registers with these IDs as precise.
4001  */
4002 static int mark_precise_scalar_ids(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
4003 {
4004         struct bpf_idset *precise_ids = &env->idset_scratch;
4005         struct backtrack_state *bt = &env->bt;
4006         struct bpf_func_state *func;
4007         struct bpf_reg_state *reg;
4008         DECLARE_BITMAP(mask, 64);
4009         int i, fr;
4010
4011         idset_reset(precise_ids);
4012
4013         for (fr = bt->frame; fr >= 0; fr--) {
4014                 func = st->frame[fr];
4015
4016                 bitmap_from_u64(mask, bt_frame_reg_mask(bt, fr));
4017                 for_each_set_bit(i, mask, 32) {
4018                         reg = &func->regs[i];
4019                         if (!reg->id || reg->type != SCALAR_VALUE)
4020                                 continue;
4021                         if (idset_push(precise_ids, reg->id))
4022                                 return -EFAULT;
4023                 }
4024
4025                 bitmap_from_u64(mask, bt_frame_stack_mask(bt, fr));
4026                 for_each_set_bit(i, mask, 64) {
4027                         if (i >= func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE)
4028                                 break;
4029                         if (!is_spilled_scalar_reg(&func->stack[i]))
4030                                 continue;
4031                         reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
4032                         if (!reg->id)
4033                                 continue;
4034                         if (idset_push(precise_ids, reg->id))
4035                                 return -EFAULT;
4036                 }
4037         }
4038
4039         for (fr = 0; fr <= st->curframe; ++fr) {
4040                 func = st->frame[fr];
4041
4042                 for (i = BPF_REG_0; i < BPF_REG_10; ++i) {
4043                         reg = &func->regs[i];
4044                         if (!reg->id)
4045                                 continue;
4046                         if (!idset_contains(precise_ids, reg->id))
4047                                 continue;
4048                         bt_set_frame_reg(bt, fr, i);
4049                 }
4050                 for (i = 0; i < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; ++i) {
4051                         if (!is_spilled_scalar_reg(&func->stack[i]))
4052                                 continue;
4053                         reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
4054                         if (!reg->id)
4055                                 continue;
4056                         if (!idset_contains(precise_ids, reg->id))
4057                                 continue;
4058                         bt_set_frame_slot(bt, fr, i);
4059                 }
4060         }
4061
4062         return 0;
4063 }
4064
4065 /*
4066  * __mark_chain_precision() backtracks BPF program instruction sequence and
4067  * chain of verifier states making sure that register *regno* (if regno >= 0)
4068  * and/or stack slot *spi* (if spi >= 0) are marked as precisely tracked
4069  * SCALARS, as well as any other registers and slots that contribute to
4070  * a tracked state of given registers/stack slots, depending on specific BPF
4071  * assembly instructions (see backtrack_insns() for exact instruction handling
4072  * logic). This backtracking relies on recorded jmp_history and is able to
4073  * traverse entire chain of parent states. This process ends only when all the
4074  * necessary registers/slots and their transitive dependencies are marked as
4075  * precise.
4076  *
4077  * One important and subtle aspect is that precise marks *do not matter* in
4078  * the currently verified state (current state). It is important to understand
4079  * why this is the case.
4080  *
4081  * First, note that current state is the state that is not yet "checkpointed",
4082  * i.e., it is not yet put into env->explored_states, and it has no children
4083  * states as well. It's ephemeral, and can end up either a) being discarded if
4084  * compatible explored state is found at some point or BPF_EXIT instruction is
4085  * reached or b) checkpointed and put into env->explored_states, branching out
4086  * into one or more children states.
4087  *
4088  * In the former case, precise markings in current state are completely
4089  * ignored by state comparison code (see regsafe() for details). Only
4090  * checkpointed ("old") state precise markings are important, and if old
4091  * state's register/slot is precise, regsafe() assumes current state's
4092  * register/slot as precise and checks value ranges exactly and precisely. If
4093  * states turn out to be compatible, current state's necessary precise
4094  * markings and any required parent states' precise markings are enforced
4095  * after the fact with propagate_precision() logic, after the fact. But it's
4096  * important to realize that in this case, even after marking current state
4097  * registers/slots as precise, we immediately discard current state. So what
4098  * actually matters is any of the precise markings propagated into current
4099  * state's parent states, which are always checkpointed (due to b) case above).
4100  * As such, for scenario a) it doesn't matter if current state has precise
4101  * markings set or not.
4102  *
4103  * Now, for the scenario b), checkpointing and forking into child(ren)
4104  * state(s). Note that before current state gets to checkpointing step, any
4105  * processed instruction always assumes precise SCALAR register/slot
4106  * knowledge: if precise value or range is useful to prune jump branch, BPF
4107  * verifier takes this opportunity enthusiastically. Similarly, when
4108  * register's value is used to calculate offset or memory address, exact
4109  * knowledge of SCALAR range is assumed, checked, and enforced. So, similar to
4110  * what we mentioned above about state comparison ignoring precise markings
4111  * during state comparison, BPF verifier ignores and also assumes precise
4112  * markings *at will* during instruction verification process. But as verifier
4113  * assumes precision, it also propagates any precision dependencies across
4114  * parent states, which are not yet finalized, so can be further restricted
4115  * based on new knowledge gained from restrictions enforced by their children
4116  * states. This is so that once those parent states are finalized, i.e., when
4117  * they have no more active children state, state comparison logic in
4118  * is_state_visited() would enforce strict and precise SCALAR ranges, if
4119  * required for correctness.
4120  *
4121  * To build a bit more intuition, note also that once a state is checkpointed,
4122  * the path we took to get to that state is not important. This is crucial
4123  * property for state pruning. When state is checkpointed and finalized at
4124  * some instruction index, it can be correctly and safely used to "short
4125  * circuit" any *compatible* state that reaches exactly the same instruction
4126  * index. I.e., if we jumped to that instruction from a completely different
4127  * code path than original finalized state was derived from, it doesn't
4128  * matter, current state can be discarded because from that instruction
4129  * forward having a compatible state will ensure we will safely reach the
4130  * exit. States describe preconditions for further exploration, but completely
4131  * forget the history of how we got here.
4132  *
4133  * This also means that even if we needed precise SCALAR range to get to
4134  * finalized state, but from that point forward *that same* SCALAR register is
4135  * never used in a precise context (i.e., it's precise value is not needed for
4136  * correctness), it's correct and safe to mark such register as "imprecise"
4137  * (i.e., precise marking set to false). This is what we rely on when we do
4138  * not set precise marking in current state. If no child state requires
4139  * precision for any given SCALAR register, it's safe to dictate that it can
4140  * be imprecise. If any child state does require this register to be precise,
4141  * we'll mark it precise later retroactively during precise markings
4142  * propagation from child state to parent states.
4143  *
4144  * Skipping precise marking setting in current state is a mild version of
4145  * relying on the above observation. But we can utilize this property even
4146  * more aggressively by proactively forgetting any precise marking in the
4147  * current state (which we inherited from the parent state), right before we
4148  * checkpoint it and branch off into new child state. This is done by
4149  * mark_all_scalars_imprecise() to hopefully get more permissive and generic
4150  * finalized states which help in short circuiting more future states.
4151  */
4152 static int __mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4153 {
4154         struct backtrack_state *bt = &env->bt;
4155         struct bpf_verifier_state *st = env->cur_state;
4156         int first_idx = st->first_insn_idx;
4157         int last_idx = env->insn_idx;
4158         int subseq_idx = -1;
4159         struct bpf_func_state *func;
4160         struct bpf_reg_state *reg;
4161         bool skip_first = true;
4162         int i, fr, err;
4163
4164         if (!env->bpf_capable)
4165                 return 0;
4166
4167         /* set frame number from which we are starting to backtrack */
4168         bt_init(bt, env->cur_state->curframe);
4169
4170         /* Do sanity checks against current state of register and/or stack
4171          * slot, but don't set precise flag in current state, as precision
4172          * tracking in the current state is unnecessary.
4173          */
4174         func = st->frame[bt->frame];
4175         if (regno >= 0) {
4176                 reg = &func->regs[regno];
4177                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
4178                         WARN_ONCE(1, "backtracing misuse");
4179                         return -EFAULT;
4180                 }
4181                 bt_set_reg(bt, regno);
4182         }
4183
4184         if (bt_empty(bt))
4185                 return 0;
4186
4187         for (;;) {
4188                 DECLARE_BITMAP(mask, 64);
4189                 u32 history = st->jmp_history_cnt;
4190                 struct bpf_jmp_history_entry *hist;
4191
4192                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
4193                         verbose(env, "mark_precise: frame%d: last_idx %d first_idx %d subseq_idx %d \n",
4194                                 bt->frame, last_idx, first_idx, subseq_idx);
4195                 }
4196
4197                 /* If some register with scalar ID is marked as precise,
4198                  * make sure that all registers sharing this ID are also precise.
4199                  * This is needed to estimate effect of find_equal_scalars().
4200                  * Do this at the last instruction of each state,
4201                  * bpf_reg_state::id fields are valid for these instructions.
4202                  *
4203                  * Allows to track precision in situation like below:
4204                  *
4205                  *     r2 = unknown value
4206                  *     ...
4207                  *   --- state #0 ---
4208                  *     ...
4209                  *     r1 = r2                 // r1 and r2 now share the same ID
4210                  *     ...
4211                  *   --- state #1 {r1.id = A, r2.id = A} ---
4212                  *     ...
4213                  *     if (r2 > 10) goto exit; // find_equal_scalars() assigns range to r1
4214                  *     ...
4215                  *   --- state #2 {r1.id = A, r2.id = A} ---
4216                  *     r3 = r10
4217                  *     r3 += r1                // need to mark both r1 and r2
4218                  */
4219                 if (mark_precise_scalar_ids(env, st))
4220                         return -EFAULT;
4221
4222                 if (last_idx < 0) {
4223                         /* we are at the entry into subprog, which
4224                          * is expected for global funcs, but only if
4225                          * requested precise registers are R1-R5
4226                          * (which are global func's input arguments)
4227                          */
4228                         if (st->curframe == 0 &&
4229                             st->frame[0]->subprogno > 0 &&
4230                             st->frame[0]->callsite == BPF_MAIN_FUNC &&
4231                             bt_stack_mask(bt) == 0 &&
4232                             (bt_reg_mask(bt) & ~BPF_REGMASK_ARGS) == 0) {
4233                                 bitmap_from_u64(mask, bt_reg_mask(bt));
4234                                 for_each_set_bit(i, mask, 32) {
4235                                         reg = &st->frame[0]->regs[i];
4236                                         bt_clear_reg(bt, i);
4237                                         if (reg->type == SCALAR_VALUE)
4238                                                 reg->precise = true;
4239                                 }
4240                                 return 0;
4241                         }
4242
4243                         verbose(env, "BUG backtracking func entry subprog %d reg_mask %x stack_mask %llx\n",
4244                                 st->frame[0]->subprogno, bt_reg_mask(bt), bt_stack_mask(bt));
4245                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
4246                         return -EFAULT;
4247                 }
4248
4249                 for (i = last_idx;;) {
4250                         if (skip_first) {
4251                                 err = 0;
4252                                 skip_first = false;
4253                         } else {
4254                                 hist = get_jmp_hist_entry(st, history, i);
4255                                 err = backtrack_insn(env, i, subseq_idx, hist, bt);
4256                         }
4257                         if (err == -ENOTSUPP) {
4258                                 mark_all_scalars_precise(env, env->cur_state);
4259                                 bt_reset(bt);
4260                                 return 0;
4261                         } else if (err) {
4262                                 return err;
4263                         }
4264                         if (bt_empty(bt))
4265                                 /* Found assignment(s) into tracked register in this state.
4266                                  * Since this state is already marked, just return.
4267                                  * Nothing to be tracked further in the parent state.
4268                                  */
4269                                 return 0;
4270                         subseq_idx = i;
4271                         i = get_prev_insn_idx(st, i, &history);
4272                         if (i == -ENOENT)
4273                                 break;
4274                         if (i >= env->prog->len) {
4275                                 /* This can happen if backtracking reached insn 0
4276                                  * and there are still reg_mask or stack_mask
4277                                  * to backtrack.
4278                                  * It means the backtracking missed the spot where
4279                                  * particular register was initialized with a constant.
4280                                  */
4281                                 verbose(env, "BUG backtracking idx %d\n", i);
4282                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
4283                                 return -EFAULT;
4284                         }
4285                 }
4286                 st = st->parent;
4287                 if (!st)
4288                         break;
4289
4290                 for (fr = bt->frame; fr >= 0; fr--) {
4291                         func = st->frame[fr];
4292                         bitmap_from_u64(mask, bt_frame_reg_mask(bt, fr));
4293                         for_each_set_bit(i, mask, 32) {
4294                                 reg = &func->regs[i];
4295                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
4296                                         bt_clear_frame_reg(bt, fr, i);
4297                                         continue;
4298                                 }
4299                                 if (reg->precise)
4300                                         bt_clear_frame_reg(bt, fr, i);
4301                                 else
4302                                         reg->precise = true;
4303                         }
4304
4305                         bitmap_from_u64(mask, bt_frame_stack_mask(bt, fr));
4306                         for_each_set_bit(i, mask, 64) {
4307                                 if (i >= func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE) {
4308                                         verbose(env, "BUG backtracking (stack slot %d, total slots %d)\n",
4309                                                 i, func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE);
4310                                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug (stack slot out of bounds)");
4311                                         return -EFAULT;
4312                                 }
4313
4314                                 if (!is_spilled_scalar_reg(&func->stack[i])) {
4315                                         bt_clear_frame_slot(bt, fr, i);
4316                                         continue;
4317                                 }
4318                                 reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
4319                                 if (reg->precise)
4320                                         bt_clear_frame_slot(bt, fr, i);
4321                                 else
4322                                         reg->precise = true;
4323                         }
4324                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
4325                                 fmt_reg_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN,
4326                                              bt_frame_reg_mask(bt, fr));
4327                                 verbose(env, "mark_precise: frame%d: parent state regs=%s ",
4328                                         fr, env->tmp_str_buf);
4329                                 fmt_stack_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN,
4330                                                bt_frame_stack_mask(bt, fr));
4331                                 verbose(env, "stack=%s: ", env->tmp_str_buf);
4332                                 print_verifier_state(env, func, true);
4333                         }
4334                 }
4335
4336                 if (bt_empty(bt))
4337                         return 0;
4338
4339                 subseq_idx = first_idx;
4340                 last_idx = st->last_insn_idx;
4341                 first_idx = st->first_insn_idx;
4342         }
4343
4344         /* if we still have requested precise regs or slots, we missed
4345          * something (e.g., stack access through non-r10 register), so
4346          * fallback to marking all precise
4347          */
4348         if (!bt_empty(bt)) {
4349                 mark_all_scalars_precise(env, env->cur_state);
4350                 bt_reset(bt);
4351         }
4352
4353         return 0;
4354 }
4355
4356 int mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4357 {
4358         return __mark_chain_precision(env, regno);
4359 }
4360
4361 /* mark_chain_precision_batch() assumes that env->bt is set in the caller to
4362  * desired reg and stack masks across all relevant frames
4363  */
4364 static int mark_chain_precision_batch(struct bpf_verifier_env *env)
4365 {
4366         return __mark_chain_precision(env, -1);
4367 }
4368
4369 static bool is_spillable_regtype(enum bpf_reg_type type)
4370 {
4371         switch (base_type(type)) {
4372         case PTR_TO_MAP_VALUE:
4373         case PTR_TO_STACK:
4374         case PTR_TO_CTX:
4375         case PTR_TO_PACKET:
4376         case PTR_TO_PACKET_META:
4377         case PTR_TO_PACKET_END:
4378         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
4379         case CONST_PTR_TO_MAP:
4380         case PTR_TO_SOCKET:
4381         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
4382         case PTR_TO_TCP_SOCK:
4383         case PTR_TO_XDP_SOCK:
4384         case PTR_TO_BTF_ID:
4385         case PTR_TO_BUF:
4386         case PTR_TO_MEM:
4387         case PTR_TO_FUNC:
4388         case PTR_TO_MAP_KEY:
4389         case PTR_TO_ARENA:
4390                 return true;
4391         default:
4392                 return false;
4393         }
4394 }
4395
4396 /* Does this register contain a constant zero? */
4397 static bool register_is_null(struct bpf_reg_state *reg)
4398 {
4399         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
4400 }
4401
4402 /* check if register is a constant scalar value */
4403 static bool is_reg_const(struct bpf_reg_state *reg, bool subreg32)
4404 {
4405         return reg->type == SCALAR_VALUE &&
4406                tnum_is_const(subreg32 ? tnum_subreg(reg->var_off) : reg->var_off);
4407 }
4408
4409 /* assuming is_reg_const() is true, return constant value of a register */
4410 static u64 reg_const_value(struct bpf_reg_state *reg, bool subreg32)
4411 {
4412         return subreg32 ? tnum_subreg(reg->var_off).value : reg->var_off.value;
4413 }
4414
4415 static bool __is_pointer_value(bool allow_ptr_leaks,
4416                                const struct bpf_reg_state *reg)
4417 {
4418         if (allow_ptr_leaks)
4419                 return false;
4420
4421         return reg->type != SCALAR_VALUE;
4422 }
4423
4424 static void assign_scalar_id_before_mov(struct bpf_verifier_env *env,
4425                                         struct bpf_reg_state *src_reg)
4426 {
4427         if (src_reg->type == SCALAR_VALUE && !src_reg->id &&
4428             !tnum_is_const(src_reg->var_off))
4429                 /* Ensure that src_reg has a valid ID that will be copied to
4430                  * dst_reg and then will be used by find_equal_scalars() to
4431                  * propagate min/max range.
4432                  */
4433                 src_reg->id = ++env->id_gen;
4434 }
4435
4436 /* Copy src state preserving dst->parent and dst->live fields */
4437 static void copy_register_state(struct bpf_reg_state *dst, const struct bpf_reg_state *src)
4438 {
4439         struct bpf_reg_state *parent = dst->parent;
4440         enum bpf_reg_liveness live = dst->live;
4441
4442         *dst = *src;
4443         dst->parent = parent;
4444         dst->live = live;
4445 }
4446
4447 static void save_register_state(struct bpf_verifier_env *env,
4448                                 struct bpf_func_state *state,
4449                                 int spi, struct bpf_reg_state *reg,
4450                                 int size)
4451 {
4452         int i;
4453
4454         copy_register_state(&state->stack[spi].spilled_ptr, reg);
4455         if (size == BPF_REG_SIZE)
4456                 state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4457
4458         for (i = BPF_REG_SIZE; i > BPF_REG_SIZE - size; i--)
4459                 state->stack[spi].slot_type[i - 1] = STACK_SPILL;
4460
4461         /* size < 8 bytes spill */
4462         for (; i; i--)
4463                 mark_stack_slot_misc(env, &state->stack[spi].slot_type[i - 1]);
4464 }
4465
4466 static bool is_bpf_st_mem(struct bpf_insn *insn)
4467 {
4468         return BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ST && BPF_MODE(insn->code) == BPF_MEM;
4469 }
4470
4471 static int get_reg_width(struct bpf_reg_state *reg)
4472 {
4473         return fls64(reg->umax_value);
4474 }
4475
4476 /* check_stack_{read,write}_fixed_off functions track spill/fill of registers,
4477  * stack boundary and alignment are checked in check_mem_access()
4478  */
4479 static int check_stack_write_fixed_off(struct bpf_verifier_env *env,
4480                                        /* stack frame we're writing to */
4481                                        struct bpf_func_state *state,
4482                                        int off, int size, int value_regno,
4483                                        int insn_idx)
4484 {
4485         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
4486         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE, err;
4487         struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[insn_idx];
4488         struct bpf_reg_state *reg = NULL;
4489         int insn_flags = insn_stack_access_flags(state->frameno, spi);
4490
4491         /* caller checked that off % size == 0 and -MAX_BPF_STACK <= off < 0,
4492          * so it's aligned access and [off, off + size) are within stack limits
4493          */
4494         if (!env->allow_ptr_leaks &&
4495             is_spilled_reg(&state->stack[spi]) &&
4496             size != BPF_REG_SIZE) {
4497                 verbose(env, "attempt to corrupt spilled pointer on stack\n");
4498                 return -EACCES;
4499         }
4500
4501         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
4502         if (value_regno >= 0)
4503                 reg = &cur->regs[value_regno];
4504         if (!env->bypass_spec_v4) {
4505                 bool sanitize = reg && is_spillable_regtype(reg->type);
4506
4507                 for (i = 0; i < size; i++) {
4508                         u8 type = state->stack[spi].slot_type[i];
4509
4510                         if (type != STACK_MISC && type != STACK_ZERO) {
4511                                 sanitize = true;
4512                                 break;
4513                         }
4514                 }
4515
4516                 if (sanitize)
4517                         env->insn_aux_data[insn_idx].sanitize_stack_spill = true;
4518         }
4519
4520         err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi);
4521         if (err)
4522                 return err;
4523
4524         mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4525         if (reg && !(off % BPF_REG_SIZE) && reg->type == SCALAR_VALUE && env->bpf_capable) {
4526                 bool reg_value_fits;
4527
4528                 reg_value_fits = get_reg_width(reg) <= BITS_PER_BYTE * size;
4529                 /* Make sure that reg had an ID to build a relation on spill. */
4530                 if (reg_value_fits)
4531                         assign_scalar_id_before_mov(env, reg);
4532                 save_register_state(env, state, spi, reg, size);
4533                 /* Break the relation on a narrowing spill. */
4534                 if (!reg_value_fits)
4535                         state->stack[spi].spilled_ptr.id = 0;
4536         } else if (!reg && !(off % BPF_REG_SIZE) && is_bpf_st_mem(insn) &&
4537                    env->bpf_capable) {
4538                 struct bpf_reg_state fake_reg = {};
4539
4540                 __mark_reg_known(&fake_reg, insn->imm);
4541                 fake_reg.type = SCALAR_VALUE;
4542                 save_register_state(env, state, spi, &fake_reg, size);
4543         } else if (reg && is_spillable_regtype(reg->type)) {
4544                 /* register containing pointer is being spilled into stack */
4545                 if (size != BPF_REG_SIZE) {
4546                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
4547                         verbose(env, "invalid size of register spill\n");
4548                         return -EACCES;
4549                 }
4550                 if (state != cur && reg->type == PTR_TO_STACK) {
4551                         verbose(env, "cannot spill pointers to stack into stack frame of the caller\n");
4552                         return -EINVAL;
4553                 }
4554                 save_register_state(env, state, spi, reg, size);
4555         } else {
4556                 u8 type = STACK_MISC;
4557
4558                 /* regular write of data into stack destroys any spilled ptr */
4559                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
4560                 /* Mark slots as STACK_MISC if they belonged to spilled ptr/dynptr/iter. */
4561                 if (is_stack_slot_special(&state->stack[spi]))
4562                         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++)
4563                                 scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[i]);
4564
4565                 /* only mark the slot as written if all 8 bytes were written
4566                  * otherwise read propagation may incorrectly stop too soon
4567                  * when stack slots are partially written.
4568                  * This heuristic means that read propagation will be
4569                  * conservative, since it will add reg_live_read marks
4570                  * to stack slots all the way to first state when programs
4571                  * writes+reads less than 8 bytes
4572                  */
4573                 if (size == BPF_REG_SIZE)
4574                         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4575
4576                 /* when we zero initialize stack slots mark them as such */
4577                 if ((reg && register_is_null(reg)) ||
4578                     (!reg && is_bpf_st_mem(insn) && insn->imm == 0)) {
4579                         /* STACK_ZERO case happened because register spill
4580                          * wasn't properly aligned at the stack slot boundary,
4581                          * so it's not a register spill anymore; force
4582                          * originating register to be precise to make
4583                          * STACK_ZERO correct for subsequent states
4584                          */
4585                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
4586                         if (err)
4587                                 return err;
4588                         type = STACK_ZERO;
4589                 }
4590
4591                 /* Mark slots affected by this stack write. */
4592                 for (i = 0; i < size; i++)
4593                         state->stack[spi].slot_type[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] = type;
4594                 insn_flags = 0; /* not a register spill */
4595         }
4596
4597         if (insn_flags)
4598                 return push_jmp_history(env, env->cur_state, insn_flags);
4599         return 0;
4600 }
4601
4602 /* Write the stack: 'stack[ptr_regno + off] = value_regno'. 'ptr_regno' is
4603  * known to contain a variable offset.
4604  * This function checks whether the write is permitted and conservatively
4605  * tracks the effects of the write, considering that each stack slot in the
4606  * dynamic range is potentially written to.
4607  *
4608  * 'off' includes 'regno->off'.
4609  * 'value_regno' can be -1, meaning that an unknown value is being written to
4610  * the stack.
4611  *
4612  * Spilled pointers in range are not marked as written because we don't know
4613  * what's going to be actually written. This means that read propagation for
4614  * future reads cannot be terminated by this write.
4615  *
4616  * For privileged programs, uninitialized stack slots are considered
4617  * initialized by this write (even though we don't know exactly what offsets
4618  * are going to be written to). The idea is that we don't want the verifier to
4619  * reject future reads that access slots written to through variable offsets.
4620  */
4621 static int check_stack_write_var_off(struct bpf_verifier_env *env,
4622                                      /* func where register points to */
4623                                      struct bpf_func_state *state,
4624                                      int ptr_regno, int off, int size,
4625                                      int value_regno, int insn_idx)
4626 {
4627         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
4628         int min_off, max_off;
4629         int i, err;
4630         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, *value_reg = NULL;
4631         struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[insn_idx];
4632         bool writing_zero = false;
4633         /* set if the fact that we're writing a zero is used to let any
4634          * stack slots remain STACK_ZERO
4635          */
4636         bool zero_used = false;
4637
4638         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
4639         ptr_reg = &cur->regs[ptr_regno];
4640         min_off = ptr_reg->smin_value + off;
4641         max_off = ptr_reg->smax_value + off + size;
4642         if (value_regno >= 0)
4643                 value_reg = &cur->regs[value_regno];
4644         if ((value_reg && register_is_null(value_reg)) ||
4645             (!value_reg && is_bpf_st_mem(insn) && insn->imm == 0))
4646                 writing_zero = true;
4647
4648         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
4649                 int spi;
4650
4651                 spi = __get_spi(i);
4652                 err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi);
4653                 if (err)
4654                         return err;
4655         }
4656
4657         /* Variable offset writes destroy any spilled pointers in range. */
4658         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
4659                 u8 new_type, *stype;
4660                 int slot, spi;
4661
4662                 slot = -i - 1;
4663                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
4664                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
4665                 mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4666
4667                 if (!env->allow_ptr_leaks && *stype != STACK_MISC && *stype != STACK_ZERO) {
4668                         /* Reject the write if range we may write to has not
4669                          * been initialized beforehand. If we didn't reject
4670                          * here, the ptr status would be erased below (even
4671                          * though not all slots are actually overwritten),
4672                          * possibly opening the door to leaks.
4673                          *
4674                          * We do however catch STACK_INVALID case below, and
4675                          * only allow reading possibly uninitialized memory
4676                          * later for CAP_PERFMON, as the write may not happen to
4677                          * that slot.
4678                          */
4679                         verbose(env, "spilled ptr in range of var-offset stack write; insn %d, ptr off: %d",
4680                                 insn_idx, i);
4681                         return -EINVAL;
4682                 }
4683
4684                 /* If writing_zero and the spi slot contains a spill of value 0,
4685                  * maintain the spill type.
4686                  */
4687                 if (writing_zero && *stype == STACK_SPILL &&
4688                     is_spilled_scalar_reg(&state->stack[spi])) {
4689                         struct bpf_reg_state *spill_reg = &state->stack[spi].spilled_ptr;
4690
4691                         if (tnum_is_const(spill_reg->var_off) && spill_reg->var_off.value == 0) {
4692                                 zero_used = true;
4693                                 continue;
4694                         }
4695                 }
4696
4697                 /* Erase all other spilled pointers. */
4698                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
4699
4700                 /* Update the slot type. */
4701                 new_type = STACK_MISC;
4702                 if (writing_zero && *stype == STACK_ZERO) {
4703                         new_type = STACK_ZERO;
4704                         zero_used = true;
4705                 }
4706                 /* If the slot is STACK_INVALID, we check whether it's OK to
4707                  * pretend that it will be initialized by this write. The slot
4708                  * might not actually be written to, and so if we mark it as
4709                  * initialized future reads might leak uninitialized memory.
4710                  * For privileged programs, we will accept such reads to slots
4711                  * that may or may not be written because, if we're reject
4712                  * them, the error would be too confusing.
4713                  */
4714                 if (*stype == STACK_INVALID && !env->allow_uninit_stack) {
4715                         verbose(env, "uninit stack in range of var-offset write prohibited for !root; insn %d, off: %d",
4716                                         insn_idx, i);
4717                         return -EINVAL;
4718                 }
4719                 *stype = new_type;
4720         }
4721         if (zero_used) {
4722                 /* backtracking doesn't work for STACK_ZERO yet. */
4723                 err = mark_chain_precision(env, value_regno);
4724                 if (err)
4725                         return err;
4726         }
4727         return 0;
4728 }
4729
4730 /* When register 'dst_regno' is assigned some values from stack[min_off,
4731  * max_off), we set the register's type according to the types of the
4732  * respective stack slots. If all the stack values are known to be zeros, then
4733  * so is the destination reg. Otherwise, the register is considered to be
4734  * SCALAR. This function does not deal with register filling; the caller must
4735  * ensure that all spilled registers in the stack range have been marked as
4736  * read.
4737  */
4738 static void mark_reg_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
4739                                 /* func where src register points to */
4740                                 struct bpf_func_state *ptr_state,
4741                                 int min_off, int max_off, int dst_regno)
4742 {
4743         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4744         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
4745         int i, slot, spi;
4746         u8 *stype;
4747         int zeros = 0;
4748
4749         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
4750                 slot = -i - 1;
4751                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
4752                 mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4753                 stype = ptr_state->stack[spi].slot_type;
4754                 if (stype[slot % BPF_REG_SIZE] != STACK_ZERO)
4755                         break;
4756                 zeros++;
4757         }
4758         if (zeros == max_off - min_off) {
4759                 /* Any access_size read into register is zero extended,
4760                  * so the whole register == const_zero.
4761                  */
4762                 __mark_reg_const_zero(env, &state->regs[dst_regno]);
4763         } else {
4764                 /* have read misc data from the stack */
4765                 mark_reg_unknown(env, state->regs, dst_regno);
4766         }
4767         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4768 }
4769
4770 /* Read the stack at 'off' and put the results into the register indicated by
4771  * 'dst_regno'. It handles reg filling if the addressed stack slot is a
4772  * spilled reg.
4773  *
4774  * 'dst_regno' can be -1, meaning that the read value is not going to a
4775  * register.
4776  *
4777  * The access is assumed to be within the current stack bounds.
4778  */
4779 static int check_stack_read_fixed_off(struct bpf_verifier_env *env,
4780                                       /* func where src register points to */
4781                                       struct bpf_func_state *reg_state,
4782                                       int off, int size, int dst_regno)
4783 {
4784         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4785         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
4786         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE;
4787         struct bpf_reg_state *reg;
4788         u8 *stype, type;
4789         int insn_flags = insn_stack_access_flags(reg_state->frameno, spi);
4790
4791         stype = reg_state->stack[spi].slot_type;
4792         reg = &reg_state->stack[spi].spilled_ptr;
4793
4794         mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4795
4796         if (is_spilled_reg(&reg_state->stack[spi])) {
4797                 u8 spill_size = 1;
4798
4799                 for (i = BPF_REG_SIZE - 1; i > 0 && stype[i - 1] == STACK_SPILL; i--)
4800                         spill_size++;
4801
4802                 if (size != BPF_REG_SIZE || spill_size != BPF_REG_SIZE) {
4803                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
4804                                 verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
4805                                 verbose(env, "invalid size of register fill\n");
4806                                 return -EACCES;
4807                         }
4808
4809                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
4810                         if (dst_regno < 0)
4811                                 return 0;
4812
4813                         if (size <= spill_size &&
4814                             bpf_stack_narrow_access_ok(off, size, spill_size)) {
4815                                 /* The earlier check_reg_arg() has decided the
4816                                  * subreg_def for this insn.  Save it first.
4817                                  */
4818                                 s32 subreg_def = state->regs[dst_regno].subreg_def;
4819
4820                                 copy_register_state(&state->regs[dst_regno], reg);
4821                                 state->regs[dst_regno].subreg_def = subreg_def;
4822
4823                                 /* Break the relation on a narrowing fill.
4824                                  * coerce_reg_to_size will adjust the boundaries.
4825                                  */
4826                                 if (get_reg_width(reg) > size * BITS_PER_BYTE)
4827                                         state->regs[dst_regno].id = 0;
4828                         } else {
4829                                 int spill_cnt = 0, zero_cnt = 0;
4830
4831                                 for (i = 0; i < size; i++) {
4832                                         type = stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE];
4833                                         if (type == STACK_SPILL) {
4834                                                 spill_cnt++;
4835                                                 continue;
4836                                         }
4837                                         if (type == STACK_MISC)
4838                                                 continue;
4839                                         if (type == STACK_ZERO) {
4840                                                 zero_cnt++;
4841                                                 continue;
4842                                         }
4843                                         if (type == STACK_INVALID && env->allow_uninit_stack)
4844                                                 continue;
4845                                         verbose(env, "invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
4846                                                 off, i, size);
4847                                         return -EACCES;
4848                                 }
4849
4850                                 if (spill_cnt == size &&
4851                                     tnum_is_const(reg->var_off) && reg->var_off.value == 0) {
4852                                         __mark_reg_const_zero(env, &state->regs[dst_regno]);
4853                                         /* this IS register fill, so keep insn_flags */
4854                                 } else if (zero_cnt == size) {
4855                                         /* similarly to mark_reg_stack_read(), preserve zeroes */
4856                                         __mark_reg_const_zero(env, &state->regs[dst_regno]);
4857                                         insn_flags = 0; /* not restoring original register state */
4858                                 } else {
4859                                         mark_reg_unknown(env, state->regs, dst_regno);
4860                                         insn_flags = 0; /* not restoring original register state */
4861                                 }
4862                         }
4863                         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4864                 } else if (dst_regno >= 0) {
4865                         /* restore register state from stack */
4866                         copy_register_state(&state->regs[dst_regno], reg);
4867                         /* mark reg as written since spilled pointer state likely
4868                          * has its liveness marks cleared by is_state_visited()
4869                          * which resets stack/reg liveness for state transitions
4870                          */
4871                         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4872                 } else if (__is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg)) {
4873                         /* If dst_regno==-1, the caller is asking us whether
4874                          * it is acceptable to use this value as a SCALAR_VALUE
4875                          * (e.g. for XADD).
4876                          * We must not allow unprivileged callers to do that
4877                          * with spilled pointers.
4878                          */
4879                         verbose(env, "leaking pointer from stack off %d\n",
4880                                 off);
4881                         return -EACCES;
4882                 }
4883                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
4884         } else {
4885                 for (i = 0; i < size; i++) {
4886                         type = stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE];
4887                         if (type == STACK_MISC)
4888                                 continue;
4889                         if (type == STACK_ZERO)
4890                                 continue;
4891                         if (type == STACK_INVALID && env->allow_uninit_stack)
4892                                 continue;
4893                         verbose(env, "invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
4894                                 off, i, size);
4895                         return -EACCES;
4896                 }
4897                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
4898                 if (dst_regno >= 0)
4899                         mark_reg_stack_read(env, reg_state, off, off + size, dst_regno);
4900                 insn_flags = 0; /* we are not restoring spilled register */
4901         }
4902         if (insn_flags)
4903                 return push_jmp_history(env, env->cur_state, insn_flags);
4904         return 0;
4905 }
4906
4907 enum bpf_access_src {
4908         ACCESS_DIRECT = 1,  /* the access is performed by an instruction */
4909         ACCESS_HELPER = 2,  /* the access is performed by a helper */
4910 };
4911
4912 static int check_stack_range_initialized(struct bpf_verifier_env *env,
4913                                          int regno, int off, int access_size,
4914                                          bool zero_size_allowed,
4915                                          enum bpf_access_src type,
4916                                          struct bpf_call_arg_meta *meta);
4917
4918 static struct bpf_reg_state *reg_state(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4919 {
4920         return cur_regs(env) + regno;
4921 }
4922
4923 /* Read the stack at 'ptr_regno + off' and put the result into the register
4924  * 'dst_regno'.
4925  * 'off' includes the pointer register's fixed offset(i.e. 'ptr_regno.off'),
4926  * but not its variable offset.
4927  * 'size' is assumed to be <= reg size and the access is assumed to be aligned.
4928  *
4929  * As opposed to check_stack_read_fixed_off, this function doesn't deal with
4930  * filling registers (i.e. reads of spilled register cannot be detected when
4931  * the offset is not fixed). We conservatively mark 'dst_regno' as containing
4932  * SCALAR_VALUE. That's why we assert that the 'ptr_regno' has a variable
4933  * offset; for a fixed offset check_stack_read_fixed_off should be used
4934  * instead.
4935  */
4936 static int check_stack_read_var_off(struct bpf_verifier_env *env,
4937                                     int ptr_regno, int off, int size, int dst_regno)
4938 {
4939         /* The state of the source register. */
4940         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
4941         struct bpf_func_state *ptr_state = func(env, reg);
4942         int err;
4943         int min_off, max_off;
4944
4945         /* Note that we pass a NULL meta, so raw access will not be permitted.
4946          */
4947         err = check_stack_range_initialized(env, ptr_regno, off, size,
4948                                             false, ACCESS_DIRECT, NULL);
4949         if (err)
4950                 return err;
4951
4952         min_off = reg->smin_value + off;
4953         max_off = reg->smax_value + off;
4954         mark_reg_stack_read(env, ptr_state, min_off, max_off + size, dst_regno);
4955         return 0;
4956 }
4957
4958 /* check_stack_read dispatches to check_stack_read_fixed_off or
4959  * check_stack_read_var_off.
4960  *
4961  * The caller must ensure that the offset falls within the allocated stack
4962  * bounds.
4963  *
4964  * 'dst_regno' is a register which will receive the value from the stack. It
4965  * can be -1, meaning that the read value is not going to a register.
4966  */
4967 static int check_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
4968                             int ptr_regno, int off, int size,
4969                             int dst_regno)
4970 {
4971         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
4972         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
4973         int err;
4974         /* Some accesses are only permitted with a static offset. */
4975         bool var_off = !tnum_is_const(reg->var_off);
4976
4977         /* The offset is required to be static when reads don't go to a
4978          * register, in order to not leak pointers (see
4979          * check_stack_read_fixed_off).
4980          */
4981         if (dst_regno < 0 && var_off) {
4982                 char tn_buf[48];
4983
4984                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4985                 verbose(env, "variable offset stack pointer cannot be passed into helper function; var_off=%s off=%d size=%d\n",
4986                         tn_buf, off, size);
4987                 return -EACCES;
4988         }
4989         /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for simplicity
4990          * since it requires corresponding support in Spectre masking for stack
4991          * ALU. See also retrieve_ptr_limit(). The check in
4992          * check_stack_access_for_ptr_arithmetic() called by
4993          * adjust_ptr_min_max_vals() prevents users from creating stack pointers
4994          * with variable offsets, therefore no check is required here. Further,
4995          * just checking it here would be insufficient as speculative stack
4996          * writes could still lead to unsafe speculative behaviour.
4997          */
4998         if (!var_off) {
4999                 off += reg->var_off.value;
5000                 err = check_stack_read_fixed_off(env, state, off, size,
5001                                                  dst_regno);
5002         } else {
5003                 /* Variable offset stack reads need more conservative handling
5004                  * than fixed offset ones. Note that dst_regno >= 0 on this
5005                  * branch.
5006                  */
5007                 err = check_stack_read_var_off(env, ptr_regno, off, size,
5008                                                dst_regno);
5009         }
5010         return err;
5011 }
5012
5013
5014 /* check_stack_write dispatches to check_stack_write_fixed_off or
5015  * check_stack_write_var_off.
5016  *
5017  * 'ptr_regno' is the register used as a pointer into the stack.
5018  * 'off' includes 'ptr_regno->off', but not its variable offset (if any).
5019  * 'value_regno' is the register whose value we're writing to the stack. It can
5020  * be -1, meaning that we're not writing from a register.
5021  *
5022  * The caller must ensure that the offset falls within the maximum stack size.
5023  */
5024 static int check_stack_write(struct bpf_verifier_env *env,
5025                              int ptr_regno, int off, int size,
5026                              int value_regno, int insn_idx)
5027 {
5028         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
5029         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
5030         int err;
5031
5032         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
5033                 off += reg->var_off.value;
5034                 err = check_stack_write_fixed_off(env, state, off, size,
5035                                                   value_regno, insn_idx);
5036         } else {
5037                 /* Variable offset stack reads need more conservative handling
5038                  * than fixed offset ones.
5039                  */
5040                 err = check_stack_write_var_off(env, state,
5041                                                 ptr_regno, off, size,
5042                                                 value_regno, insn_idx);
5043         }
5044         return err;
5045 }
5046
5047 static int check_map_access_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
5048                                  int off, int size, enum bpf_access_type type)
5049 {
5050         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
5051         struct bpf_map *map = regs[regno].map_ptr;
5052         u32 cap = bpf_map_flags_to_cap(map);
5053
5054         if (type == BPF_WRITE && !(cap & BPF_MAP_CAN_WRITE)) {
5055                 verbose(env, "write into map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
5056                         map->value_size, off, size);
5057                 return -EACCES;
5058         }
5059
5060         if (type == BPF_READ && !(cap & BPF_MAP_CAN_READ)) {
5061                 verbose(env, "read from map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
5062                         map->value_size, off, size);
5063                 return -EACCES;
5064         }
5065
5066         return 0;
5067 }
5068
5069 /* check read/write into memory region (e.g., map value, ringbuf sample, etc) */
5070 static int __check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
5071                               int off, int size, u32 mem_size,
5072                               bool zero_size_allowed)
5073 {
5074         bool size_ok = size > 0 || (size == 0 && zero_size_allowed);
5075         struct bpf_reg_state *reg;
5076
5077         if (off >= 0 && size_ok && (u64)off + size <= mem_size)
5078                 return 0;
5079
5080         reg = &cur_regs(env)[regno];
5081         switch (reg->type) {
5082         case PTR_TO_MAP_KEY:
5083                 verbose(env, "invalid access to map key, key_size=%d off=%d size=%d\n",
5084                         mem_size, off, size);
5085                 break;
5086         case PTR_TO_MAP_VALUE:
5087                 verbose(env, "invalid access to map value, value_size=%d off=%d size=%d\n",
5088                         mem_size, off, size);
5089                 break;
5090         case PTR_TO_PACKET:
5091         case PTR_TO_PACKET_META:
5092         case PTR_TO_PACKET_END:
5093                 verbose(env, "invalid access to packet, off=%d size=%d, R%d(id=%d,off=%d,r=%d)\n",
5094                         off, size, regno, reg->id, off, mem_size);
5095                 break;
5096         case PTR_TO_MEM:
5097         default:
5098                 verbose(env, "invalid access to memory, mem_size=%u off=%d size=%d\n",
5099                         mem_size, off, size);
5100         }
5101
5102         return -EACCES;
5103 }
5104
5105 /* check read/write into a memory region with possible variable offset */
5106 static int check_mem_region_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
5107                                    int off, int size, u32 mem_size,
5108                                    bool zero_size_allowed)
5109 {
5110         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
5111         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
5112         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
5113         int err;
5114
5115         /* We may have adjusted the register pointing to memory region, so we
5116          * need to try adding each of min_value and max_value to off
5117          * to make sure our theoretical access will be safe.
5118          *
5119          * The minimum value is only important with signed
5120          * comparisons where we can't assume the floor of a
5121          * value is 0.  If we are using signed variables for our
5122          * index'es we need to make sure that whatever we use
5123          * will have a set floor within our range.
5124          */
5125         if (reg->smin_value < 0 &&
5126             (reg->smin_value == S64_MIN ||
5127              (off + reg->smin_value != (s64)(s32)(off + reg->smin_value)) ||
5128               reg->smin_value + off < 0)) {
5129                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
5130                         regno);
5131                 return -EACCES;
5132         }
5133         err = __check_mem_access(env, regno, reg->smin_value + off, size,
5134                                  mem_size, zero_size_allowed);
5135         if (err) {
5136                 verbose(env, "R%d min value is outside of the allowed memory range\n",
5137                         regno);
5138                 return err;
5139         }
5140
5141         /* If we haven't set a max value then we need to bail since we can't be
5142          * sure we won't do bad things.
5143          * If reg->umax_value + off could overflow, treat that as unbounded too.
5144          */
5145         if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
5146                 verbose(env, "R%d unbounded memory access, make sure to bounds check any such access\n",
5147                         regno);
5148                 return -EACCES;
5149         }
5150         err = __check_mem_access(env, regno, reg->umax_value + off, size,
5151                                  mem_size, zero_size_allowed);
5152         if (err) {
5153                 verbose(env, "R%d max value is outside of the allowed memory range\n",
5154                         regno);
5155                 return err;
5156         }
5157
5158         return 0;
5159 }
5160
5161 static int __check_ptr_off_reg(struct bpf_verifier_env *env,
5162                                const struct bpf_reg_state *reg, int regno,
5163                                bool fixed_off_ok)
5164 {
5165         /* Access to this pointer-typed register or passing it to a helper
5166          * is only allowed in its original, unmodified form.
5167          */
5168
5169         if (reg->off < 0) {
5170                 verbose(env, "negative offset %s ptr R%d off=%d disallowed\n",
5171                         reg_type_str(env, reg->type), regno, reg->off);
5172                 return -EACCES;
5173         }
5174
5175         if (!fixed_off_ok && reg->off) {
5176                 verbose(env, "dereference of modified %s ptr R%d off=%d disallowed\n",
5177                         reg_type_str(env, reg->type), regno, reg->off);
5178                 return -EACCES;
5179         }
5180
5181         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
5182                 char tn_buf[48];
5183
5184                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5185                 verbose(env, "variable %s access var_off=%s disallowed\n",
5186                         reg_type_str(env, reg->type), tn_buf);
5187                 return -EACCES;
5188         }
5189
5190         return 0;
5191 }
5192
5193 static int check_ptr_off_reg(struct bpf_verifier_env *env,
5194                              const struct bpf_reg_state *reg, int regno)
5195 {
5196         return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
5197 }
5198
5199 static int map_kptr_match_type(struct bpf_verifier_env *env,
5200                                struct btf_field *kptr_field,
5201                                struct bpf_reg_state *reg, u32 regno)
5202 {
5203         const char *targ_name = btf_type_name(kptr_field->kptr.btf, kptr_field->kptr.btf_id);
5204         int perm_flags;
5205         const char *reg_name = "";
5206
5207         if (btf_is_kernel(reg->btf)) {
5208                 perm_flags = PTR_MAYBE_NULL | PTR_TRUSTED | MEM_RCU;
5209
5210                 /* Only unreferenced case accepts untrusted pointers */
5211                 if (kptr_field->type == BPF_KPTR_UNREF)
5212                         perm_flags |= PTR_UNTRUSTED;
5213         } else {
5214                 perm_flags = PTR_MAYBE_NULL | MEM_ALLOC;
5215                 if (kptr_field->type == BPF_KPTR_PERCPU)
5216                         perm_flags |= MEM_PERCPU;
5217         }
5218
5219         if (base_type(reg->type) != PTR_TO_BTF_ID || (type_flag(reg->type) & ~perm_flags))
5220                 goto bad_type;
5221
5222         /* We need to verify reg->type and reg->btf, before accessing reg->btf */
5223         reg_name = btf_type_name(reg->btf, reg->btf_id);
5224
5225         /* For ref_ptr case, release function check should ensure we get one
5226          * referenced PTR_TO_BTF_ID, and that its fixed offset is 0. For the
5227          * normal store of unreferenced kptr, we must ensure var_off is zero.
5228          * Since ref_ptr cannot be accessed directly by BPF insns, checks for
5229          * reg->off and reg->ref_obj_id are not needed here.
5230          */
5231         if (__check_ptr_off_reg(env, reg, regno, true))
5232                 return -EACCES;
5233
5234         /* A full type match is needed, as BTF can be vmlinux, module or prog BTF, and
5235          * we also need to take into account the reg->off.
5236          *
5237          * We want to support cases like:
5238          *
5239          * struct foo {
5240          *         struct bar br;
5241          *         struct baz bz;
5242          * };
5243          *
5244          * struct foo *v;
5245          * v = func();        // PTR_TO_BTF_ID
5246          * val->foo = v;      // reg->off is zero, btf and btf_id match type
5247          * val->bar = &v->br; // reg->off is still zero, but we need to retry with
5248          *                    // first member type of struct after comparison fails
5249          * val->baz = &v->bz; // reg->off is non-zero, so struct needs to be walked
5250          *                    // to match type
5251          *
5252          * In the kptr_ref case, check_func_arg_reg_off already ensures reg->off
5253          * is zero. We must also ensure that btf_struct_ids_match does not walk
5254          * the struct to match type against first member of struct, i.e. reject
5255          * second case from above. Hence, when type is BPF_KPTR_REF, we set
5256          * strict mode to true for type match.
5257          */
5258         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, reg->off,
5259                                   kptr_field->kptr.btf, kptr_field->kptr.btf_id,
5260                                   kptr_field->type != BPF_KPTR_UNREF))
5261                 goto bad_type;
5262         return 0;
5263 bad_type:
5264         verbose(env, "invalid kptr access, R%d type=%s%s ", regno,
5265                 reg_type_str(env, reg->type), reg_name);
5266         verbose(env, "expected=%s%s", reg_type_str(env, PTR_TO_BTF_ID), targ_name);
5267         if (kptr_field->type == BPF_KPTR_UNREF)
5268                 verbose(env, " or %s%s\n", reg_type_str(env, PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED),
5269                         targ_name);
5270         else
5271                 verbose(env, "\n");
5272         return -EINVAL;
5273 }
5274
5275 static bool in_sleepable(struct bpf_verifier_env *env)
5276 {
5277         return env->prog->sleepable;
5278 }
5279
5280 /* The non-sleepable programs and sleepable programs with explicit bpf_rcu_read_lock()
5281  * can dereference RCU protected pointers and result is PTR_TRUSTED.
5282  */
5283 static bool in_rcu_cs(struct bpf_verifier_env *env)
5284 {
5285         return env->cur_state->active_rcu_lock ||
5286                env->cur_state->active_lock.ptr ||
5287                !in_sleepable(env);
5288 }
5289
5290 /* Once GCC supports btf_type_tag the following mechanism will be replaced with tag check */
5291 BTF_SET_START(rcu_protected_types)
5292 BTF_ID(struct, prog_test_ref_kfunc)
5293 #ifdef CONFIG_CGROUPS
5294 BTF_ID(struct, cgroup)
5295 #endif
5296 #ifdef CONFIG_BPF_JIT
5297 BTF_ID(struct, bpf_cpumask)
5298 #endif
5299 BTF_ID(struct, task_struct)
5300 BTF_SET_END(rcu_protected_types)
5301
5302 static bool rcu_protected_object(const struct btf *btf, u32 btf_id)
5303 {
5304         if (!btf_is_kernel(btf))
5305                 return true;
5306         return btf_id_set_contains(&rcu_protected_types, btf_id);
5307 }
5308
5309 static struct btf_record *kptr_pointee_btf_record(struct btf_field *kptr_field)
5310 {
5311         struct btf_struct_meta *meta;
5312
5313         if (btf_is_kernel(kptr_field->kptr.btf))
5314                 return NULL;
5315
5316         meta = btf_find_struct_meta(kptr_field->kptr.btf,
5317                                     kptr_field->kptr.btf_id);
5318
5319         return meta ? meta->record : NULL;
5320 }
5321
5322 static bool rcu_safe_kptr(const struct btf_field *field)
5323 {
5324         const struct btf_field_kptr *kptr = &field->kptr;
5325
5326         return field->type == BPF_KPTR_PERCPU ||
5327                (field->type == BPF_KPTR_REF && rcu_protected_object(kptr->btf, kptr->btf_id));
5328 }
5329
5330 static u32 btf_ld_kptr_type(struct bpf_verifier_env *env, struct btf_field *kptr_field)
5331 {
5332         struct btf_record *rec;
5333         u32 ret;
5334
5335         ret = PTR_MAYBE_NULL;
5336         if (rcu_safe_kptr(kptr_field) && in_rcu_cs(env)) {
5337                 ret |= MEM_RCU;
5338                 if (kptr_field->type == BPF_KPTR_PERCPU)
5339                         ret |= MEM_PERCPU;
5340                 else if (!btf_is_kernel(kptr_field->kptr.btf))
5341                         ret |= MEM_ALLOC;
5342
5343                 rec = kptr_pointee_btf_record(kptr_field);
5344                 if (rec && btf_record_has_field(rec, BPF_GRAPH_NODE))
5345                         ret |= NON_OWN_REF;
5346         } else {
5347                 ret |= PTR_UNTRUSTED;
5348         }
5349
5350         return ret;
5351 }
5352
5353 static int check_map_kptr_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
5354                                  int value_regno, int insn_idx,
5355                                  struct btf_field *kptr_field)
5356 {
5357         struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[insn_idx];
5358         int class = BPF_CLASS(insn->code);
5359         struct bpf_reg_state *val_reg;
5360
5361         /* Things we already checked for in check_map_access and caller:
5362          *  - Reject cases where variable offset may touch kptr
5363          *  - size of access (must be BPF_DW)
5364          *  - tnum_is_const(reg->var_off)
5365          *  - kptr_field->offset == off + reg->var_off.value
5366          */
5367         /* Only BPF_[LDX,STX,ST] | BPF_MEM | BPF_DW is supported */
5368         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM) {
5369                 verbose(env, "kptr in map can only be accessed using BPF_MEM instruction mode\n");
5370                 return -EACCES;
5371         }
5372
5373         /* We only allow loading referenced kptr, since it will be marked as
5374          * untrusted, similar to unreferenced kptr.
5375          */
5376         if (class != BPF_LDX &&
5377             (kptr_field->type == BPF_KPTR_REF || kptr_field->type == BPF_KPTR_PERCPU)) {
5378                 verbose(env, "store to referenced kptr disallowed\n");
5379                 return -EACCES;
5380         }
5381
5382         if (class == BPF_LDX) {
5383                 val_reg = reg_state(env, value_regno);
5384                 /* We can simply mark the value_regno receiving the pointer
5385                  * value from map as PTR_TO_BTF_ID, with the correct type.
5386                  */
5387                 mark_btf_ld_reg(env, cur_regs(env), value_regno, PTR_TO_BTF_ID, kptr_field->kptr.btf,
5388                                 kptr_field->kptr.btf_id, btf_ld_kptr_type(env, kptr_field));
5389                 /* For mark_ptr_or_null_reg */
5390                 val_reg->id = ++env->id_gen;
5391         } else if (class == BPF_STX) {
5392                 val_reg = reg_state(env, value_regno);
5393                 if (!register_is_null(val_reg) &&
5394                     map_kptr_match_type(env, kptr_field, val_reg, value_regno))
5395                         return -EACCES;
5396         } else if (class == BPF_ST) {
5397                 if (insn->imm) {
5398                         verbose(env, "BPF_ST imm must be 0 when storing to kptr at off=%u\n",
5399                                 kptr_field->offset);
5400                         return -EACCES;
5401                 }
5402         } else {
5403                 verbose(env, "kptr in map can only be accessed using BPF_LDX/BPF_STX/BPF_ST\n");
5404                 return -EACCES;
5405         }
5406         return 0;
5407 }
5408
5409 /* check read/write into a map element with possible variable offset */
5410 static int check_map_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
5411                             int off, int size, bool zero_size_allowed,
5412                             enum bpf_access_src src)
5413 {
5414         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
5415         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
5416         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
5417         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
5418         struct btf_record *rec;
5419         int err, i;
5420
5421         err = check_mem_region_access(env, regno, off, size, map->value_size,
5422                                       zero_size_allowed);
5423         if (err)
5424                 return err;
5425
5426         if (IS_ERR_OR_NULL(map->record))
5427                 return 0;
5428         rec = map->record;
5429         for (i = 0; i < rec->cnt; i++) {
5430                 struct btf_field *field = &rec->fields[i];
5431                 u32 p = field->offset;
5432
5433                 /* If any part of a field  can be touched by load/store, reject
5434                  * this program. To check that [x1, x2) overlaps with [y1, y2),
5435                  * it is sufficient to check x1 < y2 && y1 < x2.
5436                  */
5437                 if (reg->smin_value + off < p + btf_field_type_size(field->type) &&
5438                     p < reg->umax_value + off + size) {
5439                         switch (field->type) {
5440                         case BPF_KPTR_UNREF:
5441                         case BPF_KPTR_REF:
5442                         case BPF_KPTR_PERCPU:
5443                                 if (src != ACCESS_DIRECT) {
5444                                         verbose(env, "kptr cannot be accessed indirectly by helper\n");
5445                                         return -EACCES;
5446                                 }
5447                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
5448                                         verbose(env, "kptr access cannot have variable offset\n");
5449                                         return -EACCES;
5450                                 }
5451                                 if (p != off + reg->var_off.value) {
5452                                         verbose(env, "kptr access misaligned expected=%u off=%llu\n",
5453                                                 p, off + reg->var_off.value);
5454                                         return -EACCES;
5455                                 }
5456                                 if (size != bpf_size_to_bytes(BPF_DW)) {
5457                                         verbose(env, "kptr access size must be BPF_DW\n");
5458                                         return -EACCES;
5459                                 }
5460                                 break;
5461                         default:
5462                                 verbose(env, "%s cannot be accessed directly by load/store\n",
5463                                         btf_field_type_name(field->type));
5464                                 return -EACCES;
5465                         }
5466                 }
5467         }
5468         return 0;
5469 }
5470
5471 #define MAX_PACKET_OFF 0xffff
5472
5473 static bool may_access_direct_pkt_data(struct bpf_verifier_env *env,
5474                                        const struct bpf_call_arg_meta *meta,
5475                                        enum bpf_access_type t)
5476 {
5477         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
5478
5479         switch (prog_type) {
5480         /* Program types only with direct read access go here! */
5481         case BPF_PROG_TYPE_LWT_IN:
5482         case BPF_PROG_TYPE_LWT_OUT:
5483         case BPF_PROG_TYPE_LWT_SEG6LOCAL:
5484         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
5485         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
5486         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
5487                 if (t == BPF_WRITE)
5488                         return false;
5489                 fallthrough;
5490
5491         /* Program types with direct read + write access go here! */
5492         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
5493         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
5494         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
5495         case BPF_PROG_TYPE_LWT_XMIT:
5496         case BPF_PROG_TYPE_SK_SKB:
5497         case BPF_PROG_TYPE_SK_MSG:
5498                 if (meta)
5499                         return meta->pkt_access;
5500
5501                 env->seen_direct_write = true;
5502                 return true;
5503
5504         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
5505                 if (t == BPF_WRITE)
5506                         env->seen_direct_write = true;
5507
5508                 return true;
5509
5510         default:
5511                 return false;
5512         }
5513 }
5514
5515 static int check_packet_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno, int off,
5516                                int size, bool zero_size_allowed)
5517 {
5518         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
5519         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
5520         int err;
5521
5522         /* We may have added a variable offset to the packet pointer; but any
5523          * reg->range we have comes after that.  We are only checking the fixed
5524          * offset.
5525          */
5526
5527         /* We don't allow negative numbers, because we aren't tracking enough
5528          * detail to prove they're safe.
5529          */
5530         if (reg->smin_value < 0) {
5531                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
5532                         regno);
5533                 return -EACCES;
5534         }
5535
5536         err = reg->range < 0 ? -EINVAL :
5537               __check_mem_access(env, regno, off, size, reg->range,
5538                                  zero_size_allowed);
5539         if (err) {
5540                 verbose(env, "R%d offset is outside of the packet\n", regno);
5541                 return err;
5542         }
5543
5544         /* __check_mem_access has made sure "off + size - 1" is within u16.
5545          * reg->umax_value can't be bigger than MAX_PACKET_OFF which is 0xffff,
5546          * otherwise find_good_pkt_pointers would have refused to set range info
5547          * that __check_mem_access would have rejected this pkt access.
5548          * Therefore, "off + reg->umax_value + size - 1" won't overflow u32.
5549          */
5550         env->prog->aux->max_pkt_offset =
5551                 max_t(u32, env->prog->aux->max_pkt_offset,
5552                       off + reg->umax_value + size - 1);
5553
5554         return err;
5555 }
5556
5557 /* check access to 'struct bpf_context' fields.  Supports fixed offsets only */
5558 static int check_ctx_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, int off, int size,
5559                             enum bpf_access_type t, enum bpf_reg_type *reg_type,
5560                             struct btf **btf, u32 *btf_id)
5561 {
5562         struct bpf_insn_access_aux info = {
5563                 .reg_type = *reg_type,
5564                 .log = &env->log,
5565         };
5566
5567         if (env->ops->is_valid_access &&
5568             env->ops->is_valid_access(off, size, t, env->prog, &info)) {
5569                 /* A non zero info.ctx_field_size indicates that this field is a
5570                  * candidate for later verifier transformation to load the whole
5571                  * field and then apply a mask when accessed with a narrower
5572                  * access than actual ctx access size. A zero info.ctx_field_size
5573                  * will only allow for whole field access and rejects any other
5574                  * type of narrower access.
5575                  */
5576                 *reg_type = info.reg_type;
5577
5578                 if (base_type(*reg_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
5579                         *btf = info.btf;
5580                         *btf_id = info.btf_id;
5581                 } else {
5582                         env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size = info.ctx_field_size;
5583                 }
5584                 /* remember the offset of last byte accessed in ctx */
5585                 if (env->prog->aux->max_ctx_offset < off + size)
5586                         env->prog->aux->max_ctx_offset = off + size;
5587                 return 0;
5588         }
5589
5590         verbose(env, "invalid bpf_context access off=%d size=%d\n", off, size);
5591         return -EACCES;
5592 }
5593
5594 static int check_flow_keys_access(struct bpf_verifier_env *env, int off,
5595                                   int size)
5596 {
5597         if (size < 0 || off < 0 ||
5598             (u64)off + size > sizeof(struct bpf_flow_keys)) {
5599                 verbose(env, "invalid access to flow keys off=%d size=%d\n",
5600                         off, size);
5601                 return -EACCES;
5602         }
5603         return 0;
5604 }
5605
5606 static int check_sock_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx,
5607                              u32 regno, int off, int size,
5608                              enum bpf_access_type t)
5609 {
5610         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
5611         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
5612         struct bpf_insn_access_aux info = {};
5613         bool valid;
5614
5615         if (reg->smin_value < 0) {
5616                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
5617                         regno);
5618                 return -EACCES;
5619         }
5620
5621         switch (reg->type) {
5622         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
5623                 valid = bpf_sock_common_is_valid_access(off, size, t, &info);
5624                 break;
5625         case PTR_TO_SOCKET:
5626                 valid = bpf_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
5627                 break;
5628         case PTR_TO_TCP_SOCK:
5629                 valid = bpf_tcp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
5630                 break;
5631         case PTR_TO_XDP_SOCK:
5632                 valid = bpf_xdp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
5633                 break;
5634         default:
5635                 valid = false;
5636         }
5637
5638
5639         if (valid) {
5640                 env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size =
5641                         info.ctx_field_size;
5642                 return 0;
5643         }
5644
5645         verbose(env, "R%d invalid %s access off=%d size=%d\n",
5646                 regno, reg_type_str(env, reg->type), off, size);
5647
5648         return -EACCES;
5649 }
5650
5651 static bool is_pointer_value(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5652 {
5653         return __is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg_state(env, regno));
5654 }
5655
5656 static bool is_ctx_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5657 {
5658         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5659
5660         return reg->type == PTR_TO_CTX;
5661 }
5662
5663 static bool is_sk_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5664 {
5665         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5666
5667         return type_is_sk_pointer(reg->type);
5668 }
5669
5670 static bool is_pkt_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5671 {
5672         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5673
5674         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
5675 }
5676
5677 static bool is_flow_key_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5678 {
5679         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5680
5681         /* Separate to is_ctx_reg() since we still want to allow BPF_ST here. */
5682         return reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS;
5683 }
5684
5685 static u32 *reg2btf_ids[__BPF_REG_TYPE_MAX] = {
5686 #ifdef CONFIG_NET
5687         [PTR_TO_SOCKET] = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK],
5688         [PTR_TO_SOCK_COMMON] = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK_COMMON],
5689         [PTR_TO_TCP_SOCK] = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_TCP],
5690 #endif
5691         [CONST_PTR_TO_MAP] = btf_bpf_map_id,
5692 };
5693
5694 static bool is_trusted_reg(const struct bpf_reg_state *reg)
5695 {
5696         /* A referenced register is always trusted. */
5697         if (reg->ref_obj_id)
5698                 return true;
5699
5700         /* Types listed in the reg2btf_ids are always trusted */
5701         if (reg2btf_ids[base_type(reg->type)])
5702                 return true;
5703
5704         /* If a register is not referenced, it is trusted if it has the
5705          * MEM_ALLOC or PTR_TRUSTED type modifiers, and no others. Some of the
5706          * other type modifiers may be safe, but we elect to take an opt-in
5707          * approach here as some (e.g. PTR_UNTRUSTED and PTR_MAYBE_NULL) are
5708          * not.
5709          *
5710          * Eventually, we should make PTR_TRUSTED the single source of truth
5711          * for whether a register is trusted.
5712          */
5713         return type_flag(reg->type) & BPF_REG_TRUSTED_MODIFIERS &&
5714                !bpf_type_has_unsafe_modifiers(reg->type);
5715 }
5716
5717 static bool is_rcu_reg(const struct bpf_reg_state *reg)
5718 {
5719         return reg->type & MEM_RCU;
5720 }
5721
5722 static void clear_trusted_flags(enum bpf_type_flag *flag)
5723 {
5724         *flag &= ~(BPF_REG_TRUSTED_MODIFIERS | MEM_RCU);
5725 }
5726
5727 static int check_pkt_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
5728                                    const struct bpf_reg_state *reg,
5729                                    int off, int size, bool strict)
5730 {
5731         struct tnum reg_off;
5732         int ip_align;
5733
5734         /* Byte size accesses are always allowed. */
5735         if (!strict || size == 1)
5736                 return 0;
5737
5738         /* For platforms that do not have a Kconfig enabling
5739          * CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS the value of
5740          * NET_IP_ALIGN is universally set to '2'.  And on platforms
5741          * that do set CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS, we get
5742          * to this code only in strict mode where we want to emulate
5743          * the NET_IP_ALIGN==2 checking.  Therefore use an
5744          * unconditional IP align value of '2'.
5745          */
5746         ip_align = 2;
5747
5748         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(ip_align + reg->off + off));
5749         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
5750                 char tn_buf[48];
5751
5752                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5753                 verbose(env,
5754                         "misaligned packet access off %d+%s+%d+%d size %d\n",
5755                         ip_align, tn_buf, reg->off, off, size);
5756                 return -EACCES;
5757         }
5758
5759         return 0;
5760 }
5761
5762 static int check_generic_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
5763                                        const struct bpf_reg_state *reg,
5764                                        const char *pointer_desc,
5765                                        int off, int size, bool strict)
5766 {
5767         struct tnum reg_off;
5768
5769         /* Byte size accesses are always allowed. */
5770         if (!strict || size == 1)
5771                 return 0;
5772
5773         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(reg->off + off));
5774         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
5775                 char tn_buf[48];
5776
5777                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5778                 verbose(env, "misaligned %saccess off %s+%d+%d size %d\n",
5779                         pointer_desc, tn_buf, reg->off, off, size);
5780                 return -EACCES;
5781         }
5782
5783         return 0;
5784 }
5785
5786 static int check_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
5787                                const struct bpf_reg_state *reg, int off,
5788                                int size, bool strict_alignment_once)
5789 {
5790         bool strict = env->strict_alignment || strict_alignment_once;
5791         const char *pointer_desc = "";
5792
5793         switch (reg->type) {
5794         case PTR_TO_PACKET:
5795         case PTR_TO_PACKET_META:
5796                 /* Special case, because of NET_IP_ALIGN. Given metadata sits
5797                  * right in front, treat it the very same way.
5798                  */
5799                 return check_pkt_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict);
5800         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
5801                 pointer_desc = "flow keys ";
5802                 break;
5803         case PTR_TO_MAP_KEY:
5804                 pointer_desc = "key ";
5805                 break;
5806         case PTR_TO_MAP_VALUE:
5807                 pointer_desc = "value ";
5808                 break;
5809         case PTR_TO_CTX:
5810                 pointer_desc = "context ";
5811                 break;
5812         case PTR_TO_STACK:
5813                 pointer_desc = "stack ";
5814                 /* The stack spill tracking logic in check_stack_write_fixed_off()
5815                  * and check_stack_read_fixed_off() relies on stack accesses being
5816                  * aligned.
5817                  */
5818                 strict = true;
5819                 break;
5820         case PTR_TO_SOCKET:
5821                 pointer_desc = "sock ";
5822                 break;
5823         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
5824                 pointer_desc = "sock_common ";
5825                 break;
5826         case PTR_TO_TCP_SOCK:
5827                 pointer_desc = "tcp_sock ";
5828                 break;
5829         case PTR_TO_XDP_SOCK:
5830                 pointer_desc = "xdp_sock ";
5831                 break;
5832         case PTR_TO_ARENA:
5833                 return 0;
5834         default:
5835                 break;
5836         }
5837         return check_generic_ptr_alignment(env, reg, pointer_desc, off, size,
5838                                            strict);
5839 }
5840
5841 static int round_up_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env, int stack_depth)
5842 {
5843         if (env->prog->jit_requested)
5844                 return round_up(stack_depth, 16);
5845
5846         /* round up to 32-bytes, since this is granularity
5847          * of interpreter stack size
5848          */
5849         return round_up(max_t(u32, stack_depth, 1), 32);
5850 }
5851
5852 /* starting from main bpf function walk all instructions of the function
5853  * and recursively walk all callees that given function can call.
5854  * Ignore jump and exit insns.
5855  * Since recursion is prevented by check_cfg() this algorithm
5856  * only needs a local stack of MAX_CALL_FRAMES to remember callsites
5857  */
5858 static int check_max_stack_depth_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
5859 {
5860         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
5861         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
5862         int depth = 0, frame = 0, i, subprog_end;
5863         bool tail_call_reachable = false;
5864         int ret_insn[MAX_CALL_FRAMES];
5865         int ret_prog[MAX_CALL_FRAMES];
5866         int j;
5867
5868         i = subprog[idx].start;
5869 process_func:
5870         /* protect against potential stack overflow that might happen when
5871          * bpf2bpf calls get combined with tailcalls. Limit the caller's stack
5872          * depth for such case down to 256 so that the worst case scenario
5873          * would result in 8k stack size (32 which is tailcall limit * 256 =
5874          * 8k).
5875          *
5876          * To get the idea what might happen, see an example:
5877          * func1 -> sub rsp, 128
5878          *  subfunc1 -> sub rsp, 256
5879          *  tailcall1 -> add rsp, 256
5880          *   func2 -> sub rsp, 192 (total stack size = 128 + 192 = 320)
5881          *   subfunc2 -> sub rsp, 64
5882          *   subfunc22 -> sub rsp, 128
5883          *   tailcall2 -> add rsp, 128
5884          *    func3 -> sub rsp, 32 (total stack size 128 + 192 + 64 + 32 = 416)
5885          *
5886          * tailcall will unwind the current stack frame but it will not get rid
5887          * of caller's stack as shown on the example above.
5888          */
5889         if (idx && subprog[idx].has_tail_call && depth >= 256) {
5890                 verbose(env,
5891                         "tail_calls are not allowed when call stack of previous frames is %d bytes. Too large\n",
5892                         depth);
5893                 return -EACCES;
5894         }
5895         depth += round_up_stack_depth(env, subprog[idx].stack_depth);
5896         if (depth > MAX_BPF_STACK) {
5897                 verbose(env, "combined stack size of %d calls is %d. Too large\n",
5898                         frame + 1, depth);
5899                 return -EACCES;
5900         }
5901 continue_func:
5902         subprog_end = subprog[idx + 1].start;
5903         for (; i < subprog_end; i++) {
5904                 int next_insn, sidx;
5905
5906                 if (bpf_pseudo_kfunc_call(insn + i) && !insn[i].off) {
5907                         bool err = false;
5908
5909                         if (!is_bpf_throw_kfunc(insn + i))
5910                                 continue;
5911                         if (subprog[idx].is_cb)
5912                                 err = true;
5913                         for (int c = 0; c < frame && !err; c++) {
5914                                 if (subprog[ret_prog[c]].is_cb) {
5915                                         err = true;
5916                                         break;
5917                                 }
5918                         }
5919                         if (!err)
5920                                 continue;
5921                         verbose(env,
5922                                 "bpf_throw kfunc (insn %d) cannot be called from callback subprog %d\n",
5923                                 i, idx);
5924                         return -EINVAL;
5925                 }
5926
5927                 if (!bpf_pseudo_call(insn + i) && !bpf_pseudo_func(insn + i))
5928                         continue;
5929                 /* remember insn and function to return to */
5930                 ret_insn[frame] = i + 1;
5931                 ret_prog[frame] = idx;
5932
5933                 /* find the callee */
5934                 next_insn = i + insn[i].imm + 1;
5935                 sidx = find_subprog(env, next_insn);
5936                 if (sidx < 0) {
5937                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
5938                                   next_insn);
5939                         return -EFAULT;
5940                 }
5941                 if (subprog[sidx].is_async_cb) {
5942                         if (subprog[sidx].has_tail_call) {
5943                                 verbose(env, "verifier bug. subprog has tail_call and async cb\n");
5944                                 return -EFAULT;
5945                         }
5946                         /* async callbacks don't increase bpf prog stack size unless called directly */
5947                         if (!bpf_pseudo_call(insn + i))
5948                                 continue;
5949                         if (subprog[sidx].is_exception_cb) {
5950                                 verbose(env, "insn %d cannot call exception cb directly\n", i);
5951                                 return -EINVAL;
5952                         }
5953                 }
5954                 i = next_insn;
5955                 idx = sidx;
5956
5957                 if (subprog[idx].has_tail_call)
5958                         tail_call_reachable = true;
5959
5960                 frame++;
5961                 if (frame >= MAX_CALL_FRAMES) {
5962                         verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep !\n",
5963                                 frame);
5964                         return -E2BIG;
5965                 }
5966                 goto process_func;
5967         }
5968         /* if tail call got detected across bpf2bpf calls then mark each of the
5969          * currently present subprog frames as tail call reachable subprogs;
5970          * this info will be utilized by JIT so that we will be preserving the
5971          * tail call counter throughout bpf2bpf calls combined with tailcalls
5972          */
5973         if (tail_call_reachable)
5974                 for (j = 0; j < frame; j++) {
5975                         if (subprog[ret_prog[j]].is_exception_cb) {
5976                                 verbose(env, "cannot tail call within exception cb\n");
5977                                 return -EINVAL;
5978                         }
5979                         subprog[ret_prog[j]].tail_call_reachable = true;
5980                 }
5981         if (subprog[0].tail_call_reachable)
5982                 env->prog->aux->tail_call_reachable = true;
5983
5984         /* end of for() loop means the last insn of the 'subprog'
5985          * was reached. Doesn't matter whether it was JA or EXIT
5986          */
5987         if (frame == 0)
5988                 return 0;
5989         depth -= round_up_stack_depth(env, subprog[idx].stack_depth);
5990         frame--;
5991         i = ret_insn[frame];
5992         idx = ret_prog[frame];
5993         goto continue_func;
5994 }
5995
5996 static int check_max_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env)
5997 {
5998         struct bpf_subprog_info *si = env->subprog_info;
5999         int ret;
6000
6001         for (int i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
6002                 if (!i || si[i].is_async_cb) {
6003                         ret = check_max_stack_depth_subprog(env, i);
6004                         if (ret < 0)
6005                                 return ret;
6006                 }
6007                 continue;
6008         }
6009         return 0;
6010 }
6011
6012 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
6013 static int get_callee_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
6014                                   const struct bpf_insn *insn, int idx)
6015 {
6016         int start = idx + insn->imm + 1, subprog;
6017
6018         subprog = find_subprog(env, start);
6019         if (subprog < 0) {
6020                 WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
6021                           start);
6022                 return -EFAULT;
6023         }
6024         return env->subprog_info[subprog].stack_depth;
6025 }
6026 #endif
6027
6028 static int __check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
6029                                  const char *buf_info,
6030                                  const struct bpf_reg_state *reg,
6031                                  int regno, int off, int size)
6032 {
6033         if (off < 0) {
6034                 verbose(env,
6035                         "R%d invalid %s buffer access: off=%d, size=%d\n",
6036                         regno, buf_info, off, size);
6037                 return -EACCES;
6038         }
6039         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
6040                 char tn_buf[48];
6041
6042                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
6043                 verbose(env,
6044                         "R%d invalid variable buffer offset: off=%d, var_off=%s\n",
6045                         regno, off, tn_buf);
6046                 return -EACCES;
6047         }
6048
6049         return 0;
6050 }
6051
6052 static int check_tp_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
6053                                   const struct bpf_reg_state *reg,
6054                                   int regno, int off, int size)
6055 {
6056         int err;
6057
6058         err = __check_buffer_access(env, "tracepoint", reg, regno, off, size);
6059         if (err)
6060                 return err;
6061
6062         if (off + size > env->prog->aux->max_tp_access)
6063                 env->prog->aux->max_tp_access = off + size;
6064
6065         return 0;
6066 }
6067
6068 static int check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
6069                                const struct bpf_reg_state *reg,
6070                                int regno, int off, int size,
6071                                bool zero_size_allowed,
6072                                u32 *max_access)
6073 {
6074         const char *buf_info = type_is_rdonly_mem(reg->type) ? "rdonly" : "rdwr";
6075         int err;
6076
6077         err = __check_buffer_access(env, buf_info, reg, regno, off, size);
6078         if (err)
6079                 return err;
6080
6081         if (off + size > *max_access)
6082                 *max_access = off + size;
6083
6084         return 0;
6085 }
6086
6087 /* BPF architecture zero extends alu32 ops into 64-bit registesr */
6088 static void zext_32_to_64(struct bpf_reg_state *reg)
6089 {
6090         reg->var_off = tnum_subreg(reg->var_off);
6091         __reg_assign_32_into_64(reg);
6092 }
6093
6094 /* truncate register to smaller size (in bytes)
6095  * must be called with size < BPF_REG_SIZE
6096  */
6097 static void coerce_reg_to_size(struct bpf_reg_state *reg, int size)
6098 {
6099         u64 mask;
6100
6101         /* clear high bits in bit representation */
6102         reg->var_off = tnum_cast(reg->var_off, size);
6103
6104         /* fix arithmetic bounds */
6105         mask = ((u64)1 << (size * 8)) - 1;
6106         if ((reg->umin_value & ~mask) == (reg->umax_value & ~mask)) {
6107                 reg->umin_value &= mask;
6108                 reg->umax_value &= mask;
6109         } else {
6110                 reg->umin_value = 0;
6111                 reg->umax_value = mask;
6112         }
6113         reg->smin_value = reg->umin_value;
6114         reg->smax_value = reg->umax_value;
6115
6116         /* If size is smaller than 32bit register the 32bit register
6117          * values are also truncated so we push 64-bit bounds into
6118          * 32-bit bounds. Above were truncated < 32-bits already.
6119          */
6120         if (size < 4)
6121                 __mark_reg32_unbounded(reg);
6122
6123         reg_bounds_sync(reg);
6124 }
6125
6126 static void set_sext64_default_val(struct bpf_reg_state *reg, int size)
6127 {
6128         if (size == 1) {
6129                 reg->smin_value = reg->s32_min_value = S8_MIN;
6130                 reg->smax_value = reg->s32_max_value = S8_MAX;
6131         } else if (size == 2) {
6132                 reg->smin_value = reg->s32_min_value = S16_MIN;
6133                 reg->smax_value = reg->s32_max_value = S16_MAX;
6134         } else {
6135                 /* size == 4 */
6136                 reg->smin_value = reg->s32_min_value = S32_MIN;
6137                 reg->smax_value = reg->s32_max_value = S32_MAX;
6138         }
6139         reg->umin_value = reg->u32_min_value = 0;
6140         reg->umax_value = U64_MAX;
6141         reg->u32_max_value = U32_MAX;
6142         reg->var_off = tnum_unknown;
6143 }
6144
6145 static void coerce_reg_to_size_sx(struct bpf_reg_state *reg, int size)
6146 {
6147         s64 init_s64_max, init_s64_min, s64_max, s64_min, u64_cval;
6148         u64 top_smax_value, top_smin_value;
6149         u64 num_bits = size * 8;
6150
6151         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6152                 u64_cval = reg->var_off.value;
6153                 if (size == 1)
6154                         reg->var_off = tnum_const((s8)u64_cval);
6155                 else if (size == 2)
6156                         reg->var_off = tnum_const((s16)u64_cval);
6157                 else
6158                         /* size == 4 */
6159                         reg->var_off = tnum_const((s32)u64_cval);
6160
6161                 u64_cval = reg->var_off.value;
6162                 reg->smax_value = reg->smin_value = u64_cval;
6163                 reg->umax_value = reg->umin_value = u64_cval;
6164                 reg->s32_max_value = reg->s32_min_value = u64_cval;
6165                 reg->u32_max_value = reg->u32_min_value = u64_cval;
6166                 return;
6167         }
6168
6169         top_smax_value = ((u64)reg->smax_value >> num_bits) << num_bits;
6170         top_smin_value = ((u64)reg->smin_value >> num_bits) << num_bits;
6171
6172         if (top_smax_value != top_smin_value)
6173                 goto out;
6174
6175         /* find the s64_min and s64_min after sign extension */
6176         if (size == 1) {
6177                 init_s64_max = (s8)reg->smax_value;
6178                 init_s64_min = (s8)reg->smin_value;
6179         } else if (size == 2) {
6180                 init_s64_max = (s16)reg->smax_value;
6181                 init_s64_min = (s16)reg->smin_value;
6182         } else {
6183                 init_s64_max = (s32)reg->smax_value;
6184                 init_s64_min = (s32)reg->smin_value;
6185         }
6186
6187         s64_max = max(init_s64_max, init_s64_min);
6188         s64_min = min(init_s64_max, init_s64_min);
6189
6190         /* both of s64_max/s64_min positive or negative */
6191         if ((s64_max >= 0) == (s64_min >= 0)) {
6192                 reg->smin_value = reg->s32_min_value = s64_min;
6193                 reg->smax_value = reg->s32_max_value = s64_max;
6194                 reg->umin_value = reg->u32_min_value = s64_min;
6195                 reg->umax_value = reg->u32_max_value = s64_max;
6196                 reg->var_off = tnum_range(s64_min, s64_max);
6197                 return;
6198         }
6199
6200 out:
6201         set_sext64_default_val(reg, size);
6202 }
6203
6204 static void set_sext32_default_val(struct bpf_reg_state *reg, int size)
6205 {
6206         if (size == 1) {
6207                 reg->s32_min_value = S8_MIN;
6208                 reg->s32_max_value = S8_MAX;
6209         } else {
6210                 /* size == 2 */
6211                 reg->s32_min_value = S16_MIN;
6212                 reg->s32_max_value = S16_MAX;
6213         }
6214         reg->u32_min_value = 0;
6215         reg->u32_max_value = U32_MAX;
6216 }
6217
6218 static void coerce_subreg_to_size_sx(struct bpf_reg_state *reg, int size)
6219 {
6220         s32 init_s32_max, init_s32_min, s32_max, s32_min, u32_val;
6221         u32 top_smax_value, top_smin_value;
6222         u32 num_bits = size * 8;
6223
6224         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6225                 u32_val = reg->var_off.value;
6226                 if (size == 1)
6227                         reg->var_off = tnum_const((s8)u32_val);
6228                 else
6229                         reg->var_off = tnum_const((s16)u32_val);
6230
6231                 u32_val = reg->var_off.value;
6232                 reg->s32_min_value = reg->s32_max_value = u32_val;
6233                 reg->u32_min_value = reg->u32_max_value = u32_val;
6234                 return;
6235         }
6236
6237         top_smax_value = ((u32)reg->s32_max_value >> num_bits) << num_bits;
6238         top_smin_value = ((u32)reg->s32_min_value >> num_bits) << num_bits;
6239
6240         if (top_smax_value != top_smin_value)
6241                 goto out;
6242
6243         /* find the s32_min and s32_min after sign extension */
6244         if (size == 1) {
6245                 init_s32_max = (s8)reg->s32_max_value;
6246                 init_s32_min = (s8)reg->s32_min_value;
6247         } else {
6248                 /* size == 2 */
6249                 init_s32_max = (s16)reg->s32_max_value;
6250                 init_s32_min = (s16)reg->s32_min_value;
6251         }
6252         s32_max = max(init_s32_max, init_s32_min);
6253         s32_min = min(init_s32_max, init_s32_min);
6254
6255         if ((s32_min >= 0) == (s32_max >= 0)) {
6256                 reg->s32_min_value = s32_min;
6257                 reg->s32_max_value = s32_max;
6258                 reg->u32_min_value = (u32)s32_min;
6259                 reg->u32_max_value = (u32)s32_max;
6260                 return;
6261         }
6262
6263 out:
6264         set_sext32_default_val(reg, size);
6265 }
6266
6267 static bool bpf_map_is_rdonly(const struct bpf_map *map)
6268 {
6269         /* A map is considered read-only if the following condition are true:
6270          *
6271          * 1) BPF program side cannot change any of the map content. The
6272          *    BPF_F_RDONLY_PROG flag is throughout the lifetime of a map
6273          *    and was set at map creation time.
6274          * 2) The map value(s) have been initialized from user space by a
6275          *    loader and then "frozen", such that no new map update/delete
6276          *    operations from syscall side are possible for the rest of
6277          *    the map's lifetime from that point onwards.
6278          * 3) Any parallel/pending map update/delete operations from syscall
6279          *    side have been completed. Only after that point, it's safe to
6280          *    assume that map value(s) are immutable.
6281          */
6282         return (map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) &&
6283                READ_ONCE(map->frozen) &&
6284                !bpf_map_write_active(map);
6285 }
6286
6287 static int bpf_map_direct_read(struct bpf_map *map, int off, int size, u64 *val,
6288                                bool is_ldsx)
6289 {
6290         void *ptr;
6291         u64 addr;
6292         int err;
6293
6294         err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
6295         if (err)
6296                 return err;
6297         ptr = (void *)(long)addr + off;
6298
6299         switch (size) {
6300         case sizeof(u8):
6301                 *val = is_ldsx ? (s64)*(s8 *)ptr : (u64)*(u8 *)ptr;
6302                 break;
6303         case sizeof(u16):
6304                 *val = is_ldsx ? (s64)*(s16 *)ptr : (u64)*(u16 *)ptr;
6305                 break;
6306         case sizeof(u32):
6307                 *val = is_ldsx ? (s64)*(s32 *)ptr : (u64)*(u32 *)ptr;
6308                 break;
6309         case sizeof(u64):
6310                 *val = *(u64 *)ptr;
6311                 break;
6312         default:
6313                 return -EINVAL;
6314         }
6315         return 0;
6316 }
6317
6318 #define BTF_TYPE_SAFE_RCU(__type)  __PASTE(__type, __safe_rcu)
6319 #define BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(__type)  __PASTE(__type, __safe_rcu_or_null)
6320 #define BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(__type)  __PASTE(__type, __safe_trusted)
6321
6322 /*
6323  * Allow list few fields as RCU trusted or full trusted.
6324  * This logic doesn't allow mix tagging and will be removed once GCC supports
6325  * btf_type_tag.
6326  */
6327
6328 /* RCU trusted: these fields are trusted in RCU CS and never NULL */
6329 BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct task_struct) {
6330         const cpumask_t *cpus_ptr;
6331         struct css_set __rcu *cgroups;
6332         struct task_struct __rcu *real_parent;
6333         struct task_struct *group_leader;
6334 };
6335
6336 BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct cgroup) {
6337         /* cgrp->kn is always accessible as documented in kernel/cgroup/cgroup.c */
6338         struct kernfs_node *kn;
6339 };
6340
6341 BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct css_set) {
6342         struct cgroup *dfl_cgrp;
6343 };
6344
6345 /* RCU trusted: these fields are trusted in RCU CS and can be NULL */
6346 BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct mm_struct) {
6347         struct file __rcu *exe_file;
6348 };
6349
6350 /* skb->sk, req->sk are not RCU protected, but we mark them as such
6351  * because bpf prog accessible sockets are SOCK_RCU_FREE.
6352  */
6353 BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct sk_buff) {
6354         struct sock *sk;
6355 };
6356
6357 BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct request_sock) {
6358         struct sock *sk;
6359 };
6360
6361 /* full trusted: these fields are trusted even outside of RCU CS and never NULL */
6362 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter_meta) {
6363         struct seq_file *seq;
6364 };
6365
6366 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter__task) {
6367         struct bpf_iter_meta *meta;
6368         struct task_struct *task;
6369 };
6370
6371 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct linux_binprm) {
6372         struct file *file;
6373 };
6374
6375 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct file) {
6376         struct inode *f_inode;
6377 };
6378
6379 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct dentry) {
6380         /* no negative dentry-s in places where bpf can see it */
6381         struct inode *d_inode;
6382 };
6383
6384 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct socket) {
6385         struct sock *sk;
6386 };
6387
6388 static bool type_is_rcu(struct bpf_verifier_env *env,
6389                         struct bpf_reg_state *reg,
6390                         const char *field_name, u32 btf_id)
6391 {
6392         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct task_struct));
6393         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct cgroup));
6394         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct css_set));
6395
6396         return btf_nested_type_is_trusted(&env->log, reg, field_name, btf_id, "__safe_rcu");
6397 }
6398
6399 static bool type_is_rcu_or_null(struct bpf_verifier_env *env,
6400                                 struct bpf_reg_state *reg,
6401                                 const char *field_name, u32 btf_id)
6402 {
6403         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct mm_struct));
6404         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct sk_buff));
6405         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct request_sock));
6406
6407         return btf_nested_type_is_trusted(&env->log, reg, field_name, btf_id, "__safe_rcu_or_null");
6408 }
6409
6410 static bool type_is_trusted(struct bpf_verifier_env *env,
6411                             struct bpf_reg_state *reg,
6412                             const char *field_name, u32 btf_id)
6413 {
6414         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter_meta));
6415         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter__task));
6416         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct linux_binprm));
6417         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct file));
6418         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct dentry));
6419         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct socket));
6420
6421         return btf_nested_type_is_trusted(&env->log, reg, field_name, btf_id, "__safe_trusted");
6422 }
6423
6424 static int check_ptr_to_btf_access(struct bpf_verifier_env *env,
6425                                    struct bpf_reg_state *regs,
6426                                    int regno, int off, int size,
6427                                    enum bpf_access_type atype,
6428                                    int value_regno)
6429 {
6430         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
6431         const struct btf_type *t = btf_type_by_id(reg->btf, reg->btf_id);
6432         const char *tname = btf_name_by_offset(reg->btf, t->name_off);
6433         const char *field_name = NULL;
6434         enum bpf_type_flag flag = 0;
6435         u32 btf_id = 0;
6436         int ret;
6437
6438         if (!env->allow_ptr_leaks) {
6439                 verbose(env,
6440                         "'struct %s' access is allowed only to CAP_PERFMON and CAP_SYS_ADMIN\n",
6441                         tname);
6442                 return -EPERM;
6443         }
6444         if (!env->prog->gpl_compatible && btf_is_kernel(reg->btf)) {
6445                 verbose(env,
6446                         "Cannot access kernel 'struct %s' from non-GPL compatible program\n",
6447                         tname);
6448                 return -EINVAL;
6449         }
6450         if (off < 0) {
6451                 verbose(env,
6452                         "R%d is ptr_%s invalid negative access: off=%d\n",
6453                         regno, tname, off);
6454                 return -EACCES;
6455         }
6456         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
6457                 char tn_buf[48];
6458
6459                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
6460                 verbose(env,
6461                         "R%d is ptr_%s invalid variable offset: off=%d, var_off=%s\n",
6462                         regno, tname, off, tn_buf);
6463                 return -EACCES;
6464         }
6465
6466         if (reg->type & MEM_USER) {
6467                 verbose(env,
6468                         "R%d is ptr_%s access user memory: off=%d\n",
6469                         regno, tname, off);
6470                 return -EACCES;
6471         }
6472
6473         if (reg->type & MEM_PERCPU) {
6474                 verbose(env,
6475                         "R%d is ptr_%s access percpu memory: off=%d\n",
6476                         regno, tname, off);
6477                 return -EACCES;
6478         }
6479
6480         if (env->ops->btf_struct_access && !type_is_alloc(reg->type) && atype == BPF_WRITE) {
6481                 if (!btf_is_kernel(reg->btf)) {
6482                         verbose(env, "verifier internal error: reg->btf must be kernel btf\n");
6483                         return -EFAULT;
6484                 }
6485                 ret = env->ops->btf_struct_access(&env->log, reg, off, size);
6486         } else {
6487                 /* Writes are permitted with default btf_struct_access for
6488                  * program allocated objects (which always have ref_obj_id > 0),
6489                  * but not for untrusted PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC.
6490                  */
6491                 if (atype != BPF_READ && !type_is_ptr_alloc_obj(reg->type)) {
6492                         verbose(env, "only read is supported\n");
6493                         return -EACCES;
6494                 }
6495
6496                 if (type_is_alloc(reg->type) && !type_is_non_owning_ref(reg->type) &&
6497                     !(reg->type & MEM_RCU) && !reg->ref_obj_id) {
6498                         verbose(env, "verifier internal error: ref_obj_id for allocated object must be non-zero\n");
6499                         return -EFAULT;
6500                 }
6501
6502                 ret = btf_struct_access(&env->log, reg, off, size, atype, &btf_id, &flag, &field_name);
6503         }
6504
6505         if (ret < 0)
6506                 return ret;
6507
6508         if (ret != PTR_TO_BTF_ID) {
6509                 /* just mark; */
6510
6511         } else if (type_flag(reg->type) & PTR_UNTRUSTED) {
6512                 /* If this is an untrusted pointer, all pointers formed by walking it
6513                  * also inherit the untrusted flag.
6514                  */
6515                 flag = PTR_UNTRUSTED;
6516
6517         } else if (is_trusted_reg(reg) || is_rcu_reg(reg)) {
6518                 /* By default any pointer obtained from walking a trusted pointer is no
6519                  * longer trusted, unless the field being accessed has explicitly been
6520                  * marked as inheriting its parent's state of trust (either full or RCU).
6521                  * For example:
6522                  * 'cgroups' pointer is untrusted if task->cgroups dereference
6523                  * happened in a sleepable program outside of bpf_rcu_read_lock()
6524                  * section. In a non-sleepable program it's trusted while in RCU CS (aka MEM_RCU).
6525                  * Note bpf_rcu_read_unlock() converts MEM_RCU pointers to PTR_UNTRUSTED.
6526                  *
6527                  * A regular RCU-protected pointer with __rcu tag can also be deemed
6528                  * trusted if we are in an RCU CS. Such pointer can be NULL.
6529                  */
6530                 if (type_is_trusted(env, reg, field_name, btf_id)) {
6531                         flag |= PTR_TRUSTED;
6532                 } else if (in_rcu_cs(env) && !type_may_be_null(reg->type)) {
6533                         if (type_is_rcu(env, reg, field_name, btf_id)) {
6534                                 /* ignore __rcu tag and mark it MEM_RCU */
6535                                 flag |= MEM_RCU;
6536                         } else if (flag & MEM_RCU ||
6537                                    type_is_rcu_or_null(env, reg, field_name, btf_id)) {
6538                                 /* __rcu tagged pointers can be NULL */
6539                                 flag |= MEM_RCU | PTR_MAYBE_NULL;
6540
6541                                 /* We always trust them */
6542                                 if (type_is_rcu_or_null(env, reg, field_name, btf_id) &&
6543                                     flag & PTR_UNTRUSTED)
6544                                         flag &= ~PTR_UNTRUSTED;
6545                         } else if (flag & (MEM_PERCPU | MEM_USER)) {
6546                                 /* keep as-is */
6547                         } else {
6548                                 /* walking unknown pointers yields old deprecated PTR_TO_BTF_ID */
6549                                 clear_trusted_flags(&flag);
6550                         }
6551                 } else {
6552                         /*
6553                          * If not in RCU CS or MEM_RCU pointer can be NULL then
6554                          * aggressively mark as untrusted otherwise such
6555                          * pointers will be plain PTR_TO_BTF_ID without flags
6556                          * and will be allowed to be passed into helpers for
6557                          * compat reasons.
6558                          */
6559                         flag = PTR_UNTRUSTED;
6560                 }
6561         } else {
6562                 /* Old compat. Deprecated */
6563                 clear_trusted_flags(&flag);
6564         }
6565
6566         if (atype == BPF_READ && value_regno >= 0)
6567                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, reg->btf, btf_id, flag);
6568
6569         return 0;
6570 }
6571
6572 static int check_ptr_to_map_access(struct bpf_verifier_env *env,
6573                                    struct bpf_reg_state *regs,
6574                                    int regno, int off, int size,
6575                                    enum bpf_access_type atype,
6576                                    int value_regno)
6577 {
6578         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
6579         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
6580         struct bpf_reg_state map_reg;
6581         enum bpf_type_flag flag = 0;
6582         const struct btf_type *t;
6583         const char *tname;
6584         u32 btf_id;
6585         int ret;
6586
6587         if (!btf_vmlinux) {
6588                 verbose(env, "map_ptr access not supported without CONFIG_DEBUG_INFO_BTF\n");
6589                 return -ENOTSUPP;
6590         }
6591
6592         if (!map->ops->map_btf_id || !*map->ops->map_btf_id) {
6593                 verbose(env, "map_ptr access not supported for map type %d\n",
6594                         map->map_type);
6595                 return -ENOTSUPP;
6596         }
6597
6598         t = btf_type_by_id(btf_vmlinux, *map->ops->map_btf_id);
6599         tname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, t->name_off);
6600
6601         if (!env->allow_ptr_leaks) {
6602                 verbose(env,
6603                         "'struct %s' access is allowed only to CAP_PERFMON and CAP_SYS_ADMIN\n",
6604                         tname);
6605                 return -EPERM;
6606         }
6607
6608         if (off < 0) {
6609                 verbose(env, "R%d is %s invalid negative access: off=%d\n",
6610                         regno, tname, off);
6611                 return -EACCES;
6612         }
6613
6614         if (atype != BPF_READ) {
6615                 verbose(env, "only read from %s is supported\n", tname);
6616                 return -EACCES;
6617         }
6618
6619         /* Simulate access to a PTR_TO_BTF_ID */
6620         memset(&map_reg, 0, sizeof(map_reg));
6621         mark_btf_ld_reg(env, &map_reg, 0, PTR_TO_BTF_ID, btf_vmlinux, *map->ops->map_btf_id, 0);
6622         ret = btf_struct_access(&env->log, &map_reg, off, size, atype, &btf_id, &flag, NULL);
6623         if (ret < 0)
6624                 return ret;
6625
6626         if (value_regno >= 0)
6627                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, btf_vmlinux, btf_id, flag);
6628
6629         return 0;
6630 }
6631
6632 /* Check that the stack access at the given offset is within bounds. The
6633  * maximum valid offset is -1.
6634  *
6635  * The minimum valid offset is -MAX_BPF_STACK for writes, and
6636  * -state->allocated_stack for reads.
6637  */
6638 static int check_stack_slot_within_bounds(struct bpf_verifier_env *env,
6639                                           s64 off,
6640                                           struct bpf_func_state *state,
6641                                           enum bpf_access_type t)
6642 {
6643         int min_valid_off;
6644
6645         if (t == BPF_WRITE || env->allow_uninit_stack)
6646                 min_valid_off = -MAX_BPF_STACK;
6647         else
6648                 min_valid_off = -state->allocated_stack;
6649
6650         if (off < min_valid_off || off > -1)
6651                 return -EACCES;
6652         return 0;
6653 }
6654
6655 /* Check that the stack access at 'regno + off' falls within the maximum stack
6656  * bounds.
6657  *
6658  * 'off' includes `regno->offset`, but not its dynamic part (if any).
6659  */
6660 static int check_stack_access_within_bounds(
6661                 struct bpf_verifier_env *env,
6662                 int regno, int off, int access_size,
6663                 enum bpf_access_src src, enum bpf_access_type type)
6664 {
6665         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
6666         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
6667         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
6668         s64 min_off, max_off;
6669         int err;
6670         char *err_extra;
6671
6672         if (src == ACCESS_HELPER)
6673                 /* We don't know if helpers are reading or writing (or both). */
6674                 err_extra = " indirect access to";
6675         else if (type == BPF_READ)
6676                 err_extra = " read from";
6677         else
6678                 err_extra = " write to";
6679
6680         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6681                 min_off = (s64)reg->var_off.value + off;
6682                 max_off = min_off + access_size;
6683         } else {
6684                 if (reg->smax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF ||
6685                     reg->smin_value <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
6686                         verbose(env, "invalid unbounded variable-offset%s stack R%d\n",
6687                                 err_extra, regno);
6688                         return -EACCES;
6689                 }
6690                 min_off = reg->smin_value + off;
6691                 max_off = reg->smax_value + off + access_size;
6692         }
6693
6694         err = check_stack_slot_within_bounds(env, min_off, state, type);
6695         if (!err && max_off > 0)
6696                 err = -EINVAL; /* out of stack access into non-negative offsets */
6697
6698         if (err) {
6699                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6700                         verbose(env, "invalid%s stack R%d off=%d size=%d\n",
6701                                 err_extra, regno, off, access_size);
6702                 } else {
6703                         char tn_buf[48];
6704
6705                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
6706                         verbose(env, "invalid variable-offset%s stack R%d var_off=%s off=%d size=%d\n",
6707                                 err_extra, regno, tn_buf, off, access_size);
6708                 }
6709                 return err;
6710         }
6711
6712         /* Note that there is no stack access with offset zero, so the needed stack
6713          * size is -min_off, not -min_off+1.
6714          */
6715         return grow_stack_state(env, state, -min_off /* size */);
6716 }
6717
6718 /* check whether memory at (regno + off) is accessible for t = (read | write)
6719  * if t==write, value_regno is a register which value is stored into memory
6720  * if t==read, value_regno is a register which will receive the value from memory
6721  * if t==write && value_regno==-1, some unknown value is stored into memory
6722  * if t==read && value_regno==-1, don't care what we read from memory
6723  */
6724 static int check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, u32 regno,
6725                             int off, int bpf_size, enum bpf_access_type t,
6726                             int value_regno, bool strict_alignment_once, bool is_ldsx)
6727 {
6728         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
6729         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
6730         int size, err = 0;
6731
6732         size = bpf_size_to_bytes(bpf_size);
6733         if (size < 0)
6734                 return size;
6735
6736         /* alignment checks will add in reg->off themselves */
6737         err = check_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict_alignment_once);
6738         if (err)
6739                 return err;
6740
6741         /* for access checks, reg->off is just part of off */
6742         off += reg->off;
6743
6744         if (reg->type == PTR_TO_MAP_KEY) {
6745                 if (t == BPF_WRITE) {
6746                         verbose(env, "write to change key R%d not allowed\n", regno);
6747                         return -EACCES;
6748                 }
6749
6750                 err = check_mem_region_access(env, regno, off, size,
6751                                               reg->map_ptr->key_size, false);
6752                 if (err)
6753                         return err;
6754                 if (value_regno >= 0)
6755                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6756         } else if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
6757                 struct btf_field *kptr_field = NULL;
6758
6759                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6760                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6761                         verbose(env, "R%d leaks addr into map\n", value_regno);
6762                         return -EACCES;
6763                 }
6764                 err = check_map_access_type(env, regno, off, size, t);
6765                 if (err)
6766                         return err;
6767                 err = check_map_access(env, regno, off, size, false, ACCESS_DIRECT);
6768                 if (err)
6769                         return err;
6770                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
6771                         kptr_field = btf_record_find(reg->map_ptr->record,
6772                                                      off + reg->var_off.value, BPF_KPTR);
6773                 if (kptr_field) {
6774                         err = check_map_kptr_access(env, regno, value_regno, insn_idx, kptr_field);
6775                 } else if (t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
6776                         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
6777
6778                         /* if map is read-only, track its contents as scalars */
6779                         if (tnum_is_const(reg->var_off) &&
6780                             bpf_map_is_rdonly(map) &&
6781                             map->ops->map_direct_value_addr) {
6782                                 int map_off = off + reg->var_off.value;
6783                                 u64 val = 0;
6784
6785                                 err = bpf_map_direct_read(map, map_off, size,
6786                                                           &val, is_ldsx);
6787                                 if (err)
6788                                         return err;
6789
6790                                 regs[value_regno].type = SCALAR_VALUE;
6791                                 __mark_reg_known(&regs[value_regno], val);
6792                         } else {
6793                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6794                         }
6795                 }
6796         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_MEM) {
6797                 bool rdonly_mem = type_is_rdonly_mem(reg->type);
6798
6799                 if (type_may_be_null(reg->type)) {
6800                         verbose(env, "R%d invalid mem access '%s'\n", regno,
6801                                 reg_type_str(env, reg->type));
6802                         return -EACCES;
6803                 }
6804
6805                 if (t == BPF_WRITE && rdonly_mem) {
6806                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
6807                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
6808                         return -EACCES;
6809                 }
6810
6811                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6812                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6813                         verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", value_regno);
6814                         return -EACCES;
6815                 }
6816
6817                 err = check_mem_region_access(env, regno, off, size,
6818                                               reg->mem_size, false);
6819                 if (!err && value_regno >= 0 && (t == BPF_READ || rdonly_mem))
6820                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6821         } else if (reg->type == PTR_TO_CTX) {
6822                 enum bpf_reg_type reg_type = SCALAR_VALUE;
6823                 struct btf *btf = NULL;
6824                 u32 btf_id = 0;
6825
6826                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6827                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6828                         verbose(env, "R%d leaks addr into ctx\n", value_regno);
6829                         return -EACCES;
6830                 }
6831
6832                 err = check_ptr_off_reg(env, reg, regno);
6833                 if (err < 0)
6834                         return err;
6835
6836                 err = check_ctx_access(env, insn_idx, off, size, t, &reg_type, &btf,
6837                                        &btf_id);
6838                 if (err)
6839                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
6840                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
6841                         /* ctx access returns either a scalar, or a
6842                          * PTR_TO_PACKET[_META,_END]. In the latter
6843                          * case, we know the offset is zero.
6844                          */
6845                         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
6846                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6847                         } else {
6848                                 mark_reg_known_zero(env, regs,
6849                                                     value_regno);
6850                                 if (type_may_be_null(reg_type))
6851                                         regs[value_regno].id = ++env->id_gen;
6852                                 /* A load of ctx field could have different
6853                                  * actual load size with the one encoded in the
6854                                  * insn. When the dst is PTR, it is for sure not
6855                                  * a sub-register.
6856                                  */
6857                                 regs[value_regno].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
6858                                 if (base_type(reg_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
6859                                         regs[value_regno].btf = btf;
6860                                         regs[value_regno].btf_id = btf_id;
6861                                 }
6862                         }
6863                         regs[value_regno].type = reg_type;
6864                 }
6865
6866         } else if (reg->type == PTR_TO_STACK) {
6867                 /* Basic bounds checks. */
6868                 err = check_stack_access_within_bounds(env, regno, off, size, ACCESS_DIRECT, t);
6869                 if (err)
6870                         return err;
6871
6872                 if (t == BPF_READ)
6873                         err = check_stack_read(env, regno, off, size,
6874                                                value_regno);
6875                 else
6876                         err = check_stack_write(env, regno, off, size,
6877                                                 value_regno, insn_idx);
6878         } else if (reg_is_pkt_pointer(reg)) {
6879                 if (t == BPF_WRITE && !may_access_direct_pkt_data(env, NULL, t)) {
6880                         verbose(env, "cannot write into packet\n");
6881                         return -EACCES;
6882                 }
6883                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6884                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6885                         verbose(env, "R%d leaks addr into packet\n",
6886                                 value_regno);
6887                         return -EACCES;
6888                 }
6889                 err = check_packet_access(env, regno, off, size, false);
6890                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
6891                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6892         } else if (reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS) {
6893                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6894                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6895                         verbose(env, "R%d leaks addr into flow keys\n",
6896                                 value_regno);
6897                         return -EACCES;
6898                 }
6899
6900                 err = check_flow_keys_access(env, off, size);
6901                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
6902                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6903         } else if (type_is_sk_pointer(reg->type)) {
6904                 if (t == BPF_WRITE) {
6905                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
6906                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
6907                         return -EACCES;
6908                 }
6909                 err = check_sock_access(env, insn_idx, regno, off, size, t);
6910                 if (!err && value_regno >= 0)
6911                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6912         } else if (reg->type == PTR_TO_TP_BUFFER) {
6913                 err = check_tp_buffer_access(env, reg, regno, off, size);
6914                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
6915                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6916         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID &&
6917                    !type_may_be_null(reg->type)) {
6918                 err = check_ptr_to_btf_access(env, regs, regno, off, size, t,
6919                                               value_regno);
6920         } else if (reg->type == CONST_PTR_TO_MAP) {
6921                 err = check_ptr_to_map_access(env, regs, regno, off, size, t,
6922                                               value_regno);
6923         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BUF) {
6924                 bool rdonly_mem = type_is_rdonly_mem(reg->type);
6925                 u32 *max_access;
6926
6927                 if (rdonly_mem) {
6928                         if (t == BPF_WRITE) {
6929                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
6930                                         regno, reg_type_str(env, reg->type));
6931                                 return -EACCES;
6932                         }
6933                         max_access = &env->prog->aux->max_rdonly_access;
6934                 } else {
6935                         max_access = &env->prog->aux->max_rdwr_access;
6936                 }
6937
6938                 err = check_buffer_access(env, reg, regno, off, size, false,
6939                                           max_access);
6940
6941                 if (!err && value_regno >= 0 && (rdonly_mem || t == BPF_READ))
6942                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6943         } else if (reg->type == PTR_TO_ARENA) {
6944                 if (t == BPF_READ && value_regno >= 0)
6945                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6946         } else {
6947                 verbose(env, "R%d invalid mem access '%s'\n", regno,
6948                         reg_type_str(env, reg->type));
6949                 return -EACCES;
6950         }
6951
6952         if (!err && size < BPF_REG_SIZE && value_regno >= 0 && t == BPF_READ &&
6953             regs[value_regno].type == SCALAR_VALUE) {
6954                 if (!is_ldsx)
6955                         /* b/h/w load zero-extends, mark upper bits as known 0 */
6956                         coerce_reg_to_size(&regs[value_regno], size);
6957                 else
6958                         coerce_reg_to_size_sx(&regs[value_regno], size);
6959         }
6960         return err;
6961 }
6962
6963 static int check_atomic(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, struct bpf_insn *insn)
6964 {
6965         int load_reg;
6966         int err;
6967
6968         switch (insn->imm) {
6969         case BPF_ADD:
6970         case BPF_ADD | BPF_FETCH:
6971         case BPF_AND:
6972         case BPF_AND | BPF_FETCH:
6973         case BPF_OR:
6974         case BPF_OR | BPF_FETCH:
6975         case BPF_XOR:
6976         case BPF_XOR | BPF_FETCH:
6977         case BPF_XCHG:
6978         case BPF_CMPXCHG:
6979                 break;
6980         default:
6981                 verbose(env, "BPF_ATOMIC uses invalid atomic opcode %02x\n", insn->imm);
6982                 return -EINVAL;
6983         }
6984
6985         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_W && BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
6986                 verbose(env, "invalid atomic operand size\n");
6987                 return -EINVAL;
6988         }
6989
6990         /* check src1 operand */
6991         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
6992         if (err)
6993                 return err;
6994
6995         /* check src2 operand */
6996         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
6997         if (err)
6998                 return err;
6999
7000         if (insn->imm == BPF_CMPXCHG) {
7001                 /* Check comparison of R0 with memory location */
7002                 const u32 aux_reg = BPF_REG_0;
7003
7004                 err = check_reg_arg(env, aux_reg, SRC_OP);
7005                 if (err)
7006                         return err;
7007
7008                 if (is_pointer_value(env, aux_reg)) {
7009                         verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", aux_reg);
7010                         return -EACCES;
7011                 }
7012         }
7013
7014         if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
7015                 verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", insn->src_reg);
7016                 return -EACCES;
7017         }
7018
7019         if (is_ctx_reg(env, insn->dst_reg) ||
7020             is_pkt_reg(env, insn->dst_reg) ||
7021             is_flow_key_reg(env, insn->dst_reg) ||
7022             is_sk_reg(env, insn->dst_reg)) {
7023                 verbose(env, "BPF_ATOMIC stores into R%d %s is not allowed\n",
7024                         insn->dst_reg,
7025                         reg_type_str(env, reg_state(env, insn->dst_reg)->type));
7026                 return -EACCES;
7027         }
7028
7029         if (insn->imm & BPF_FETCH) {
7030                 if (insn->imm == BPF_CMPXCHG)
7031                         load_reg = BPF_REG_0;
7032                 else
7033                         load_reg = insn->src_reg;
7034
7035                 /* check and record load of old value */
7036                 err = check_reg_arg(env, load_reg, DST_OP);
7037                 if (err)
7038                         return err;
7039         } else {
7040                 /* This instruction accesses a memory location but doesn't
7041                  * actually load it into a register.
7042                  */
7043                 load_reg = -1;
7044         }
7045
7046         /* Check whether we can read the memory, with second call for fetch
7047          * case to simulate the register fill.
7048          */
7049         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
7050                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, -1, true, false);
7051         if (!err && load_reg >= 0)
7052                 err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
7053                                        BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, load_reg,
7054                                        true, false);
7055         if (err)
7056                 return err;
7057
7058         /* Check whether we can write into the same memory. */
7059         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
7060                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_WRITE, -1, true, false);
7061         if (err)
7062                 return err;
7063         return 0;
7064 }
7065
7066 /* When register 'regno' is used to read the stack (either directly or through
7067  * a helper function) make sure that it's within stack boundary and, depending
7068  * on the access type and privileges, that all elements of the stack are
7069  * initialized.
7070  *
7071  * 'off' includes 'regno->off', but not its dynamic part (if any).
7072  *
7073  * All registers that have been spilled on the stack in the slots within the
7074  * read offsets are marked as read.
7075  */
7076 static int check_stack_range_initialized(
7077                 struct bpf_verifier_env *env, int regno, int off,
7078                 int access_size, bool zero_size_allowed,
7079                 enum bpf_access_src type, struct bpf_call_arg_meta *meta)
7080 {
7081         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
7082         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
7083         int err, min_off, max_off, i, j, slot, spi;
7084         char *err_extra = type == ACCESS_HELPER ? " indirect" : "";
7085         enum bpf_access_type bounds_check_type;
7086         /* Some accesses can write anything into the stack, others are
7087          * read-only.
7088          */
7089         bool clobber = false;
7090
7091         if (access_size == 0 && !zero_size_allowed) {
7092                 verbose(env, "invalid zero-sized read\n");
7093                 return -EACCES;
7094         }
7095
7096         if (type == ACCESS_HELPER) {
7097                 /* The bounds checks for writes are more permissive than for
7098                  * reads. However, if raw_mode is not set, we'll do extra
7099                  * checks below.
7100                  */
7101                 bounds_check_type = BPF_WRITE;
7102                 clobber = true;
7103         } else {
7104                 bounds_check_type = BPF_READ;
7105         }
7106         err = check_stack_access_within_bounds(env, regno, off, access_size,
7107                                                type, bounds_check_type);
7108         if (err)
7109                 return err;
7110
7111
7112         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
7113                 min_off = max_off = reg->var_off.value + off;
7114         } else {
7115                 /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for
7116                  * simplicity since it requires corresponding support in
7117                  * Spectre masking for stack ALU.
7118                  * See also retrieve_ptr_limit().
7119                  */
7120                 if (!env->bypass_spec_v1) {
7121                         char tn_buf[48];
7122
7123                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
7124                         verbose(env, "R%d%s variable offset stack access prohibited for !root, var_off=%s\n",
7125                                 regno, err_extra, tn_buf);
7126                         return -EACCES;
7127                 }
7128                 /* Only initialized buffer on stack is allowed to be accessed
7129                  * with variable offset. With uninitialized buffer it's hard to
7130                  * guarantee that whole memory is marked as initialized on
7131                  * helper return since specific bounds are unknown what may
7132                  * cause uninitialized stack leaking.
7133                  */
7134                 if (meta && meta->raw_mode)
7135                         meta = NULL;
7136
7137                 min_off = reg->smin_value + off;
7138                 max_off = reg->smax_value + off;
7139         }
7140
7141         if (meta && meta->raw_mode) {
7142                 /* Ensure we won't be overwriting dynptrs when simulating byte
7143                  * by byte access in check_helper_call using meta.access_size.
7144                  * This would be a problem if we have a helper in the future
7145                  * which takes:
7146                  *
7147                  *      helper(uninit_mem, len, dynptr)
7148                  *
7149                  * Now, uninint_mem may overlap with dynptr pointer. Hence, it
7150                  * may end up writing to dynptr itself when touching memory from
7151                  * arg 1. This can be relaxed on a case by case basis for known
7152                  * safe cases, but reject due to the possibilitiy of aliasing by
7153                  * default.
7154                  */
7155                 for (i = min_off; i < max_off + access_size; i++) {
7156                         int stack_off = -i - 1;
7157
7158                         spi = __get_spi(i);
7159                         /* raw_mode may write past allocated_stack */
7160                         if (state->allocated_stack <= stack_off)
7161                                 continue;
7162                         if (state->stack[spi].slot_type[stack_off % BPF_REG_SIZE] == STACK_DYNPTR) {
7163                                 verbose(env, "potential write to dynptr at off=%d disallowed\n", i);
7164                                 return -EACCES;
7165                         }
7166                 }
7167                 meta->access_size = access_size;
7168                 meta->regno = regno;
7169                 return 0;
7170         }
7171
7172         for (i = min_off; i < max_off + access_size; i++) {
7173                 u8 *stype;
7174
7175                 slot = -i - 1;
7176                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
7177                 if (state->allocated_stack <= slot) {
7178                         verbose(env, "verifier bug: allocated_stack too small");
7179                         return -EFAULT;
7180                 }
7181
7182                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
7183                 if (*stype == STACK_MISC)
7184                         goto mark;
7185                 if ((*stype == STACK_ZERO) ||
7186                     (*stype == STACK_INVALID && env->allow_uninit_stack)) {
7187                         if (clobber) {
7188                                 /* helper can write anything into the stack */
7189                                 *stype = STACK_MISC;
7190                         }
7191                         goto mark;
7192                 }
7193
7194                 if (is_spilled_reg(&state->stack[spi]) &&
7195                     (state->stack[spi].spilled_ptr.type == SCALAR_VALUE ||
7196                      env->allow_ptr_leaks)) {
7197                         if (clobber) {
7198                                 __mark_reg_unknown(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
7199                                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
7200                                         scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[j]);
7201                         }
7202                         goto mark;
7203                 }
7204
7205                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
7206                         verbose(env, "invalid%s read from stack R%d off %d+%d size %d\n",
7207                                 err_extra, regno, min_off, i - min_off, access_size);
7208                 } else {
7209                         char tn_buf[48];
7210
7211                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
7212                         verbose(env, "invalid%s read from stack R%d var_off %s+%d size %d\n",
7213                                 err_extra, regno, tn_buf, i - min_off, access_size);
7214                 }
7215                 return -EACCES;
7216 mark:
7217                 /* reading any byte out of 8-byte 'spill_slot' will cause
7218                  * the whole slot to be marked as 'read'
7219                  */
7220                 mark_reg_read(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
7221                               state->stack[spi].spilled_ptr.parent,
7222                               REG_LIVE_READ64);
7223                 /* We do not set REG_LIVE_WRITTEN for stack slot, as we can not
7224                  * be sure that whether stack slot is written to or not. Hence,
7225                  * we must still conservatively propagate reads upwards even if
7226                  * helper may write to the entire memory range.
7227                  */
7228         }
7229         return 0;
7230 }
7231
7232 static int check_helper_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
7233                                    int access_size, bool zero_size_allowed,
7234                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
7235 {
7236         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7237         u32 *max_access;
7238
7239         switch (base_type(reg->type)) {
7240         case PTR_TO_PACKET:
7241         case PTR_TO_PACKET_META:
7242                 return check_packet_access(env, regno, reg->off, access_size,
7243                                            zero_size_allowed);
7244         case PTR_TO_MAP_KEY:
7245                 if (meta && meta->raw_mode) {
7246                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
7247                                 reg_type_str(env, reg->type));
7248                         return -EACCES;
7249                 }
7250                 return check_mem_region_access(env, regno, reg->off, access_size,
7251                                                reg->map_ptr->key_size, false);
7252         case PTR_TO_MAP_VALUE:
7253                 if (check_map_access_type(env, regno, reg->off, access_size,
7254                                           meta && meta->raw_mode ? BPF_WRITE :
7255                                           BPF_READ))
7256                         return -EACCES;
7257                 return check_map_access(env, regno, reg->off, access_size,
7258                                         zero_size_allowed, ACCESS_HELPER);
7259         case PTR_TO_MEM:
7260                 if (type_is_rdonly_mem(reg->type)) {
7261                         if (meta && meta->raw_mode) {
7262                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
7263                                         reg_type_str(env, reg->type));
7264                                 return -EACCES;
7265                         }
7266                 }
7267                 return check_mem_region_access(env, regno, reg->off,
7268                                                access_size, reg->mem_size,
7269                                                zero_size_allowed);
7270         case PTR_TO_BUF:
7271                 if (type_is_rdonly_mem(reg->type)) {
7272                         if (meta && meta->raw_mode) {
7273                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
7274                                         reg_type_str(env, reg->type));
7275                                 return -EACCES;
7276                         }
7277
7278                         max_access = &env->prog->aux->max_rdonly_access;
7279                 } else {
7280                         max_access = &env->prog->aux->max_rdwr_access;
7281                 }
7282                 return check_buffer_access(env, reg, regno, reg->off,
7283                                            access_size, zero_size_allowed,
7284                                            max_access);
7285         case PTR_TO_STACK:
7286                 return check_stack_range_initialized(
7287                                 env,
7288                                 regno, reg->off, access_size,
7289                                 zero_size_allowed, ACCESS_HELPER, meta);
7290         case PTR_TO_BTF_ID:
7291                 return check_ptr_to_btf_access(env, regs, regno, reg->off,
7292                                                access_size, BPF_READ, -1);
7293         case PTR_TO_CTX:
7294                 /* in case the function doesn't know how to access the context,
7295                  * (because we are in a program of type SYSCALL for example), we
7296                  * can not statically check its size.
7297                  * Dynamically check it now.
7298                  */
7299                 if (!env->ops->convert_ctx_access) {
7300                         enum bpf_access_type atype = meta && meta->raw_mode ? BPF_WRITE : BPF_READ;
7301                         int offset = access_size - 1;
7302
7303                         /* Allow zero-byte read from PTR_TO_CTX */
7304                         if (access_size == 0)
7305                                 return zero_size_allowed ? 0 : -EACCES;
7306
7307                         return check_mem_access(env, env->insn_idx, regno, offset, BPF_B,
7308                                                 atype, -1, false, false);
7309                 }
7310
7311                 fallthrough;
7312         default: /* scalar_value or invalid ptr */
7313                 /* Allow zero-byte read from NULL, regardless of pointer type */
7314                 if (zero_size_allowed && access_size == 0 &&
7315                     register_is_null(reg))
7316                         return 0;
7317
7318                 verbose(env, "R%d type=%s ", regno,
7319                         reg_type_str(env, reg->type));
7320                 verbose(env, "expected=%s\n", reg_type_str(env, PTR_TO_STACK));
7321                 return -EACCES;
7322         }
7323 }
7324
7325 /* verify arguments to helpers or kfuncs consisting of a pointer and an access
7326  * size.
7327  *
7328  * @regno is the register containing the access size. regno-1 is the register
7329  * containing the pointer.
7330  */
7331 static int check_mem_size_reg(struct bpf_verifier_env *env,
7332                               struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
7333                               bool zero_size_allowed,
7334                               struct bpf_call_arg_meta *meta)
7335 {
7336         int err;
7337
7338         /* This is used to refine r0 return value bounds for helpers
7339          * that enforce this value as an upper bound on return values.
7340          * See do_refine_retval_range() for helpers that can refine
7341          * the return value. C type of helper is u32 so we pull register
7342          * bound from umax_value however, if negative verifier errors
7343          * out. Only upper bounds can be learned because retval is an
7344          * int type and negative retvals are allowed.
7345          */
7346         meta->msize_max_value = reg->umax_value;
7347
7348         /* The register is SCALAR_VALUE; the access check
7349          * happens using its boundaries.
7350          */
7351         if (!tnum_is_const(reg->var_off))
7352                 /* For unprivileged variable accesses, disable raw
7353                  * mode so that the program is required to
7354                  * initialize all the memory that the helper could
7355                  * just partially fill up.
7356                  */
7357                 meta = NULL;
7358
7359         if (reg->smin_value < 0) {
7360                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned or 'var &= const'\n",
7361                         regno);
7362                 return -EACCES;
7363         }
7364
7365         if (reg->umin_value == 0 && !zero_size_allowed) {
7366                 verbose(env, "R%d invalid zero-sized read: u64=[%lld,%lld]\n",
7367                         regno, reg->umin_value, reg->umax_value);
7368                 return -EACCES;
7369         }
7370
7371         if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_SIZ) {
7372                 verbose(env, "R%d unbounded memory access, use 'var &= const' or 'if (var < const)'\n",
7373                         regno);
7374                 return -EACCES;
7375         }
7376         err = check_helper_mem_access(env, regno - 1,
7377                                       reg->umax_value,
7378                                       zero_size_allowed, meta);
7379         if (!err)
7380                 err = mark_chain_precision(env, regno);
7381         return err;
7382 }
7383
7384 static int check_mem_reg(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
7385                          u32 regno, u32 mem_size)
7386 {
7387         bool may_be_null = type_may_be_null(reg->type);
7388         struct bpf_reg_state saved_reg;
7389         struct bpf_call_arg_meta meta;
7390         int err;
7391
7392         if (register_is_null(reg))
7393                 return 0;
7394
7395         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
7396         /* Assuming that the register contains a value check if the memory
7397          * access is safe. Temporarily save and restore the register's state as
7398          * the conversion shouldn't be visible to a caller.
7399          */
7400         if (may_be_null) {
7401                 saved_reg = *reg;
7402                 mark_ptr_not_null_reg(reg);
7403         }
7404
7405         err = check_helper_mem_access(env, regno, mem_size, true, &meta);
7406         /* Check access for BPF_WRITE */
7407         meta.raw_mode = true;
7408         err = err ?: check_helper_mem_access(env, regno, mem_size, true, &meta);
7409
7410         if (may_be_null)
7411                 *reg = saved_reg;
7412
7413         return err;
7414 }
7415
7416 static int check_kfunc_mem_size_reg(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
7417                                     u32 regno)
7418 {
7419         struct bpf_reg_state *mem_reg = &cur_regs(env)[regno - 1];
7420         bool may_be_null = type_may_be_null(mem_reg->type);
7421         struct bpf_reg_state saved_reg;
7422         struct bpf_call_arg_meta meta;
7423         int err;
7424
7425         WARN_ON_ONCE(regno < BPF_REG_2 || regno > BPF_REG_5);
7426
7427         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
7428
7429         if (may_be_null) {
7430                 saved_reg = *mem_reg;
7431                 mark_ptr_not_null_reg(mem_reg);
7432         }
7433
7434         err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, &meta);
7435         /* Check access for BPF_WRITE */
7436         meta.raw_mode = true;
7437         err = err ?: check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, &meta);
7438
7439         if (may_be_null)
7440                 *mem_reg = saved_reg;
7441         return err;
7442 }
7443
7444 /* Implementation details:
7445  * bpf_map_lookup returns PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL.
7446  * bpf_obj_new returns PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | PTR_MAYBE_NULL.
7447  * Two bpf_map_lookups (even with the same key) will have different reg->id.
7448  * Two separate bpf_obj_new will also have different reg->id.
7449  * For traditional PTR_TO_MAP_VALUE or PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC, the verifier
7450  * clears reg->id after value_or_null->value transition, since the verifier only
7451  * cares about the range of access to valid map value pointer and doesn't care
7452  * about actual address of the map element.
7453  * For maps with 'struct bpf_spin_lock' inside map value the verifier keeps
7454  * reg->id > 0 after value_or_null->value transition. By doing so
7455  * two bpf_map_lookups will be considered two different pointers that
7456  * point to different bpf_spin_locks. Likewise for pointers to allocated objects
7457  * returned from bpf_obj_new.
7458  * The verifier allows taking only one bpf_spin_lock at a time to avoid
7459  * dead-locks.
7460  * Since only one bpf_spin_lock is allowed the checks are simpler than
7461  * reg_is_refcounted() logic. The verifier needs to remember only
7462  * one spin_lock instead of array of acquired_refs.
7463  * cur_state->active_lock remembers which map value element or allocated
7464  * object got locked and clears it after bpf_spin_unlock.
7465  */
7466 static int process_spin_lock(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
7467                              bool is_lock)
7468 {
7469         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7470         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
7471         bool is_const = tnum_is_const(reg->var_off);
7472         u64 val = reg->var_off.value;
7473         struct bpf_map *map = NULL;
7474         struct btf *btf = NULL;
7475         struct btf_record *rec;
7476
7477         if (!is_const) {
7478                 verbose(env,
7479                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_spin_lock has to be at the constant offset\n",
7480                         regno);
7481                 return -EINVAL;
7482         }
7483         if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
7484                 map = reg->map_ptr;
7485                 if (!map->btf) {
7486                         verbose(env,
7487                                 "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_spin_lock\n",
7488                                 map->name);
7489                         return -EINVAL;
7490                 }
7491         } else {
7492                 btf = reg->btf;
7493         }
7494
7495         rec = reg_btf_record(reg);
7496         if (!btf_record_has_field(rec, BPF_SPIN_LOCK)) {
7497                 verbose(env, "%s '%s' has no valid bpf_spin_lock\n", map ? "map" : "local",
7498                         map ? map->name : "kptr");
7499                 return -EINVAL;
7500         }
7501         if (rec->spin_lock_off != val + reg->off) {
7502                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_spin_lock' that is at %d\n",
7503                         val + reg->off, rec->spin_lock_off);
7504                 return -EINVAL;
7505         }
7506         if (is_lock) {
7507                 if (cur->active_lock.ptr) {
7508                         verbose(env,
7509                                 "Locking two bpf_spin_locks are not allowed\n");
7510                         return -EINVAL;
7511                 }
7512                 if (map)
7513                         cur->active_lock.ptr = map;
7514                 else
7515                         cur->active_lock.ptr = btf;
7516                 cur->active_lock.id = reg->id;
7517         } else {
7518                 void *ptr;
7519
7520                 if (map)
7521                         ptr = map;
7522                 else
7523                         ptr = btf;
7524
7525                 if (!cur->active_lock.ptr) {
7526                         verbose(env, "bpf_spin_unlock without taking a lock\n");
7527                         return -EINVAL;
7528                 }
7529                 if (cur->active_lock.ptr != ptr ||
7530                     cur->active_lock.id != reg->id) {
7531                         verbose(env, "bpf_spin_unlock of different lock\n");
7532                         return -EINVAL;
7533                 }
7534
7535                 invalidate_non_owning_refs(env);
7536
7537                 cur->active_lock.ptr = NULL;
7538                 cur->active_lock.id = 0;
7539         }
7540         return 0;
7541 }
7542
7543 static int process_timer_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
7544                               struct bpf_call_arg_meta *meta)
7545 {
7546         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7547         bool is_const = tnum_is_const(reg->var_off);
7548         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
7549         u64 val = reg->var_off.value;
7550
7551         if (!is_const) {
7552                 verbose(env,
7553                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_timer has to be at the constant offset\n",
7554                         regno);
7555                 return -EINVAL;
7556         }
7557         if (!map->btf) {
7558                 verbose(env, "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_timer\n",
7559                         map->name);
7560                 return -EINVAL;
7561         }
7562         if (!btf_record_has_field(map->record, BPF_TIMER)) {
7563                 verbose(env, "map '%s' has no valid bpf_timer\n", map->name);
7564                 return -EINVAL;
7565         }
7566         if (map->record->timer_off != val + reg->off) {
7567                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_timer' that is at %d\n",
7568                         val + reg->off, map->record->timer_off);
7569                 return -EINVAL;
7570         }
7571         if (meta->map_ptr) {
7572                 verbose(env, "verifier bug. Two map pointers in a timer helper\n");
7573                 return -EFAULT;
7574         }
7575         meta->map_uid = reg->map_uid;
7576         meta->map_ptr = map;
7577         return 0;
7578 }
7579
7580 static int process_kptr_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
7581                              struct bpf_call_arg_meta *meta)
7582 {
7583         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7584         struct bpf_map *map_ptr = reg->map_ptr;
7585         struct btf_field *kptr_field;
7586         u32 kptr_off;
7587
7588         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
7589                 verbose(env,
7590                         "R%d doesn't have constant offset. kptr has to be at the constant offset\n",
7591                         regno);
7592                 return -EINVAL;
7593         }
7594         if (!map_ptr->btf) {
7595                 verbose(env, "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_kptr_xchg\n",
7596                         map_ptr->name);
7597                 return -EINVAL;
7598         }
7599         if (!btf_record_has_field(map_ptr->record, BPF_KPTR)) {
7600                 verbose(env, "map '%s' has no valid kptr\n", map_ptr->name);
7601                 return -EINVAL;
7602         }
7603
7604         meta->map_ptr = map_ptr;
7605         kptr_off = reg->off + reg->var_off.value;
7606         kptr_field = btf_record_find(map_ptr->record, kptr_off, BPF_KPTR);
7607         if (!kptr_field) {
7608                 verbose(env, "off=%d doesn't point to kptr\n", kptr_off);
7609                 return -EACCES;
7610         }
7611         if (kptr_field->type != BPF_KPTR_REF && kptr_field->type != BPF_KPTR_PERCPU) {
7612                 verbose(env, "off=%d kptr isn't referenced kptr\n", kptr_off);
7613                 return -EACCES;
7614         }
7615         meta->kptr_field = kptr_field;
7616         return 0;
7617 }
7618
7619 /* There are two register types representing a bpf_dynptr, one is PTR_TO_STACK
7620  * which points to a stack slot, and the other is CONST_PTR_TO_DYNPTR.
7621  *
7622  * In both cases we deal with the first 8 bytes, but need to mark the next 8
7623  * bytes as STACK_DYNPTR in case of PTR_TO_STACK. In case of
7624  * CONST_PTR_TO_DYNPTR, we are guaranteed to get the beginning of the object.
7625  *
7626  * Mutability of bpf_dynptr is at two levels, one is at the level of struct
7627  * bpf_dynptr itself, i.e. whether the helper is receiving a pointer to struct
7628  * bpf_dynptr or pointer to const struct bpf_dynptr. In the former case, it can
7629  * mutate the view of the dynptr and also possibly destroy it. In the latter
7630  * case, it cannot mutate the bpf_dynptr itself but it can still mutate the
7631  * memory that dynptr points to.
7632  *
7633  * The verifier will keep track both levels of mutation (bpf_dynptr's in
7634  * reg->type and the memory's in reg->dynptr.type), but there is no support for
7635  * readonly dynptr view yet, hence only the first case is tracked and checked.
7636  *
7637  * This is consistent with how C applies the const modifier to a struct object,
7638  * where the pointer itself inside bpf_dynptr becomes const but not what it
7639  * points to.
7640  *
7641  * Helpers which do not mutate the bpf_dynptr set MEM_RDONLY in their argument
7642  * type, and declare it as 'const struct bpf_dynptr *' in their prototype.
7643  */
7644 static int process_dynptr_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno, int insn_idx,
7645                                enum bpf_arg_type arg_type, int clone_ref_obj_id)
7646 {
7647         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7648         int err;
7649
7650         /* MEM_UNINIT and MEM_RDONLY are exclusive, when applied to an
7651          * ARG_PTR_TO_DYNPTR (or ARG_PTR_TO_DYNPTR | DYNPTR_TYPE_*):
7652          */
7653         if ((arg_type & (MEM_UNINIT | MEM_RDONLY)) == (MEM_UNINIT | MEM_RDONLY)) {
7654                 verbose(env, "verifier internal error: misconfigured dynptr helper type flags\n");
7655                 return -EFAULT;
7656         }
7657
7658         /*  MEM_UNINIT - Points to memory that is an appropriate candidate for
7659          *               constructing a mutable bpf_dynptr object.
7660          *
7661          *               Currently, this is only possible with PTR_TO_STACK
7662          *               pointing to a region of at least 16 bytes which doesn't
7663          *               contain an existing bpf_dynptr.
7664          *
7665          *  MEM_RDONLY - Points to a initialized bpf_dynptr that will not be
7666          *               mutated or destroyed. However, the memory it points to
7667          *               may be mutated.
7668          *
7669          *  None       - Points to a initialized dynptr that can be mutated and
7670          *               destroyed, including mutation of the memory it points
7671          *               to.
7672          */
7673         if (arg_type & MEM_UNINIT) {
7674                 int i;
7675
7676                 if (!is_dynptr_reg_valid_uninit(env, reg)) {
7677                         verbose(env, "Dynptr has to be an uninitialized dynptr\n");
7678                         return -EINVAL;
7679                 }
7680
7681                 /* we write BPF_DW bits (8 bytes) at a time */
7682                 for (i = 0; i < BPF_DYNPTR_SIZE; i += 8) {
7683                         err = check_mem_access(env, insn_idx, regno,
7684                                                i, BPF_DW, BPF_WRITE, -1, false, false);
7685                         if (err)
7686                                 return err;
7687                 }
7688
7689                 err = mark_stack_slots_dynptr(env, reg, arg_type, insn_idx, clone_ref_obj_id);
7690         } else /* MEM_RDONLY and None case from above */ {
7691                 /* For the reg->type == PTR_TO_STACK case, bpf_dynptr is never const */
7692                 if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR && !(arg_type & MEM_RDONLY)) {
7693                         verbose(env, "cannot pass pointer to const bpf_dynptr, the helper mutates it\n");
7694                         return -EINVAL;
7695                 }
7696
7697                 if (!is_dynptr_reg_valid_init(env, reg)) {
7698                         verbose(env,
7699                                 "Expected an initialized dynptr as arg #%d\n",
7700                                 regno);
7701                         return -EINVAL;
7702                 }
7703
7704                 /* Fold modifiers (in this case, MEM_RDONLY) when checking expected type */
7705                 if (!is_dynptr_type_expected(env, reg, arg_type & ~MEM_RDONLY)) {
7706                         verbose(env,
7707                                 "Expected a dynptr of type %s as arg #%d\n",
7708                                 dynptr_type_str(arg_to_dynptr_type(arg_type)), regno);
7709                         return -EINVAL;
7710                 }
7711
7712                 err = mark_dynptr_read(env, reg);
7713         }
7714         return err;
7715 }
7716
7717 static u32 iter_ref_obj_id(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg, int spi)
7718 {
7719         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
7720
7721         return state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id;
7722 }
7723
7724 static bool is_iter_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7725 {
7726         return meta->kfunc_flags & (KF_ITER_NEW | KF_ITER_NEXT | KF_ITER_DESTROY);
7727 }
7728
7729 static bool is_iter_new_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7730 {
7731         return meta->kfunc_flags & KF_ITER_NEW;
7732 }
7733
7734 static bool is_iter_next_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7735 {
7736         return meta->kfunc_flags & KF_ITER_NEXT;
7737 }
7738
7739 static bool is_iter_destroy_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7740 {
7741         return meta->kfunc_flags & KF_ITER_DESTROY;
7742 }
7743
7744 static bool is_kfunc_arg_iter(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta, int arg)
7745 {
7746         /* btf_check_iter_kfuncs() guarantees that first argument of any iter
7747          * kfunc is iter state pointer
7748          */
7749         return arg == 0 && is_iter_kfunc(meta);
7750 }
7751
7752 static int process_iter_arg(struct bpf_verifier_env *env, int regno, int insn_idx,
7753                             struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7754 {
7755         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7756         const struct btf_type *t;
7757         const struct btf_param *arg;
7758         int spi, err, i, nr_slots;
7759         u32 btf_id;
7760
7761         /* btf_check_iter_kfuncs() ensures we don't need to validate anything here */
7762         arg = &btf_params(meta->func_proto)[0];
7763         t = btf_type_skip_modifiers(meta->btf, arg->type, NULL);        /* PTR */
7764         t = btf_type_skip_modifiers(meta->btf, t->type, &btf_id);       /* STRUCT */
7765         nr_slots = t->size / BPF_REG_SIZE;
7766
7767         if (is_iter_new_kfunc(meta)) {
7768                 /* bpf_iter_<type>_new() expects pointer to uninit iter state */
7769                 if (!is_iter_reg_valid_uninit(env, reg, nr_slots)) {
7770                         verbose(env, "expected uninitialized iter_%s as arg #%d\n",
7771                                 iter_type_str(meta->btf, btf_id), regno);
7772                         return -EINVAL;
7773                 }
7774
7775                 for (i = 0; i < nr_slots * 8; i += BPF_REG_SIZE) {
7776                         err = check_mem_access(env, insn_idx, regno,
7777                                                i, BPF_DW, BPF_WRITE, -1, false, false);
7778                         if (err)
7779                                 return err;
7780                 }
7781
7782                 err = mark_stack_slots_iter(env, meta, reg, insn_idx, meta->btf, btf_id, nr_slots);
7783                 if (err)
7784                         return err;
7785         } else {
7786                 /* iter_next() or iter_destroy() expect initialized iter state*/
7787                 err = is_iter_reg_valid_init(env, reg, meta->btf, btf_id, nr_slots);
7788                 switch (err) {
7789                 case 0:
7790                         break;
7791                 case -EINVAL:
7792                         verbose(env, "expected an initialized iter_%s as arg #%d\n",
7793                                 iter_type_str(meta->btf, btf_id), regno);
7794                         return err;
7795                 case -EPROTO:
7796                         verbose(env, "expected an RCU CS when using %s\n", meta->func_name);
7797                         return err;
7798                 default:
7799                         return err;
7800                 }
7801
7802                 spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
7803                 if (spi < 0)
7804                         return spi;
7805
7806                 err = mark_iter_read(env, reg, spi, nr_slots);
7807                 if (err)
7808                         return err;
7809
7810                 /* remember meta->iter info for process_iter_next_call() */
7811                 meta->iter.spi = spi;
7812                 meta->iter.frameno = reg->frameno;
7813                 meta->ref_obj_id = iter_ref_obj_id(env, reg, spi);
7814
7815                 if (is_iter_destroy_kfunc(meta)) {
7816                         err = unmark_stack_slots_iter(env, reg, nr_slots);
7817                         if (err)
7818                                 return err;
7819                 }
7820         }
7821
7822         return 0;
7823 }
7824
7825 /* Look for a previous loop entry at insn_idx: nearest parent state
7826  * stopped at insn_idx with callsites matching those in cur->frame.
7827  */
7828 static struct bpf_verifier_state *find_prev_entry(struct bpf_verifier_env *env,
7829                                                   struct bpf_verifier_state *cur,
7830                                                   int insn_idx)
7831 {
7832         struct bpf_verifier_state_list *sl;
7833         struct bpf_verifier_state *st;
7834
7835         /* Explored states are pushed in stack order, most recent states come first */
7836         sl = *explored_state(env, insn_idx);
7837         for (; sl; sl = sl->next) {
7838                 /* If st->branches != 0 state is a part of current DFS verification path,
7839                  * hence cur & st for a loop.
7840                  */
7841                 st = &sl->state;
7842                 if (st->insn_idx == insn_idx && st->branches && same_callsites(st, cur) &&
7843                     st->dfs_depth < cur->dfs_depth)
7844                         return st;
7845         }
7846
7847         return NULL;
7848 }
7849
7850 static void reset_idmap_scratch(struct bpf_verifier_env *env);
7851 static bool regs_exact(const struct bpf_reg_state *rold,
7852                        const struct bpf_reg_state *rcur,
7853                        struct bpf_idmap *idmap);
7854
7855 static void maybe_widen_reg(struct bpf_verifier_env *env,
7856                             struct bpf_reg_state *rold, struct bpf_reg_state *rcur,
7857                             struct bpf_idmap *idmap)
7858 {
7859         if (rold->type != SCALAR_VALUE)
7860                 return;
7861         if (rold->type != rcur->type)
7862                 return;
7863         if (rold->precise || rcur->precise || regs_exact(rold, rcur, idmap))
7864                 return;
7865         __mark_reg_unknown(env, rcur);
7866 }
7867
7868 static int widen_imprecise_scalars(struct bpf_verifier_env *env,
7869                                    struct bpf_verifier_state *old,
7870                                    struct bpf_verifier_state *cur)
7871 {
7872         struct bpf_func_state *fold, *fcur;
7873         int i, fr;
7874
7875         reset_idmap_scratch(env);
7876         for (fr = old->curframe; fr >= 0; fr--) {
7877                 fold = old->frame[fr];
7878                 fcur = cur->frame[fr];
7879
7880                 for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
7881                         maybe_widen_reg(env,
7882                                         &fold->regs[i],
7883                                         &fcur->regs[i],
7884                                         &env->idmap_scratch);
7885
7886                 for (i = 0; i < fold->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
7887                         if (!is_spilled_reg(&fold->stack[i]) ||
7888                             !is_spilled_reg(&fcur->stack[i]))
7889                                 continue;
7890
7891                         maybe_widen_reg(env,
7892                                         &fold->stack[i].spilled_ptr,
7893                                         &fcur->stack[i].spilled_ptr,
7894                                         &env->idmap_scratch);
7895                 }
7896         }
7897         return 0;
7898 }
7899
7900 /* process_iter_next_call() is called when verifier gets to iterator's next
7901  * "method" (e.g., bpf_iter_num_next() for numbers iterator) call. We'll refer
7902  * to it as just "iter_next()" in comments below.
7903  *
7904  * BPF verifier relies on a crucial contract for any iter_next()
7905  * implementation: it should *eventually* return NULL, and once that happens
7906  * it should keep returning NULL. That is, once iterator exhausts elements to
7907  * iterate, it should never reset or spuriously return new elements.
7908  *
7909  * With the assumption of such contract, process_iter_next_call() simulates
7910  * a fork in the verifier state to validate loop logic correctness and safety
7911  * without having to simulate infinite amount of iterations.
7912  *
7913  * In current state, we first assume that iter_next() returned NULL and
7914  * iterator state is set to DRAINED (BPF_ITER_STATE_DRAINED). In such
7915  * conditions we should not form an infinite loop and should eventually reach
7916  * exit.
7917  *
7918  * Besides that, we also fork current state and enqueue it for later
7919  * verification. In a forked state we keep iterator state as ACTIVE
7920  * (BPF_ITER_STATE_ACTIVE) and assume non-NULL return from iter_next(). We
7921  * also bump iteration depth to prevent erroneous infinite loop detection
7922  * later on (see iter_active_depths_differ() comment for details). In this
7923  * state we assume that we'll eventually loop back to another iter_next()
7924  * calls (it could be in exactly same location or in some other instruction,
7925  * it doesn't matter, we don't make any unnecessary assumptions about this,
7926  * everything revolves around iterator state in a stack slot, not which
7927  * instruction is calling iter_next()). When that happens, we either will come
7928  * to iter_next() with equivalent state and can conclude that next iteration
7929  * will proceed in exactly the same way as we just verified, so it's safe to
7930  * assume that loop converges. If not, we'll go on another iteration
7931  * simulation with a different input state, until all possible starting states
7932  * are validated or we reach maximum number of instructions limit.
7933  *
7934  * This way, we will either exhaustively discover all possible input states
7935  * that iterator loop can start with and eventually will converge, or we'll
7936  * effectively regress into bounded loop simulation logic and either reach
7937  * maximum number of instructions if loop is not provably convergent, or there
7938  * is some statically known limit on number of iterations (e.g., if there is
7939  * an explicit `if n > 100 then break;` statement somewhere in the loop).
7940  *
7941  * Iteration convergence logic in is_state_visited() relies on exact
7942  * states comparison, which ignores read and precision marks.
7943  * This is necessary because read and precision marks are not finalized
7944  * while in the loop. Exact comparison might preclude convergence for
7945  * simple programs like below:
7946  *
7947  *     i = 0;
7948  *     while(iter_next(&it))
7949  *       i++;
7950  *
7951  * At each iteration step i++ would produce a new distinct state and
7952  * eventually instruction processing limit would be reached.
7953  *
7954  * To avoid such behavior speculatively forget (widen) range for
7955  * imprecise scalar registers, if those registers were not precise at the
7956  * end of the previous iteration and do not match exactly.
7957  *
7958  * This is a conservative heuristic that allows to verify wide range of programs,
7959  * however it precludes verification of programs that conjure an
7960  * imprecise value on the first loop iteration and use it as precise on a second.
7961  * For example, the following safe program would fail to verify:
7962  *
7963  *     struct bpf_num_iter it;
7964  *     int arr[10];
7965  *     int i = 0, a = 0;
7966  *     bpf_iter_num_new(&it, 0, 10);
7967  *     while (bpf_iter_num_next(&it)) {
7968  *       if (a == 0) {
7969  *         a = 1;
7970  *         i = 7; // Because i changed verifier would forget
7971  *                // it's range on second loop entry.
7972  *       } else {
7973  *         arr[i] = 42; // This would fail to verify.
7974  *       }
7975  *     }
7976  *     bpf_iter_num_destroy(&it);
7977  */
7978 static int process_iter_next_call(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx,
7979                                   struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7980 {
7981         struct bpf_verifier_state *cur_st = env->cur_state, *queued_st, *prev_st;
7982         struct bpf_func_state *cur_fr = cur_st->frame[cur_st->curframe], *queued_fr;
7983         struct bpf_reg_state *cur_iter, *queued_iter;
7984         int iter_frameno = meta->iter.frameno;
7985         int iter_spi = meta->iter.spi;
7986
7987         BTF_TYPE_EMIT(struct bpf_iter);
7988
7989         cur_iter = &env->cur_state->frame[iter_frameno]->stack[iter_spi].spilled_ptr;
7990
7991         if (cur_iter->iter.state != BPF_ITER_STATE_ACTIVE &&
7992             cur_iter->iter.state != BPF_ITER_STATE_DRAINED) {
7993                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected iterator state %d (%s)\n",
7994                         cur_iter->iter.state, iter_state_str(cur_iter->iter.state));
7995                 return -EFAULT;
7996         }
7997
7998         if (cur_iter->iter.state == BPF_ITER_STATE_ACTIVE) {
7999                 /* Because iter_next() call is a checkpoint is_state_visitied()
8000                  * should guarantee parent state with same call sites and insn_idx.
8001                  */
8002                 if (!cur_st->parent || cur_st->parent->insn_idx != insn_idx ||
8003                     !same_callsites(cur_st->parent, cur_st)) {
8004                         verbose(env, "bug: bad parent state for iter next call");
8005                         return -EFAULT;
8006                 }
8007                 /* Note cur_st->parent in the call below, it is necessary to skip
8008                  * checkpoint created for cur_st by is_state_visited()
8009                  * right at this instruction.
8010                  */
8011                 prev_st = find_prev_entry(env, cur_st->parent, insn_idx);
8012                 /* branch out active iter state */
8013                 queued_st = push_stack(env, insn_idx + 1, insn_idx, false);
8014                 if (!queued_st)
8015                         return -ENOMEM;
8016
8017                 queued_iter = &queued_st->frame[iter_frameno]->stack[iter_spi].spilled_ptr;
8018                 queued_iter->iter.state = BPF_ITER_STATE_ACTIVE;
8019                 queued_iter->iter.depth++;
8020                 if (prev_st)
8021                         widen_imprecise_scalars(env, prev_st, queued_st);
8022
8023                 queued_fr = queued_st->frame[queued_st->curframe];
8024                 mark_ptr_not_null_reg(&queued_fr->regs[BPF_REG_0]);
8025         }
8026
8027         /* switch to DRAINED state, but keep the depth unchanged */
8028         /* mark current iter state as drained and assume returned NULL */
8029         cur_iter->iter.state = BPF_ITER_STATE_DRAINED;
8030         __mark_reg_const_zero(env, &cur_fr->regs[BPF_REG_0]);
8031
8032         return 0;
8033 }
8034
8035 static bool arg_type_is_mem_size(enum bpf_arg_type type)
8036 {
8037         return type == ARG_CONST_SIZE ||
8038                type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO;
8039 }
8040
8041 static bool arg_type_is_release(enum bpf_arg_type type)
8042 {
8043         return type & OBJ_RELEASE;
8044 }
8045
8046 static bool arg_type_is_dynptr(enum bpf_arg_type type)
8047 {
8048         return base_type(type) == ARG_PTR_TO_DYNPTR;
8049 }
8050
8051 static int int_ptr_type_to_size(enum bpf_arg_type type)
8052 {
8053         if (type == ARG_PTR_TO_INT)
8054                 return sizeof(u32);
8055         else if (type == ARG_PTR_TO_LONG)
8056                 return sizeof(u64);
8057
8058         return -EINVAL;
8059 }
8060
8061 static int resolve_map_arg_type(struct bpf_verifier_env *env,
8062                                  const struct bpf_call_arg_meta *meta,
8063                                  enum bpf_arg_type *arg_type)
8064 {
8065         if (!meta->map_ptr) {
8066                 /* kernel subsystem misconfigured verifier */
8067                 verbose(env, "invalid map_ptr to access map->type\n");
8068                 return -EACCES;
8069         }
8070
8071         switch (meta->map_ptr->map_type) {
8072         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
8073         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
8074                 if (*arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
8075                         *arg_type = ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON;
8076                 } else {
8077                         verbose(env, "invalid arg_type for sockmap/sockhash\n");
8078                         return -EINVAL;
8079                 }
8080                 break;
8081         case BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER:
8082                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_map_peek_elem)
8083                         *arg_type = ARG_PTR_TO_MAP_VALUE;
8084                 break;
8085         default:
8086                 break;
8087         }
8088         return 0;
8089 }
8090
8091 struct bpf_reg_types {
8092         const enum bpf_reg_type types[10];
8093         u32 *btf_id;
8094 };
8095
8096 static const struct bpf_reg_types sock_types = {
8097         .types = {
8098                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
8099                 PTR_TO_SOCKET,
8100                 PTR_TO_TCP_SOCK,
8101                 PTR_TO_XDP_SOCK,
8102         },
8103 };
8104
8105 #ifdef CONFIG_NET
8106 static const struct bpf_reg_types btf_id_sock_common_types = {
8107         .types = {
8108                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
8109                 PTR_TO_SOCKET,
8110                 PTR_TO_TCP_SOCK,
8111                 PTR_TO_XDP_SOCK,
8112                 PTR_TO_BTF_ID,
8113                 PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED,
8114         },
8115         .btf_id = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK_COMMON],
8116 };
8117 #endif
8118
8119 static const struct bpf_reg_types mem_types = {
8120         .types = {
8121                 PTR_TO_STACK,
8122                 PTR_TO_PACKET,
8123                 PTR_TO_PACKET_META,
8124                 PTR_TO_MAP_KEY,
8125                 PTR_TO_MAP_VALUE,
8126                 PTR_TO_MEM,
8127                 PTR_TO_MEM | MEM_RINGBUF,
8128                 PTR_TO_BUF,
8129                 PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED,
8130         },
8131 };
8132
8133 static const struct bpf_reg_types int_ptr_types = {
8134         .types = {
8135                 PTR_TO_STACK,
8136                 PTR_TO_PACKET,
8137                 PTR_TO_PACKET_META,
8138                 PTR_TO_MAP_KEY,
8139                 PTR_TO_MAP_VALUE,
8140         },
8141 };
8142
8143 static const struct bpf_reg_types spin_lock_types = {
8144         .types = {
8145                 PTR_TO_MAP_VALUE,
8146                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC,
8147         }
8148 };
8149
8150 static const struct bpf_reg_types fullsock_types = { .types = { PTR_TO_SOCKET } };
8151 static const struct bpf_reg_types scalar_types = { .types = { SCALAR_VALUE } };
8152 static const struct bpf_reg_types context_types = { .types = { PTR_TO_CTX } };
8153 static const struct bpf_reg_types ringbuf_mem_types = { .types = { PTR_TO_MEM | MEM_RINGBUF } };
8154 static const struct bpf_reg_types const_map_ptr_types = { .types = { CONST_PTR_TO_MAP } };
8155 static const struct bpf_reg_types btf_ptr_types = {
8156         .types = {
8157                 PTR_TO_BTF_ID,
8158                 PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED,
8159                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_RCU,
8160         },
8161 };
8162 static const struct bpf_reg_types percpu_btf_ptr_types = {
8163         .types = {
8164                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU,
8165                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU | MEM_RCU,
8166                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU | PTR_TRUSTED,
8167         }
8168 };
8169 static const struct bpf_reg_types func_ptr_types = { .types = { PTR_TO_FUNC } };
8170 static const struct bpf_reg_types stack_ptr_types = { .types = { PTR_TO_STACK } };
8171 static const struct bpf_reg_types const_str_ptr_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
8172 static const struct bpf_reg_types timer_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
8173 static const struct bpf_reg_types kptr_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
8174 static const struct bpf_reg_types dynptr_types = {
8175         .types = {
8176                 PTR_TO_STACK,
8177                 CONST_PTR_TO_DYNPTR,
8178         }
8179 };
8180
8181 static const struct bpf_reg_types *compatible_reg_types[__BPF_ARG_TYPE_MAX] = {
8182         [ARG_PTR_TO_MAP_KEY]            = &mem_types,
8183         [ARG_PTR_TO_MAP_VALUE]          = &mem_types,
8184         [ARG_CONST_SIZE]                = &scalar_types,
8185         [ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO]        = &scalar_types,
8186         [ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO]  = &scalar_types,
8187         [ARG_CONST_MAP_PTR]             = &const_map_ptr_types,
8188         [ARG_PTR_TO_CTX]                = &context_types,
8189         [ARG_PTR_TO_SOCK_COMMON]        = &sock_types,
8190 #ifdef CONFIG_NET
8191         [ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON] = &btf_id_sock_common_types,
8192 #endif
8193         [ARG_PTR_TO_SOCKET]             = &fullsock_types,
8194         [ARG_PTR_TO_BTF_ID]             = &btf_ptr_types,
8195         [ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK]          = &spin_lock_types,
8196         [ARG_PTR_TO_MEM]                = &mem_types,
8197         [ARG_PTR_TO_RINGBUF_MEM]        = &ringbuf_mem_types,
8198         [ARG_PTR_TO_INT]                = &int_ptr_types,
8199         [ARG_PTR_TO_LONG]               = &int_ptr_types,
8200         [ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID]      = &percpu_btf_ptr_types,
8201         [ARG_PTR_TO_FUNC]               = &func_ptr_types,
8202         [ARG_PTR_TO_STACK]              = &stack_ptr_types,
8203         [ARG_PTR_TO_CONST_STR]          = &const_str_ptr_types,
8204         [ARG_PTR_TO_TIMER]              = &timer_types,
8205         [ARG_PTR_TO_KPTR]               = &kptr_types,
8206         [ARG_PTR_TO_DYNPTR]             = &dynptr_types,
8207 };
8208
8209 static int check_reg_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
8210                           enum bpf_arg_type arg_type,
8211                           const u32 *arg_btf_id,
8212                           struct bpf_call_arg_meta *meta)
8213 {
8214         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
8215         enum bpf_reg_type expected, type = reg->type;
8216         const struct bpf_reg_types *compatible;
8217         int i, j;
8218
8219         compatible = compatible_reg_types[base_type(arg_type)];
8220         if (!compatible) {
8221                 verbose(env, "verifier internal error: unsupported arg type %d\n", arg_type);
8222                 return -EFAULT;
8223         }
8224
8225         /* ARG_PTR_TO_MEM + RDONLY is compatible with PTR_TO_MEM and PTR_TO_MEM + RDONLY,
8226          * but ARG_PTR_TO_MEM is compatible only with PTR_TO_MEM and NOT with PTR_TO_MEM + RDONLY
8227          *
8228          * Same for MAYBE_NULL:
8229          *
8230          * ARG_PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL is compatible with PTR_TO_MEM and PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL,
8231          * but ARG_PTR_TO_MEM is compatible only with PTR_TO_MEM but NOT with PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL
8232          *
8233          * ARG_PTR_TO_MEM is compatible with PTR_TO_MEM that is tagged with a dynptr type.
8234          *
8235          * Therefore we fold these flags depending on the arg_type before comparison.
8236          */
8237         if (arg_type & MEM_RDONLY)
8238                 type &= ~MEM_RDONLY;
8239         if (arg_type & PTR_MAYBE_NULL)
8240                 type &= ~PTR_MAYBE_NULL;
8241         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_MEM)
8242                 type &= ~DYNPTR_TYPE_FLAG_MASK;
8243
8244         if (meta->func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg && type_is_alloc(type)) {
8245                 type &= ~MEM_ALLOC;
8246                 type &= ~MEM_PERCPU;
8247         }
8248
8249         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(compatible->types); i++) {
8250                 expected = compatible->types[i];
8251                 if (expected == NOT_INIT)
8252                         break;
8253
8254                 if (type == expected)
8255                         goto found;
8256         }
8257
8258         verbose(env, "R%d type=%s expected=", regno, reg_type_str(env, reg->type));
8259         for (j = 0; j + 1 < i; j++)
8260                 verbose(env, "%s, ", reg_type_str(env, compatible->types[j]));
8261         verbose(env, "%s\n", reg_type_str(env, compatible->types[j]));
8262         return -EACCES;
8263
8264 found:
8265         if (base_type(reg->type) != PTR_TO_BTF_ID)
8266                 return 0;
8267
8268         if (compatible == &mem_types) {
8269                 if (!(arg_type & MEM_RDONLY)) {
8270                         verbose(env,
8271                                 "%s() may write into memory pointed by R%d type=%s\n",
8272                                 func_id_name(meta->func_id),
8273                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
8274                         return -EACCES;
8275                 }
8276                 return 0;
8277         }
8278
8279         switch ((int)reg->type) {
8280         case PTR_TO_BTF_ID:
8281         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED:
8282         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED | PTR_MAYBE_NULL:
8283         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_RCU:
8284         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_MAYBE_NULL:
8285         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_MAYBE_NULL | MEM_RCU:
8286         {
8287                 /* For bpf_sk_release, it needs to match against first member
8288                  * 'struct sock_common', hence make an exception for it. This
8289                  * allows bpf_sk_release to work for multiple socket types.
8290                  */
8291                 bool strict_type_match = arg_type_is_release(arg_type) &&
8292                                          meta->func_id != BPF_FUNC_sk_release;
8293
8294                 if (type_may_be_null(reg->type) &&
8295                     (!type_may_be_null(arg_type) || arg_type_is_release(arg_type))) {
8296                         verbose(env, "Possibly NULL pointer passed to helper arg%d\n", regno);
8297                         return -EACCES;
8298                 }
8299
8300                 if (!arg_btf_id) {
8301                         if (!compatible->btf_id) {
8302                                 verbose(env, "verifier internal error: missing arg compatible BTF ID\n");
8303                                 return -EFAULT;
8304                         }
8305                         arg_btf_id = compatible->btf_id;
8306                 }
8307
8308                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg) {
8309                         if (map_kptr_match_type(env, meta->kptr_field, reg, regno))
8310                                 return -EACCES;
8311                 } else {
8312                         if (arg_btf_id == BPF_PTR_POISON) {
8313                                 verbose(env, "verifier internal error:");
8314                                 verbose(env, "R%d has non-overwritten BPF_PTR_POISON type\n",
8315                                         regno);
8316                                 return -EACCES;
8317                         }
8318
8319                         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, reg->off,
8320                                                   btf_vmlinux, *arg_btf_id,
8321                                                   strict_type_match)) {
8322                                 verbose(env, "R%d is of type %s but %s is expected\n",
8323                                         regno, btf_type_name(reg->btf, reg->btf_id),
8324                                         btf_type_name(btf_vmlinux, *arg_btf_id));
8325                                 return -EACCES;
8326                         }
8327                 }
8328                 break;
8329         }
8330         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC:
8331         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU | MEM_ALLOC:
8332                 if (meta->func_id != BPF_FUNC_spin_lock && meta->func_id != BPF_FUNC_spin_unlock &&
8333                     meta->func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg) {
8334                         verbose(env, "verifier internal error: unimplemented handling of MEM_ALLOC\n");
8335                         return -EFAULT;
8336                 }
8337                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg) {
8338                         if (map_kptr_match_type(env, meta->kptr_field, reg, regno))
8339                                 return -EACCES;
8340                 }
8341                 break;
8342         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU:
8343         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU | MEM_RCU:
8344         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU | PTR_TRUSTED:
8345                 /* Handled by helper specific checks */
8346                 break;
8347         default:
8348                 verbose(env, "verifier internal error: invalid PTR_TO_BTF_ID register for type match\n");
8349                 return -EFAULT;
8350         }
8351         return 0;
8352 }
8353
8354 static struct btf_field *
8355 reg_find_field_offset(const struct bpf_reg_state *reg, s32 off, u32 fields)
8356 {
8357         struct btf_field *field;
8358         struct btf_record *rec;
8359
8360         rec = reg_btf_record(reg);
8361         if (!rec)
8362                 return NULL;
8363
8364         field = btf_record_find(rec, off, fields);
8365         if (!field)
8366                 return NULL;
8367
8368         return field;
8369 }
8370
8371 static int check_func_arg_reg_off(struct bpf_verifier_env *env,
8372                                   const struct bpf_reg_state *reg, int regno,
8373                                   enum bpf_arg_type arg_type)
8374 {
8375         u32 type = reg->type;
8376
8377         /* When referenced register is passed to release function, its fixed
8378          * offset must be 0.
8379          *
8380          * We will check arg_type_is_release reg has ref_obj_id when storing
8381          * meta->release_regno.
8382          */
8383         if (arg_type_is_release(arg_type)) {
8384                 /* ARG_PTR_TO_DYNPTR with OBJ_RELEASE is a bit special, as it
8385                  * may not directly point to the object being released, but to
8386                  * dynptr pointing to such object, which might be at some offset
8387                  * on the stack. In that case, we simply to fallback to the
8388                  * default handling.
8389                  */
8390                 if (arg_type_is_dynptr(arg_type) && type == PTR_TO_STACK)
8391                         return 0;
8392
8393                 /* Doing check_ptr_off_reg check for the offset will catch this
8394                  * because fixed_off_ok is false, but checking here allows us
8395                  * to give the user a better error message.
8396                  */
8397                 if (reg->off) {
8398                         verbose(env, "R%d must have zero offset when passed to release func or trusted arg to kfunc\n",
8399                                 regno);
8400                         return -EINVAL;
8401                 }
8402                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
8403         }
8404
8405         switch (type) {
8406         /* Pointer types where both fixed and variable offset is explicitly allowed: */
8407         case PTR_TO_STACK:
8408         case PTR_TO_PACKET:
8409         case PTR_TO_PACKET_META:
8410         case PTR_TO_MAP_KEY:
8411         case PTR_TO_MAP_VALUE:
8412         case PTR_TO_MEM:
8413         case PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY:
8414         case PTR_TO_MEM | MEM_RINGBUF:
8415         case PTR_TO_BUF:
8416         case PTR_TO_BUF | MEM_RDONLY:
8417         case PTR_TO_ARENA:
8418         case SCALAR_VALUE:
8419                 return 0;
8420         /* All the rest must be rejected, except PTR_TO_BTF_ID which allows
8421          * fixed offset.
8422          */
8423         case PTR_TO_BTF_ID:
8424         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC:
8425         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED:
8426         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_RCU:
8427         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | NON_OWN_REF:
8428         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | NON_OWN_REF | MEM_RCU:
8429                 /* When referenced PTR_TO_BTF_ID is passed to release function,
8430                  * its fixed offset must be 0. In the other cases, fixed offset
8431                  * can be non-zero. This was already checked above. So pass
8432                  * fixed_off_ok as true to allow fixed offset for all other
8433                  * cases. var_off always must be 0 for PTR_TO_BTF_ID, hence we
8434                  * still need to do checks instead of returning.
8435                  */
8436                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, true);
8437         default:
8438                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
8439         }
8440 }
8441
8442 static struct bpf_reg_state *get_dynptr_arg_reg(struct bpf_verifier_env *env,
8443                                                 const struct bpf_func_proto *fn,
8444                                                 struct bpf_reg_state *regs)
8445 {
8446         struct bpf_reg_state *state = NULL;
8447         int i;
8448
8449         for (i = 0; i < MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS; i++)
8450                 if (arg_type_is_dynptr(fn->arg_type[i])) {
8451                         if (state) {
8452                                 verbose(env, "verifier internal error: multiple dynptr args\n");
8453                                 return NULL;
8454                         }
8455                         state = &regs[BPF_REG_1 + i];
8456                 }
8457
8458         if (!state)
8459                 verbose(env, "verifier internal error: no dynptr arg found\n");
8460
8461         return state;
8462 }
8463
8464 static int dynptr_id(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
8465 {
8466         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
8467         int spi;
8468
8469         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
8470                 return reg->id;
8471         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
8472         if (spi < 0)
8473                 return spi;
8474         return state->stack[spi].spilled_ptr.id;
8475 }
8476
8477 static int dynptr_ref_obj_id(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
8478 {
8479         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
8480         int spi;
8481
8482         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
8483                 return reg->ref_obj_id;
8484         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
8485         if (spi < 0)
8486                 return spi;
8487         return state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id;
8488 }
8489
8490 static enum bpf_dynptr_type dynptr_get_type(struct bpf_verifier_env *env,
8491                                             struct bpf_reg_state *reg)
8492 {
8493         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
8494         int spi;
8495
8496         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
8497                 return reg->dynptr.type;
8498
8499         spi = __get_spi(reg->off);
8500         if (spi < 0) {
8501                 verbose(env, "verifier internal error: invalid spi when querying dynptr type\n");
8502                 return BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID;
8503         }
8504
8505         return state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type;
8506 }
8507
8508 static int check_reg_const_str(struct bpf_verifier_env *env,
8509                                struct bpf_reg_state *reg, u32 regno)
8510 {
8511         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
8512         int err;
8513         int map_off;
8514         u64 map_addr;
8515         char *str_ptr;
8516
8517         if (reg->type != PTR_TO_MAP_VALUE)
8518                 return -EINVAL;
8519
8520         if (!bpf_map_is_rdonly(map)) {
8521                 verbose(env, "R%d does not point to a readonly map'\n", regno);
8522                 return -EACCES;
8523         }
8524
8525         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
8526                 verbose(env, "R%d is not a constant address'\n", regno);
8527                 return -EACCES;
8528         }
8529
8530         if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
8531                 verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
8532                 return -EACCES;
8533         }
8534
8535         err = check_map_access(env, regno, reg->off,
8536                                map->value_size - reg->off, false,
8537                                ACCESS_HELPER);
8538         if (err)
8539                 return err;
8540
8541         map_off = reg->off + reg->var_off.value;
8542         err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &map_addr, map_off);
8543         if (err) {
8544                 verbose(env, "direct value access on string failed\n");
8545                 return err;
8546         }
8547
8548         str_ptr = (char *)(long)(map_addr);
8549         if (!strnchr(str_ptr + map_off, map->value_size - map_off, 0)) {
8550                 verbose(env, "string is not zero-terminated\n");
8551                 return -EINVAL;
8552         }
8553         return 0;
8554 }
8555
8556 static int check_func_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 arg,
8557                           struct bpf_call_arg_meta *meta,
8558                           const struct bpf_func_proto *fn,
8559                           int insn_idx)
8560 {
8561         u32 regno = BPF_REG_1 + arg;
8562         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
8563         enum bpf_arg_type arg_type = fn->arg_type[arg];
8564         enum bpf_reg_type type = reg->type;
8565         u32 *arg_btf_id = NULL;
8566         int err = 0;
8567
8568         if (arg_type == ARG_DONTCARE)
8569                 return 0;
8570
8571         err = check_reg_arg(env, regno, SRC_OP);
8572         if (err)
8573                 return err;
8574
8575         if (arg_type == ARG_ANYTHING) {
8576                 if (is_pointer_value(env, regno)) {
8577                         verbose(env, "R%d leaks addr into helper function\n",
8578                                 regno);
8579                         return -EACCES;
8580                 }
8581                 return 0;
8582         }
8583
8584         if (type_is_pkt_pointer(type) &&
8585             !may_access_direct_pkt_data(env, meta, BPF_READ)) {
8586                 verbose(env, "helper access to the packet is not allowed\n");
8587                 return -EACCES;
8588         }
8589
8590         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
8591                 err = resolve_map_arg_type(env, meta, &arg_type);
8592                 if (err)
8593                         return err;
8594         }
8595
8596         if (register_is_null(reg) && type_may_be_null(arg_type))
8597                 /* A NULL register has a SCALAR_VALUE type, so skip
8598                  * type checking.
8599                  */
8600                 goto skip_type_check;
8601
8602         /* arg_btf_id and arg_size are in a union. */
8603         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_BTF_ID ||
8604             base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK)
8605                 arg_btf_id = fn->arg_btf_id[arg];
8606
8607         err = check_reg_type(env, regno, arg_type, arg_btf_id, meta);
8608         if (err)
8609                 return err;
8610
8611         err = check_func_arg_reg_off(env, reg, regno, arg_type);
8612         if (err)
8613                 return err;
8614
8615 skip_type_check:
8616         if (arg_type_is_release(arg_type)) {
8617                 if (arg_type_is_dynptr(arg_type)) {
8618                         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
8619                         int spi;
8620
8621                         /* Only dynptr created on stack can be released, thus
8622                          * the get_spi and stack state checks for spilled_ptr
8623                          * should only be done before process_dynptr_func for
8624                          * PTR_TO_STACK.
8625                          */
8626                         if (reg->type == PTR_TO_STACK) {
8627                                 spi = dynptr_get_spi(env, reg);
8628                                 if (spi < 0 || !state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id) {
8629                                         verbose(env, "arg %d is an unacquired reference\n", regno);
8630                                         return -EINVAL;
8631                                 }
8632                         } else {
8633                                 verbose(env, "cannot release unowned const bpf_dynptr\n");
8634                                 return -EINVAL;
8635                         }
8636                 } else if (!reg->ref_obj_id && !register_is_null(reg)) {
8637                         verbose(env, "R%d must be referenced when passed to release function\n",
8638                                 regno);
8639                         return -EINVAL;
8640                 }
8641                 if (meta->release_regno) {
8642                         verbose(env, "verifier internal error: more than one release argument\n");
8643                         return -EFAULT;
8644                 }
8645                 meta->release_regno = regno;
8646         }
8647
8648         if (reg->ref_obj_id) {
8649                 if (meta->ref_obj_id) {
8650                         verbose(env, "verifier internal error: more than one arg with ref_obj_id R%d %u %u\n",
8651                                 regno, reg->ref_obj_id,
8652                                 meta->ref_obj_id);
8653                         return -EFAULT;
8654                 }
8655                 meta->ref_obj_id = reg->ref_obj_id;
8656         }
8657
8658         switch (base_type(arg_type)) {
8659         case ARG_CONST_MAP_PTR:
8660                 /* bpf_map_xxx(map_ptr) call: remember that map_ptr */
8661                 if (meta->map_ptr) {
8662                         /* Use map_uid (which is unique id of inner map) to reject:
8663                          * inner_map1 = bpf_map_lookup_elem(outer_map, key1)
8664                          * inner_map2 = bpf_map_lookup_elem(outer_map, key2)
8665                          * if (inner_map1 && inner_map2) {
8666                          *     timer = bpf_map_lookup_elem(inner_map1);
8667                          *     if (timer)
8668                          *         // mismatch would have been allowed
8669                          *         bpf_timer_init(timer, inner_map2);
8670                          * }
8671                          *
8672                          * Comparing map_ptr is enough to distinguish normal and outer maps.
8673                          */
8674                         if (meta->map_ptr != reg->map_ptr ||
8675                             meta->map_uid != reg->map_uid) {
8676                                 verbose(env,
8677                                         "timer pointer in R1 map_uid=%d doesn't match map pointer in R2 map_uid=%d\n",
8678                                         meta->map_uid, reg->map_uid);
8679                                 return -EINVAL;
8680                         }
8681                 }
8682                 meta->map_ptr = reg->map_ptr;
8683                 meta->map_uid = reg->map_uid;
8684                 break;
8685         case ARG_PTR_TO_MAP_KEY:
8686                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., key) call:
8687                  * check that [key, key + map->key_size) are within
8688                  * stack limits and initialized
8689                  */
8690                 if (!meta->map_ptr) {
8691                         /* in function declaration map_ptr must come before
8692                          * map_key, so that it's verified and known before
8693                          * we have to check map_key here. Otherwise it means
8694                          * that kernel subsystem misconfigured verifier
8695                          */
8696                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->key\n");
8697                         return -EACCES;
8698                 }
8699                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
8700                                               meta->map_ptr->key_size, false,
8701                                               NULL);
8702                 break;
8703         case ARG_PTR_TO_MAP_VALUE:
8704                 if (type_may_be_null(arg_type) && register_is_null(reg))
8705                         return 0;
8706
8707                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., value) call:
8708                  * check [value, value + map->value_size) validity
8709                  */
8710                 if (!meta->map_ptr) {
8711                         /* kernel subsystem misconfigured verifier */
8712                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->value\n");
8713                         return -EACCES;
8714                 }
8715                 meta->raw_mode = arg_type & MEM_UNINIT;
8716                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
8717                                               meta->map_ptr->value_size, false,
8718                                               meta);
8719                 break;
8720         case ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID:
8721                 if (!reg->btf_id) {
8722                         verbose(env, "Helper has invalid btf_id in R%d\n", regno);
8723                         return -EACCES;
8724                 }
8725                 meta->ret_btf = reg->btf;
8726                 meta->ret_btf_id = reg->btf_id;
8727                 break;
8728         case ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK:
8729                 if (in_rbtree_lock_required_cb(env)) {
8730                         verbose(env, "can't spin_{lock,unlock} in rbtree cb\n");
8731                         return -EACCES;
8732                 }
8733                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_lock) {
8734                         err = process_spin_lock(env, regno, true);
8735                         if (err)
8736                                 return err;
8737                 } else if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_unlock) {
8738                         err = process_spin_lock(env, regno, false);
8739                         if (err)
8740                                 return err;
8741                 } else {
8742                         verbose(env, "verifier internal error\n");
8743                         return -EFAULT;
8744                 }
8745                 break;
8746         case ARG_PTR_TO_TIMER:
8747                 err = process_timer_func(env, regno, meta);
8748                 if (err)
8749                         return err;
8750                 break;
8751         case ARG_PTR_TO_FUNC:
8752                 meta->subprogno = reg->subprogno;
8753                 break;
8754         case ARG_PTR_TO_MEM:
8755                 /* The access to this pointer is only checked when we hit the
8756                  * next is_mem_size argument below.
8757                  */
8758                 meta->raw_mode = arg_type & MEM_UNINIT;
8759                 if (arg_type & MEM_FIXED_SIZE) {
8760                         err = check_helper_mem_access(env, regno,
8761                                                       fn->arg_size[arg], false,
8762                                                       meta);
8763                 }
8764                 break;
8765         case ARG_CONST_SIZE:
8766                 err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, false, meta);
8767                 break;
8768         case ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO:
8769                 err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, meta);
8770                 break;
8771         case ARG_PTR_TO_DYNPTR:
8772                 err = process_dynptr_func(env, regno, insn_idx, arg_type, 0);
8773                 if (err)
8774                         return err;
8775                 break;
8776         case ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO:
8777                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
8778                         verbose(env, "R%d is not a known constant'\n",
8779                                 regno);
8780                         return -EACCES;
8781                 }
8782                 meta->mem_size = reg->var_off.value;
8783                 err = mark_chain_precision(env, regno);
8784                 if (err)
8785                         return err;
8786                 break;
8787         case ARG_PTR_TO_INT:
8788         case ARG_PTR_TO_LONG:
8789         {
8790                 int size = int_ptr_type_to_size(arg_type);
8791
8792                 err = check_helper_mem_access(env, regno, size, false, meta);
8793                 if (err)
8794                         return err;
8795                 err = check_ptr_alignment(env, reg, 0, size, true);
8796                 break;
8797         }
8798         case ARG_PTR_TO_CONST_STR:
8799         {
8800                 err = check_reg_const_str(env, reg, regno);
8801                 if (err)
8802                         return err;
8803                 break;
8804         }
8805         case ARG_PTR_TO_KPTR:
8806                 err = process_kptr_func(env, regno, meta);
8807                 if (err)
8808                         return err;
8809                 break;
8810         }
8811
8812         return err;
8813 }
8814
8815 static bool may_update_sockmap(struct bpf_verifier_env *env, int func_id)
8816 {
8817         enum bpf_attach_type eatype = env->prog->expected_attach_type;
8818         enum bpf_prog_type type = resolve_prog_type(env->prog);
8819
8820         if (func_id != BPF_FUNC_map_update_elem)
8821                 return false;
8822
8823         /* It's not possible to get access to a locked struct sock in these
8824          * contexts, so updating is safe.
8825          */
8826         switch (type) {
8827         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
8828                 if (eatype == BPF_TRACE_ITER)
8829                         return true;
8830                 break;
8831         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
8832         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
8833         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
8834         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
8835         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
8836         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
8837         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
8838                 return true;
8839         default:
8840                 break;
8841         }
8842
8843         verbose(env, "cannot update sockmap in this context\n");
8844         return false;
8845 }
8846
8847 static bool allow_tail_call_in_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
8848 {
8849         return env->prog->jit_requested &&
8850                bpf_jit_supports_subprog_tailcalls();
8851 }
8852
8853 static int check_map_func_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
8854                                         struct bpf_map *map, int func_id)
8855 {
8856         if (!map)
8857                 return 0;
8858
8859         /* We need a two way check, first is from map perspective ... */
8860         switch (map->map_type) {
8861         case BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY:
8862                 if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
8863                         goto error;
8864                 break;
8865         case BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY:
8866                 if (func_id != BPF_FUNC_perf_event_read &&
8867                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_output &&
8868                     func_id != BPF_FUNC_skb_output &&
8869                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_read_value &&
8870                     func_id != BPF_FUNC_xdp_output)
8871                         goto error;
8872                 break;
8873         case BPF_MAP_TYPE_RINGBUF:
8874                 if (func_id != BPF_FUNC_ringbuf_output &&
8875                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_reserve &&
8876                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_query &&
8877                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_reserve_dynptr &&
8878                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_submit_dynptr &&
8879                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_discard_dynptr)
8880                         goto error;
8881                 break;
8882         case BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF:
8883                 if (func_id != BPF_FUNC_user_ringbuf_drain)
8884                         goto error;
8885                 break;
8886         case BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE:
8887                 if (func_id != BPF_FUNC_get_stackid)
8888                         goto error;
8889                 break;
8890         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY:
8891                 if (func_id != BPF_FUNC_skb_under_cgroup &&
8892                     func_id != BPF_FUNC_current_task_under_cgroup)
8893                         goto error;
8894                 break;
8895         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE:
8896         case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE:
8897                 if (func_id != BPF_FUNC_get_local_storage)
8898                         goto error;
8899                 break;
8900         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP:
8901         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH:
8902                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
8903                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
8904                         goto error;
8905                 break;
8906         /* Restrict bpf side of cpumap and xskmap, open when use-cases
8907          * appear.
8908          */
8909         case BPF_MAP_TYPE_CPUMAP:
8910                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map)
8911                         goto error;
8912                 break;
8913         case BPF_MAP_TYPE_XSKMAP:
8914                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
8915                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
8916                         goto error;
8917                 break;
8918         case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
8919         case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
8920                 if (func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
8921                         goto error;
8922                 break;
8923         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
8924                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_map &&
8925                     func_id != BPF_FUNC_sock_map_update &&
8926                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
8927                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_map &&
8928                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
8929                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
8930                     !may_update_sockmap(env, func_id))
8931                         goto error;
8932                 break;
8933         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
8934                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_hash &&
8935                     func_id != BPF_FUNC_sock_hash_update &&
8936                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
8937                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_hash &&
8938                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
8939                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
8940                     !may_update_sockmap(env, func_id))
8941                         goto error;
8942                 break;
8943         case BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY:
8944                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport)
8945                         goto error;
8946                 break;
8947         case BPF_MAP_TYPE_QUEUE:
8948         case BPF_MAP_TYPE_STACK:
8949                 if (func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
8950                     func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
8951                     func_id != BPF_FUNC_map_push_elem)
8952                         goto error;
8953                 break;
8954         case BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE:
8955                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_storage_get &&
8956                     func_id != BPF_FUNC_sk_storage_delete &&
8957                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
8958                         goto error;
8959                 break;
8960         case BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE:
8961                 if (func_id != BPF_FUNC_inode_storage_get &&
8962                     func_id != BPF_FUNC_inode_storage_delete &&
8963                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
8964                         goto error;
8965                 break;
8966         case BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE:
8967                 if (func_id != BPF_FUNC_task_storage_get &&
8968                     func_id != BPF_FUNC_task_storage_delete &&
8969                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
8970                         goto error;
8971                 break;
8972         case BPF_MAP_TYPE_CGRP_STORAGE:
8973                 if (func_id != BPF_FUNC_cgrp_storage_get &&
8974                     func_id != BPF_FUNC_cgrp_storage_delete &&
8975                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
8976                         goto error;
8977                 break;
8978         case BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER:
8979                 if (func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
8980                     func_id != BPF_FUNC_map_push_elem)
8981                         goto error;
8982                 break;
8983         default:
8984                 break;
8985         }
8986
8987         /* ... and second from the function itself. */
8988         switch (func_id) {
8989         case BPF_FUNC_tail_call:
8990                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY)
8991                         goto error;
8992                 if (env->subprog_cnt > 1 && !allow_tail_call_in_subprogs(env)) {
8993                         verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
8994                         return -EINVAL;
8995                 }
8996                 break;
8997         case BPF_FUNC_perf_event_read:
8998         case BPF_FUNC_perf_event_output:
8999         case BPF_FUNC_perf_event_read_value:
9000         case BPF_FUNC_skb_output:
9001         case BPF_FUNC_xdp_output:
9002                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY)
9003                         goto error;
9004                 break;
9005         case BPF_FUNC_ringbuf_output:
9006         case BPF_FUNC_ringbuf_reserve:
9007         case BPF_FUNC_ringbuf_query:
9008         case BPF_FUNC_ringbuf_reserve_dynptr:
9009         case BPF_FUNC_ringbuf_submit_dynptr:
9010         case BPF_FUNC_ringbuf_discard_dynptr:
9011                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_RINGBUF)
9012                         goto error;
9013                 break;
9014         case BPF_FUNC_user_ringbuf_drain:
9015                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF)
9016                         goto error;
9017                 break;
9018         case BPF_FUNC_get_stackid:
9019                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE)
9020                         goto error;
9021                 break;
9022         case BPF_FUNC_current_task_under_cgroup:
9023         case BPF_FUNC_skb_under_cgroup:
9024                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY)
9025                         goto error;
9026                 break;
9027         case BPF_FUNC_redirect_map:
9028                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP &&
9029                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH &&
9030                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CPUMAP &&
9031                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_XSKMAP)
9032                         goto error;
9033                 break;
9034         case BPF_FUNC_sk_redirect_map:
9035         case BPF_FUNC_msg_redirect_map:
9036         case BPF_FUNC_sock_map_update:
9037                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP)
9038                         goto error;
9039                 break;
9040         case BPF_FUNC_sk_redirect_hash:
9041         case BPF_FUNC_msg_redirect_hash:
9042         case BPF_FUNC_sock_hash_update:
9043                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
9044                         goto error;
9045                 break;
9046         case BPF_FUNC_get_local_storage:
9047                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE &&
9048                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE)
9049                         goto error;
9050                 break;
9051         case BPF_FUNC_sk_select_reuseport:
9052                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY &&
9053                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP &&
9054                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
9055                         goto error;
9056                 break;
9057         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
9058                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_QUEUE &&
9059                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK)
9060                         goto error;
9061                 break;
9062         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
9063         case BPF_FUNC_map_push_elem:
9064                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_QUEUE &&
9065                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK &&
9066                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER)
9067                         goto error;
9068                 break;
9069         case BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem:
9070                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY &&
9071                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH &&
9072                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH)
9073                         goto error;
9074                 break;
9075         case BPF_FUNC_sk_storage_get:
9076         case BPF_FUNC_sk_storage_delete:
9077                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE)
9078                         goto error;
9079                 break;
9080         case BPF_FUNC_inode_storage_get:
9081         case BPF_FUNC_inode_storage_delete:
9082                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE)
9083                         goto error;
9084                 break;
9085         case BPF_FUNC_task_storage_get:
9086         case BPF_FUNC_task_storage_delete:
9087                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE)
9088                         goto error;
9089                 break;
9090         case BPF_FUNC_cgrp_storage_get:
9091         case BPF_FUNC_cgrp_storage_delete:
9092                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGRP_STORAGE)
9093                         goto error;
9094                 break;
9095         default:
9096                 break;
9097         }
9098
9099         return 0;
9100 error:
9101         verbose(env, "cannot pass map_type %d into func %s#%d\n",
9102                 map->map_type, func_id_name(func_id), func_id);
9103         return -EINVAL;
9104 }
9105
9106 static bool check_raw_mode_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
9107 {
9108         int count = 0;
9109
9110         if (fn->arg1_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
9111                 count++;
9112         if (fn->arg2_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
9113                 count++;
9114         if (fn->arg3_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
9115                 count++;
9116         if (fn->arg4_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
9117                 count++;
9118         if (fn->arg5_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
9119                 count++;
9120
9121         /* We only support one arg being in raw mode at the moment,
9122          * which is sufficient for the helper functions we have
9123          * right now.
9124          */
9125         return count <= 1;
9126 }
9127
9128 static bool check_args_pair_invalid(const struct bpf_func_proto *fn, int arg)
9129 {
9130         bool is_fixed = fn->arg_type[arg] & MEM_FIXED_SIZE;
9131         bool has_size = fn->arg_size[arg] != 0;
9132         bool is_next_size = false;
9133
9134         if (arg + 1 < ARRAY_SIZE(fn->arg_type))
9135                 is_next_size = arg_type_is_mem_size(fn->arg_type[arg + 1]);
9136
9137         if (base_type(fn->arg_type[arg]) != ARG_PTR_TO_MEM)
9138                 return is_next_size;
9139
9140         return has_size == is_next_size || is_next_size == is_fixed;
9141 }
9142
9143 static bool check_arg_pair_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
9144 {
9145         /* bpf_xxx(..., buf, len) call will access 'len'
9146          * bytes from memory 'buf'. Both arg types need
9147          * to be paired, so make sure there's no buggy
9148          * helper function specification.
9149          */
9150         if (arg_type_is_mem_size(fn->arg1_type) ||
9151             check_args_pair_invalid(fn, 0) ||
9152             check_args_pair_invalid(fn, 1) ||
9153             check_args_pair_invalid(fn, 2) ||
9154             check_args_pair_invalid(fn, 3) ||
9155             check_args_pair_invalid(fn, 4))
9156                 return false;
9157
9158         return true;
9159 }
9160
9161 static bool check_btf_id_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
9162 {
9163         int i;
9164
9165         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(fn->arg_type); i++) {
9166                 if (base_type(fn->arg_type[i]) == ARG_PTR_TO_BTF_ID)
9167                         return !!fn->arg_btf_id[i];
9168                 if (base_type(fn->arg_type[i]) == ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK)
9169                         return fn->arg_btf_id[i] == BPF_PTR_POISON;
9170                 if (base_type(fn->arg_type[i]) != ARG_PTR_TO_BTF_ID && fn->arg_btf_id[i] &&
9171                     /* arg_btf_id and arg_size are in a union. */
9172                     (base_type(fn->arg_type[i]) != ARG_PTR_TO_MEM ||
9173                      !(fn->arg_type[i] & MEM_FIXED_SIZE)))
9174                         return false;
9175         }
9176
9177         return true;
9178 }
9179
9180 static int check_func_proto(const struct bpf_func_proto *fn, int func_id)
9181 {
9182         return check_raw_mode_ok(fn) &&
9183                check_arg_pair_ok(fn) &&
9184                check_btf_id_ok(fn) ? 0 : -EINVAL;
9185 }
9186
9187 /* Packet data might have moved, any old PTR_TO_PACKET[_META,_END]
9188  * are now invalid, so turn them into unknown SCALAR_VALUE.
9189  *
9190  * This also applies to dynptr slices belonging to skb and xdp dynptrs,
9191  * since these slices point to packet data.
9192  */
9193 static void clear_all_pkt_pointers(struct bpf_verifier_env *env)
9194 {
9195         struct bpf_func_state *state;
9196         struct bpf_reg_state *reg;
9197
9198         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
9199                 if (reg_is_pkt_pointer_any(reg) || reg_is_dynptr_slice_pkt(reg))
9200                         mark_reg_invalid(env, reg);
9201         }));
9202 }
9203
9204 enum {
9205         AT_PKT_END = -1,
9206         BEYOND_PKT_END = -2,
9207 };
9208
9209 static void mark_pkt_end(struct bpf_verifier_state *vstate, int regn, bool range_open)
9210 {
9211         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
9212         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regn];
9213
9214         if (reg->type != PTR_TO_PACKET)
9215                 /* PTR_TO_PACKET_META is not supported yet */
9216                 return;
9217
9218         /* The 'reg' is pkt > pkt_end or pkt >= pkt_end.
9219          * How far beyond pkt_end it goes is unknown.
9220          * if (!range_open) it's the case of pkt >= pkt_end
9221          * if (range_open) it's the case of pkt > pkt_end
9222          * hence this pointer is at least 1 byte bigger than pkt_end
9223          */
9224         if (range_open)
9225                 reg->range = BEYOND_PKT_END;
9226         else
9227                 reg->range = AT_PKT_END;
9228 }
9229
9230 /* The pointer with the specified id has released its reference to kernel
9231  * resources. Identify all copies of the same pointer and clear the reference.
9232  */
9233 static int release_reference(struct bpf_verifier_env *env,
9234                              int ref_obj_id)
9235 {
9236         struct bpf_func_state *state;
9237         struct bpf_reg_state *reg;
9238         int err;
9239
9240         err = release_reference_state(cur_func(env), ref_obj_id);
9241         if (err)
9242                 return err;
9243
9244         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
9245                 if (reg->ref_obj_id == ref_obj_id)
9246                         mark_reg_invalid(env, reg);
9247         }));
9248
9249         return 0;
9250 }
9251
9252 static void invalidate_non_owning_refs(struct bpf_verifier_env *env)
9253 {
9254         struct bpf_func_state *unused;
9255         struct bpf_reg_state *reg;
9256
9257         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, unused, reg, ({
9258                 if (type_is_non_owning_ref(reg->type))
9259                         mark_reg_invalid(env, reg);
9260         }));
9261 }
9262
9263 static void clear_caller_saved_regs(struct bpf_verifier_env *env,
9264                                     struct bpf_reg_state *regs)
9265 {
9266         int i;
9267
9268         /* after the call registers r0 - r5 were scratched */
9269         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
9270                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
9271                 __check_reg_arg(env, regs, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
9272         }
9273 }
9274
9275 typedef int (*set_callee_state_fn)(struct bpf_verifier_env *env,
9276                                    struct bpf_func_state *caller,
9277                                    struct bpf_func_state *callee,
9278                                    int insn_idx);
9279
9280 static int set_callee_state(struct bpf_verifier_env *env,
9281                             struct bpf_func_state *caller,
9282                             struct bpf_func_state *callee, int insn_idx);
9283
9284 static int setup_func_entry(struct bpf_verifier_env *env, int subprog, int callsite,
9285                             set_callee_state_fn set_callee_state_cb,
9286                             struct bpf_verifier_state *state)
9287 {
9288         struct bpf_func_state *caller, *callee;
9289         int err;
9290
9291         if (state->curframe + 1 >= MAX_CALL_FRAMES) {
9292                 verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep\n",
9293                         state->curframe + 2);
9294                 return -E2BIG;
9295         }
9296
9297         if (state->frame[state->curframe + 1]) {
9298                 verbose(env, "verifier bug. Frame %d already allocated\n",
9299                         state->curframe + 1);
9300                 return -EFAULT;
9301         }
9302
9303         caller = state->frame[state->curframe];
9304         callee = kzalloc(sizeof(*callee), GFP_KERNEL);
9305         if (!callee)
9306                 return -ENOMEM;
9307         state->frame[state->curframe + 1] = callee;
9308
9309         /* callee cannot access r0, r6 - r9 for reading and has to write
9310          * into its own stack before reading from it.
9311          * callee can read/write into caller's stack
9312          */
9313         init_func_state(env, callee,
9314                         /* remember the callsite, it will be used by bpf_exit */
9315                         callsite,
9316                         state->curframe + 1 /* frameno within this callchain */,
9317                         subprog /* subprog number within this prog */);
9318         /* Transfer references to the callee */
9319         err = copy_reference_state(callee, caller);
9320         err = err ?: set_callee_state_cb(env, caller, callee, callsite);
9321         if (err)
9322                 goto err_out;
9323
9324         /* only increment it after check_reg_arg() finished */
9325         state->curframe++;
9326
9327         return 0;
9328
9329 err_out:
9330         free_func_state(callee);
9331         state->frame[state->curframe + 1] = NULL;
9332         return err;
9333 }
9334
9335 static int btf_check_func_arg_match(struct bpf_verifier_env *env, int subprog,
9336                                     const struct btf *btf,
9337                                     struct bpf_reg_state *regs)
9338 {
9339         struct bpf_subprog_info *sub = subprog_info(env, subprog);
9340         struct bpf_verifier_log *log = &env->log;
9341         u32 i;
9342         int ret;
9343
9344         ret = btf_prepare_func_args(env, subprog);
9345         if (ret)
9346                 return ret;
9347
9348         /* check that BTF function arguments match actual types that the
9349          * verifier sees.
9350          */
9351         for (i = 0; i < sub->arg_cnt; i++) {
9352                 u32 regno = i + 1;
9353                 struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
9354                 struct bpf_subprog_arg_info *arg = &sub->args[i];
9355
9356                 if (arg->arg_type == ARG_ANYTHING) {
9357                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
9358                                 bpf_log(log, "R%d is not a scalar\n", regno);
9359                                 return -EINVAL;
9360                         }
9361                 } else if (arg->arg_type == ARG_PTR_TO_CTX) {
9362                         ret = check_func_arg_reg_off(env, reg, regno, ARG_DONTCARE);
9363                         if (ret < 0)
9364                                 return ret;
9365                         /* If function expects ctx type in BTF check that caller
9366                          * is passing PTR_TO_CTX.
9367                          */
9368                         if (reg->type != PTR_TO_CTX) {
9369                                 bpf_log(log, "arg#%d expects pointer to ctx\n", i);
9370                                 return -EINVAL;
9371                         }
9372                 } else if (base_type(arg->arg_type) == ARG_PTR_TO_MEM) {
9373                         ret = check_func_arg_reg_off(env, reg, regno, ARG_DONTCARE);
9374                         if (ret < 0)
9375                                 return ret;
9376                         if (check_mem_reg(env, reg, regno, arg->mem_size))
9377                                 return -EINVAL;
9378                         if (!(arg->arg_type & PTR_MAYBE_NULL) && (reg->type & PTR_MAYBE_NULL)) {
9379                                 bpf_log(log, "arg#%d is expected to be non-NULL\n", i);
9380                                 return -EINVAL;
9381                         }
9382                 } else if (base_type(arg->arg_type) == ARG_PTR_TO_ARENA) {
9383                         /*
9384                          * Can pass any value and the kernel won't crash, but
9385                          * only PTR_TO_ARENA or SCALAR make sense. Everything
9386                          * else is a bug in the bpf program. Point it out to
9387                          * the user at the verification time instead of
9388                          * run-time debug nightmare.
9389                          */
9390                         if (reg->type != PTR_TO_ARENA && reg->type != SCALAR_VALUE) {
9391                                 bpf_log(log, "R%d is not a pointer to arena or scalar.\n", regno);
9392                                 return -EINVAL;
9393                         }
9394                 } else if (arg->arg_type == (ARG_PTR_TO_DYNPTR | MEM_RDONLY)) {
9395                         ret = process_dynptr_func(env, regno, -1, arg->arg_type, 0);
9396                         if (ret)
9397                                 return ret;
9398                 } else if (base_type(arg->arg_type) == ARG_PTR_TO_BTF_ID) {
9399                         struct bpf_call_arg_meta meta;
9400                         int err;
9401
9402                         if (register_is_null(reg) && type_may_be_null(arg->arg_type))
9403                                 continue;
9404
9405                         memset(&meta, 0, sizeof(meta)); /* leave func_id as zero */
9406                         err = check_reg_type(env, regno, arg->arg_type, &arg->btf_id, &meta);
9407                         err = err ?: check_func_arg_reg_off(env, reg, regno, arg->arg_type);
9408                         if (err)
9409                                 return err;
9410                 } else {
9411                         bpf_log(log, "verifier bug: unrecognized arg#%d type %d\n",
9412                                 i, arg->arg_type);
9413                         return -EFAULT;
9414                 }
9415         }
9416
9417         return 0;
9418 }
9419
9420 /* Compare BTF of a function call with given bpf_reg_state.
9421  * Returns:
9422  * EFAULT - there is a verifier bug. Abort verification.
9423  * EINVAL - there is a type mismatch or BTF is not available.
9424  * 0 - BTF matches with what bpf_reg_state expects.
9425  * Only PTR_TO_CTX and SCALAR_VALUE states are recognized.
9426  */
9427 static int btf_check_subprog_call(struct bpf_verifier_env *env, int subprog,
9428                                   struct bpf_reg_state *regs)
9429 {
9430         struct bpf_prog *prog = env->prog;
9431         struct btf *btf = prog->aux->btf;
9432         u32 btf_id;
9433         int err;
9434
9435         if (!prog->aux->func_info)
9436                 return -EINVAL;
9437
9438         btf_id = prog->aux->func_info[subprog].type_id;
9439         if (!btf_id)
9440                 return -EFAULT;
9441
9442         if (prog->aux->func_info_aux[subprog].unreliable)
9443                 return -EINVAL;
9444
9445         err = btf_check_func_arg_match(env, subprog, btf, regs);
9446         /* Compiler optimizations can remove arguments from static functions
9447          * or mismatched type can be passed into a global function.
9448          * In such cases mark the function as unreliable from BTF point of view.
9449          */
9450         if (err)
9451                 prog->aux->func_info_aux[subprog].unreliable = true;
9452         return err;
9453 }
9454
9455 static int push_callback_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
9456                               int insn_idx, int subprog,
9457                               set_callee_state_fn set_callee_state_cb)
9458 {
9459         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state, *callback_state;
9460         struct bpf_func_state *caller, *callee;
9461         int err;
9462
9463         caller = state->frame[state->curframe];
9464         err = btf_check_subprog_call(env, subprog, caller->regs);
9465         if (err == -EFAULT)
9466                 return err;
9467
9468         /* set_callee_state is used for direct subprog calls, but we are
9469          * interested in validating only BPF helpers that can call subprogs as
9470          * callbacks
9471          */
9472         env->subprog_info[subprog].is_cb = true;
9473         if (bpf_pseudo_kfunc_call(insn) &&
9474             !is_sync_callback_calling_kfunc(insn->imm)) {
9475                 verbose(env, "verifier bug: kfunc %s#%d not marked as callback-calling\n",
9476                         func_id_name(insn->imm), insn->imm);
9477                 return -EFAULT;
9478         } else if (!bpf_pseudo_kfunc_call(insn) &&
9479                    !is_callback_calling_function(insn->imm)) { /* helper */
9480                 verbose(env, "verifier bug: helper %s#%d not marked as callback-calling\n",
9481                         func_id_name(insn->imm), insn->imm);
9482                 return -EFAULT;
9483         }
9484
9485         if (is_async_callback_calling_insn(insn)) {
9486                 struct bpf_verifier_state *async_cb;
9487
9488                 /* there is no real recursion here. timer callbacks are async */
9489                 env->subprog_info[subprog].is_async_cb = true;
9490                 async_cb = push_async_cb(env, env->subprog_info[subprog].start,
9491                                          insn_idx, subprog);
9492                 if (!async_cb)
9493                         return -EFAULT;
9494                 callee = async_cb->frame[0];
9495                 callee->async_entry_cnt = caller->async_entry_cnt + 1;
9496
9497                 /* Convert bpf_timer_set_callback() args into timer callback args */
9498                 err = set_callee_state_cb(env, caller, callee, insn_idx);
9499                 if (err)
9500                         return err;
9501
9502                 return 0;
9503         }
9504
9505         /* for callback functions enqueue entry to callback and
9506          * proceed with next instruction within current frame.
9507          */
9508         callback_state = push_stack(env, env->subprog_info[subprog].start, insn_idx, false);
9509         if (!callback_state)
9510                 return -ENOMEM;
9511
9512         err = setup_func_entry(env, subprog, insn_idx, set_callee_state_cb,
9513                                callback_state);
9514         if (err)
9515                 return err;
9516
9517         callback_state->callback_unroll_depth++;
9518         callback_state->frame[callback_state->curframe - 1]->callback_depth++;
9519         caller->callback_depth = 0;
9520         return 0;
9521 }
9522
9523 static int check_func_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
9524                            int *insn_idx)
9525 {
9526         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
9527         struct bpf_func_state *caller;
9528         int err, subprog, target_insn;
9529
9530         target_insn = *insn_idx + insn->imm + 1;
9531         subprog = find_subprog(env, target_insn);
9532         if (subprog < 0) {
9533                 verbose(env, "verifier bug. No program starts at insn %d\n", target_insn);
9534                 return -EFAULT;
9535         }
9536
9537         caller = state->frame[state->curframe];
9538         err = btf_check_subprog_call(env, subprog, caller->regs);
9539         if (err == -EFAULT)
9540                 return err;
9541         if (subprog_is_global(env, subprog)) {
9542                 const char *sub_name = subprog_name(env, subprog);
9543
9544                 /* Only global subprogs cannot be called with a lock held. */
9545                 if (env->cur_state->active_lock.ptr) {
9546                         verbose(env, "global function calls are not allowed while holding a lock,\n"
9547                                      "use static function instead\n");
9548                         return -EINVAL;
9549                 }
9550
9551                 if (err) {
9552                         verbose(env, "Caller passes invalid args into func#%d ('%s')\n",
9553                                 subprog, sub_name);
9554                         return err;
9555                 }
9556
9557                 verbose(env, "Func#%d ('%s') is global and assumed valid.\n",
9558                         subprog, sub_name);
9559                 /* mark global subprog for verifying after main prog */
9560                 subprog_aux(env, subprog)->called = true;
9561                 clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
9562
9563                 /* All global functions return a 64-bit SCALAR_VALUE */
9564                 mark_reg_unknown(env, caller->regs, BPF_REG_0);
9565                 caller->regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
9566
9567                 /* continue with next insn after call */
9568                 return 0;
9569         }
9570
9571         /* for regular function entry setup new frame and continue
9572          * from that frame.
9573          */
9574         err = setup_func_entry(env, subprog, *insn_idx, set_callee_state, state);
9575         if (err)
9576                 return err;
9577
9578         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
9579
9580         /* and go analyze first insn of the callee */
9581         *insn_idx = env->subprog_info[subprog].start - 1;
9582
9583         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
9584                 verbose(env, "caller:\n");
9585                 print_verifier_state(env, caller, true);
9586                 verbose(env, "callee:\n");
9587                 print_verifier_state(env, state->frame[state->curframe], true);
9588         }
9589
9590         return 0;
9591 }
9592
9593 int map_set_for_each_callback_args(struct bpf_verifier_env *env,
9594                                    struct bpf_func_state *caller,
9595                                    struct bpf_func_state *callee)
9596 {
9597         /* bpf_for_each_map_elem(struct bpf_map *map, void *callback_fn,
9598          *      void *callback_ctx, u64 flags);
9599          * callback_fn(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
9600          *      void *callback_ctx);
9601          */
9602         callee->regs[BPF_REG_1] = caller->regs[BPF_REG_1];
9603
9604         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_MAP_KEY;
9605         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
9606         callee->regs[BPF_REG_2].map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
9607
9608         callee->regs[BPF_REG_3].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
9609         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_3]);
9610         callee->regs[BPF_REG_3].map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
9611
9612         /* pointer to stack or null */
9613         callee->regs[BPF_REG_4] = caller->regs[BPF_REG_3];
9614
9615         /* unused */
9616         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9617         return 0;
9618 }
9619
9620 static int set_callee_state(struct bpf_verifier_env *env,
9621                             struct bpf_func_state *caller,
9622                             struct bpf_func_state *callee, int insn_idx)
9623 {
9624         int i;
9625
9626         /* copy r1 - r5 args that callee can access.  The copy includes parent
9627          * pointers, which connects us up to the liveness chain
9628          */
9629         for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++)
9630                 callee->regs[i] = caller->regs[i];
9631         return 0;
9632 }
9633
9634 static int set_map_elem_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9635                                        struct bpf_func_state *caller,
9636                                        struct bpf_func_state *callee,
9637                                        int insn_idx)
9638 {
9639         struct bpf_insn_aux_data *insn_aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
9640         struct bpf_map *map;
9641         int err;
9642
9643         if (bpf_map_ptr_poisoned(insn_aux)) {
9644                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
9645                 return -EINVAL;
9646         }
9647
9648         map = BPF_MAP_PTR(insn_aux->map_ptr_state);
9649         if (!map->ops->map_set_for_each_callback_args ||
9650             !map->ops->map_for_each_callback) {
9651                 verbose(env, "callback function not allowed for map\n");
9652                 return -ENOTSUPP;
9653         }
9654
9655         err = map->ops->map_set_for_each_callback_args(env, caller, callee);
9656         if (err)
9657                 return err;
9658
9659         callee->in_callback_fn = true;
9660         callee->callback_ret_range = retval_range(0, 1);
9661         return 0;
9662 }
9663
9664 static int set_loop_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9665                                    struct bpf_func_state *caller,
9666                                    struct bpf_func_state *callee,
9667                                    int insn_idx)
9668 {
9669         /* bpf_loop(u32 nr_loops, void *callback_fn, void *callback_ctx,
9670          *          u64 flags);
9671          * callback_fn(u32 index, void *callback_ctx);
9672          */
9673         callee->regs[BPF_REG_1].type = SCALAR_VALUE;
9674         callee->regs[BPF_REG_2] = caller->regs[BPF_REG_3];
9675
9676         /* unused */
9677         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
9678         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
9679         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9680
9681         callee->in_callback_fn = true;
9682         callee->callback_ret_range = retval_range(0, 1);
9683         return 0;
9684 }
9685
9686 static int set_timer_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9687                                     struct bpf_func_state *caller,
9688                                     struct bpf_func_state *callee,
9689                                     int insn_idx)
9690 {
9691         struct bpf_map *map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
9692
9693         /* bpf_timer_set_callback(struct bpf_timer *timer, void *callback_fn);
9694          * callback_fn(struct bpf_map *map, void *key, void *value);
9695          */
9696         callee->regs[BPF_REG_1].type = CONST_PTR_TO_MAP;
9697         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_1]);
9698         callee->regs[BPF_REG_1].map_ptr = map_ptr;
9699
9700         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_MAP_KEY;
9701         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
9702         callee->regs[BPF_REG_2].map_ptr = map_ptr;
9703
9704         callee->regs[BPF_REG_3].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
9705         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_3]);
9706         callee->regs[BPF_REG_3].map_ptr = map_ptr;
9707
9708         /* unused */
9709         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
9710         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9711         callee->in_async_callback_fn = true;
9712         callee->callback_ret_range = retval_range(0, 1);
9713         return 0;
9714 }
9715
9716 static int set_find_vma_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9717                                        struct bpf_func_state *caller,
9718                                        struct bpf_func_state *callee,
9719                                        int insn_idx)
9720 {
9721         /* bpf_find_vma(struct task_struct *task, u64 addr,
9722          *               void *callback_fn, void *callback_ctx, u64 flags)
9723          * (callback_fn)(struct task_struct *task,
9724          *               struct vm_area_struct *vma, void *callback_ctx);
9725          */
9726         callee->regs[BPF_REG_1] = caller->regs[BPF_REG_1];
9727
9728         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_BTF_ID;
9729         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
9730         callee->regs[BPF_REG_2].btf =  btf_vmlinux;
9731         callee->regs[BPF_REG_2].btf_id = btf_tracing_ids[BTF_TRACING_TYPE_VMA];
9732
9733         /* pointer to stack or null */
9734         callee->regs[BPF_REG_3] = caller->regs[BPF_REG_4];
9735
9736         /* unused */
9737         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
9738         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9739         callee->in_callback_fn = true;
9740         callee->callback_ret_range = retval_range(0, 1);
9741         return 0;
9742 }
9743
9744 static int set_user_ringbuf_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9745                                            struct bpf_func_state *caller,
9746                                            struct bpf_func_state *callee,
9747                                            int insn_idx)
9748 {
9749         /* bpf_user_ringbuf_drain(struct bpf_map *map, void *callback_fn, void
9750          *                        callback_ctx, u64 flags);
9751          * callback_fn(const struct bpf_dynptr_t* dynptr, void *callback_ctx);
9752          */
9753         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_0]);
9754         mark_dynptr_cb_reg(env, &callee->regs[BPF_REG_1], BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL);
9755         callee->regs[BPF_REG_2] = caller->regs[BPF_REG_3];
9756
9757         /* unused */
9758         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
9759         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
9760         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9761
9762         callee->in_callback_fn = true;
9763         callee->callback_ret_range = retval_range(0, 1);
9764         return 0;
9765 }
9766
9767 static int set_rbtree_add_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9768                                          struct bpf_func_state *caller,
9769                                          struct bpf_func_state *callee,
9770                                          int insn_idx)
9771 {
9772         /* void bpf_rbtree_add_impl(struct bpf_rb_root *root, struct bpf_rb_node *node,
9773          *                     bool (less)(struct bpf_rb_node *a, const struct bpf_rb_node *b));
9774          *
9775          * 'struct bpf_rb_node *node' arg to bpf_rbtree_add_impl is the same PTR_TO_BTF_ID w/ offset
9776          * that 'less' callback args will be receiving. However, 'node' arg was release_reference'd
9777          * by this point, so look at 'root'
9778          */
9779         struct btf_field *field;
9780
9781         field = reg_find_field_offset(&caller->regs[BPF_REG_1], caller->regs[BPF_REG_1].off,
9782                                       BPF_RB_ROOT);
9783         if (!field || !field->graph_root.value_btf_id)
9784                 return -EFAULT;
9785
9786         mark_reg_graph_node(callee->regs, BPF_REG_1, &field->graph_root);
9787         ref_set_non_owning(env, &callee->regs[BPF_REG_1]);
9788         mark_reg_graph_node(callee->regs, BPF_REG_2, &field->graph_root);
9789         ref_set_non_owning(env, &callee->regs[BPF_REG_2]);
9790
9791         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
9792         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
9793         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9794         callee->in_callback_fn = true;
9795         callee->callback_ret_range = retval_range(0, 1);
9796         return 0;
9797 }
9798
9799 static bool is_rbtree_lock_required_kfunc(u32 btf_id);
9800
9801 /* Are we currently verifying the callback for a rbtree helper that must
9802  * be called with lock held? If so, no need to complain about unreleased
9803  * lock
9804  */
9805 static bool in_rbtree_lock_required_cb(struct bpf_verifier_env *env)
9806 {
9807         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
9808         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
9809         struct bpf_func_state *callee;
9810         int kfunc_btf_id;
9811
9812         if (!state->curframe)
9813                 return false;
9814
9815         callee = state->frame[state->curframe];
9816
9817         if (!callee->in_callback_fn)
9818                 return false;
9819
9820         kfunc_btf_id = insn[callee->callsite].imm;
9821         return is_rbtree_lock_required_kfunc(kfunc_btf_id);
9822 }
9823
9824 static bool retval_range_within(struct bpf_retval_range range, const struct bpf_reg_state *reg)
9825 {
9826         return range.minval <= reg->smin_value && reg->smax_value <= range.maxval;
9827 }
9828
9829 static int prepare_func_exit(struct bpf_verifier_env *env, int *insn_idx)
9830 {
9831         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state, *prev_st;
9832         struct bpf_func_state *caller, *callee;
9833         struct bpf_reg_state *r0;
9834         bool in_callback_fn;
9835         int err;
9836
9837         callee = state->frame[state->curframe];
9838         r0 = &callee->regs[BPF_REG_0];
9839         if (r0->type == PTR_TO_STACK) {
9840                 /* technically it's ok to return caller's stack pointer
9841                  * (or caller's caller's pointer) back to the caller,
9842                  * since these pointers are valid. Only current stack
9843                  * pointer will be invalid as soon as function exits,
9844                  * but let's be conservative
9845                  */
9846                 verbose(env, "cannot return stack pointer to the caller\n");
9847                 return -EINVAL;
9848         }
9849
9850         caller = state->frame[state->curframe - 1];
9851         if (callee->in_callback_fn) {
9852                 if (r0->type != SCALAR_VALUE) {
9853                         verbose(env, "R0 not a scalar value\n");
9854                         return -EACCES;
9855                 }
9856
9857                 /* we are going to rely on register's precise value */
9858                 err = mark_reg_read(env, r0, r0->parent, REG_LIVE_READ64);
9859                 err = err ?: mark_chain_precision(env, BPF_REG_0);
9860                 if (err)
9861                         return err;
9862
9863                 /* enforce R0 return value range */
9864                 if (!retval_range_within(callee->callback_ret_range, r0)) {
9865                         verbose_invalid_scalar(env, r0, callee->callback_ret_range,
9866                                                "At callback return", "R0");
9867                         return -EINVAL;
9868                 }
9869                 if (!calls_callback(env, callee->callsite)) {
9870                         verbose(env, "BUG: in callback at %d, callsite %d !calls_callback\n",
9871                                 *insn_idx, callee->callsite);
9872                         return -EFAULT;
9873                 }
9874         } else {
9875                 /* return to the caller whatever r0 had in the callee */
9876                 caller->regs[BPF_REG_0] = *r0;
9877         }
9878
9879         /* callback_fn frame should have released its own additions to parent's
9880          * reference state at this point, or check_reference_leak would
9881          * complain, hence it must be the same as the caller. There is no need
9882          * to copy it back.
9883          */
9884         if (!callee->in_callback_fn) {
9885                 /* Transfer references to the caller */
9886                 err = copy_reference_state(caller, callee);
9887                 if (err)
9888                         return err;
9889         }
9890
9891         /* for callbacks like bpf_loop or bpf_for_each_map_elem go back to callsite,
9892          * there function call logic would reschedule callback visit. If iteration
9893          * converges is_state_visited() would prune that visit eventually.
9894          */
9895         in_callback_fn = callee->in_callback_fn;
9896         if (in_callback_fn)
9897                 *insn_idx = callee->callsite;
9898         else
9899                 *insn_idx = callee->callsite + 1;
9900
9901         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
9902                 verbose(env, "returning from callee:\n");
9903                 print_verifier_state(env, callee, true);
9904                 verbose(env, "to caller at %d:\n", *insn_idx);
9905                 print_verifier_state(env, caller, true);
9906         }
9907         /* clear everything in the callee. In case of exceptional exits using
9908          * bpf_throw, this will be done by copy_verifier_state for extra frames. */
9909         free_func_state(callee);
9910         state->frame[state->curframe--] = NULL;
9911
9912         /* for callbacks widen imprecise scalars to make programs like below verify:
9913          *
9914          *   struct ctx { int i; }
9915          *   void cb(int idx, struct ctx *ctx) { ctx->i++; ... }
9916          *   ...
9917          *   struct ctx = { .i = 0; }
9918          *   bpf_loop(100, cb, &ctx, 0);
9919          *
9920          * This is similar to what is done in process_iter_next_call() for open
9921          * coded iterators.
9922          */
9923         prev_st = in_callback_fn ? find_prev_entry(env, state, *insn_idx) : NULL;
9924         if (prev_st) {
9925                 err = widen_imprecise_scalars(env, prev_st, state);
9926                 if (err)
9927                         return err;
9928         }
9929         return 0;
9930 }
9931
9932 static int do_refine_retval_range(struct bpf_verifier_env *env,
9933                                   struct bpf_reg_state *regs, int ret_type,
9934                                   int func_id,
9935                                   struct bpf_call_arg_meta *meta)
9936 {
9937         struct bpf_reg_state *ret_reg = &regs[BPF_REG_0];
9938
9939         if (ret_type != RET_INTEGER)
9940                 return 0;
9941
9942         switch (func_id) {
9943         case BPF_FUNC_get_stack:
9944         case BPF_FUNC_get_task_stack:
9945         case BPF_FUNC_probe_read_str:
9946         case BPF_FUNC_probe_read_kernel_str:
9947         case BPF_FUNC_probe_read_user_str:
9948                 ret_reg->smax_value = meta->msize_max_value;
9949                 ret_reg->s32_max_value = meta->msize_max_value;
9950                 ret_reg->smin_value = -MAX_ERRNO;
9951                 ret_reg->s32_min_value = -MAX_ERRNO;
9952                 reg_bounds_sync(ret_reg);
9953                 break;
9954         case BPF_FUNC_get_smp_processor_id:
9955                 ret_reg->umax_value = nr_cpu_ids - 1;
9956                 ret_reg->u32_max_value = nr_cpu_ids - 1;
9957                 ret_reg->smax_value = nr_cpu_ids - 1;
9958                 ret_reg->s32_max_value = nr_cpu_ids - 1;
9959                 ret_reg->umin_value = 0;
9960                 ret_reg->u32_min_value = 0;
9961                 ret_reg->smin_value = 0;
9962                 ret_reg->s32_min_value = 0;
9963                 reg_bounds_sync(ret_reg);
9964                 break;
9965         }
9966
9967         return reg_bounds_sanity_check(env, ret_reg, "retval");
9968 }
9969
9970 static int
9971 record_func_map(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
9972                 int func_id, int insn_idx)
9973 {
9974         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
9975         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
9976
9977         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call &&
9978             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
9979             func_id != BPF_FUNC_map_update_elem &&
9980             func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
9981             func_id != BPF_FUNC_map_push_elem &&
9982             func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
9983             func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
9984             func_id != BPF_FUNC_for_each_map_elem &&
9985             func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
9986             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem)
9987                 return 0;
9988
9989         if (map == NULL) {
9990                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
9991                 return -EINVAL;
9992         }
9993
9994         /* In case of read-only, some additional restrictions
9995          * need to be applied in order to prevent altering the
9996          * state of the map from program side.
9997          */
9998         if ((map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) &&
9999             (func_id == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
10000              func_id == BPF_FUNC_map_update_elem ||
10001              func_id == BPF_FUNC_map_push_elem ||
10002              func_id == BPF_FUNC_map_pop_elem)) {
10003                 verbose(env, "write into map forbidden\n");
10004                 return -EACCES;
10005         }
10006
10007         if (!BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state))
10008                 bpf_map_ptr_store(aux, meta->map_ptr,
10009                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
10010         else if (BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) != meta->map_ptr)
10011                 bpf_map_ptr_store(aux, BPF_MAP_PTR_POISON,
10012                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
10013         return 0;
10014 }
10015
10016 static int
10017 record_func_key(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
10018                 int func_id, int insn_idx)
10019 {
10020         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
10021         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg;
10022         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
10023         u64 val, max;
10024         int err;
10025
10026         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
10027                 return 0;
10028         if (!map || map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY) {
10029                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
10030                 return -EINVAL;
10031         }
10032
10033         reg = &regs[BPF_REG_3];
10034         val = reg->var_off.value;
10035         max = map->max_entries;
10036
10037         if (!(is_reg_const(reg, false) && val < max)) {
10038                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
10039                 return 0;
10040         }
10041
10042         err = mark_chain_precision(env, BPF_REG_3);
10043         if (err)
10044                 return err;
10045         if (bpf_map_key_unseen(aux))
10046                 bpf_map_key_store(aux, val);
10047         else if (!bpf_map_key_poisoned(aux) &&
10048                   bpf_map_key_immediate(aux) != val)
10049                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
10050         return 0;
10051 }
10052
10053 static int check_reference_leak(struct bpf_verifier_env *env, bool exception_exit)
10054 {
10055         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
10056         bool refs_lingering = false;
10057         int i;
10058
10059         if (!exception_exit && state->frameno && !state->in_callback_fn)
10060                 return 0;
10061
10062         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
10063                 if (!exception_exit && state->in_callback_fn && state->refs[i].callback_ref != state->frameno)
10064                         continue;
10065                 verbose(env, "Unreleased reference id=%d alloc_insn=%d\n",
10066                         state->refs[i].id, state->refs[i].insn_idx);
10067                 refs_lingering = true;
10068         }
10069         return refs_lingering ? -EINVAL : 0;
10070 }
10071
10072 static int check_bpf_snprintf_call(struct bpf_verifier_env *env,
10073                                    struct bpf_reg_state *regs)
10074 {
10075         struct bpf_reg_state *fmt_reg = &regs[BPF_REG_3];
10076         struct bpf_reg_state *data_len_reg = &regs[BPF_REG_5];
10077         struct bpf_map *fmt_map = fmt_reg->map_ptr;
10078         struct bpf_bprintf_data data = {};
10079         int err, fmt_map_off, num_args;
10080         u64 fmt_addr;
10081         char *fmt;
10082
10083         /* data must be an array of u64 */
10084         if (data_len_reg->var_off.value % 8)
10085                 return -EINVAL;
10086         num_args = data_len_reg->var_off.value / 8;
10087
10088         /* fmt being ARG_PTR_TO_CONST_STR guarantees that var_off is const
10089          * and map_direct_value_addr is set.
10090          */
10091         fmt_map_off = fmt_reg->off + fmt_reg->var_off.value;
10092         err = fmt_map->ops->map_direct_value_addr(fmt_map, &fmt_addr,
10093                                                   fmt_map_off);
10094         if (err) {
10095                 verbose(env, "verifier bug\n");
10096                 return -EFAULT;
10097         }
10098         fmt = (char *)(long)fmt_addr + fmt_map_off;
10099
10100         /* We are also guaranteed that fmt+fmt_map_off is NULL terminated, we
10101          * can focus on validating the format specifiers.
10102          */
10103         err = bpf_bprintf_prepare(fmt, UINT_MAX, NULL, num_args, &data);
10104         if (err < 0)
10105                 verbose(env, "Invalid format string\n");
10106
10107         return err;
10108 }
10109
10110 static int check_get_func_ip(struct bpf_verifier_env *env)
10111 {
10112         enum bpf_prog_type type = resolve_prog_type(env->prog);
10113         int func_id = BPF_FUNC_get_func_ip;
10114
10115         if (type == BPF_PROG_TYPE_TRACING) {
10116                 if (!bpf_prog_has_trampoline(env->prog)) {
10117                         verbose(env, "func %s#%d supported only for fentry/fexit/fmod_ret programs\n",
10118                                 func_id_name(func_id), func_id);
10119                         return -ENOTSUPP;
10120                 }
10121                 return 0;
10122         } else if (type == BPF_PROG_TYPE_KPROBE) {
10123                 return 0;
10124         }
10125
10126         verbose(env, "func %s#%d not supported for program type %d\n",
10127                 func_id_name(func_id), func_id, type);
10128         return -ENOTSUPP;
10129 }
10130
10131 static struct bpf_insn_aux_data *cur_aux(struct bpf_verifier_env *env)
10132 {
10133         return &env->insn_aux_data[env->insn_idx];
10134 }
10135
10136 static bool loop_flag_is_zero(struct bpf_verifier_env *env)
10137 {
10138         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
10139         struct bpf_reg_state *reg = &regs[BPF_REG_4];
10140         bool reg_is_null = register_is_null(reg);
10141
10142         if (reg_is_null)
10143                 mark_chain_precision(env, BPF_REG_4);
10144
10145         return reg_is_null;
10146 }
10147
10148 static void update_loop_inline_state(struct bpf_verifier_env *env, u32 subprogno)
10149 {
10150         struct bpf_loop_inline_state *state = &cur_aux(env)->loop_inline_state;
10151
10152         if (!state->initialized) {
10153                 state->initialized = 1;
10154                 state->fit_for_inline = loop_flag_is_zero(env);
10155                 state->callback_subprogno = subprogno;
10156                 return;
10157         }
10158
10159         if (!state->fit_for_inline)
10160                 return;
10161
10162         state->fit_for_inline = (loop_flag_is_zero(env) &&
10163                                  state->callback_subprogno == subprogno);
10164 }
10165
10166 static int check_helper_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
10167                              int *insn_idx_p)
10168 {
10169         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
10170         bool returns_cpu_specific_alloc_ptr = false;
10171         const struct bpf_func_proto *fn = NULL;
10172         enum bpf_return_type ret_type;
10173         enum bpf_type_flag ret_flag;
10174         struct bpf_reg_state *regs;
10175         struct bpf_call_arg_meta meta;
10176         int insn_idx = *insn_idx_p;
10177         bool changes_data;
10178         int i, err, func_id;
10179
10180         /* find function prototype */
10181         func_id = insn->imm;
10182         if (func_id < 0 || func_id >= __BPF_FUNC_MAX_ID) {
10183                 verbose(env, "invalid func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
10184                         func_id);
10185                 return -EINVAL;
10186         }
10187
10188         if (env->ops->get_func_proto)
10189                 fn = env->ops->get_func_proto(func_id, env->prog);
10190         if (!fn) {
10191                 verbose(env, "unknown func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
10192                         func_id);
10193                 return -EINVAL;
10194         }
10195
10196         /* eBPF programs must be GPL compatible to use GPL-ed functions */
10197         if (!env->prog->gpl_compatible && fn->gpl_only) {
10198                 verbose(env, "cannot call GPL-restricted function from non-GPL compatible program\n");
10199                 return -EINVAL;
10200         }
10201
10202         if (fn->allowed && !fn->allowed(env->prog)) {
10203                 verbose(env, "helper call is not allowed in probe\n");
10204                 return -EINVAL;
10205         }
10206
10207         if (!in_sleepable(env) && fn->might_sleep) {
10208                 verbose(env, "helper call might sleep in a non-sleepable prog\n");
10209                 return -EINVAL;
10210         }
10211
10212         /* With LD_ABS/IND some JITs save/restore skb from r1. */
10213         changes_data = bpf_helper_changes_pkt_data(fn->func);
10214         if (changes_data && fn->arg1_type != ARG_PTR_TO_CTX) {
10215                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d: r1 != ctx\n",
10216                         func_id_name(func_id), func_id);
10217                 return -EINVAL;
10218         }
10219
10220         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
10221         meta.pkt_access = fn->pkt_access;
10222
10223         err = check_func_proto(fn, func_id);
10224         if (err) {
10225                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
10226                         func_id_name(func_id), func_id);
10227                 return err;
10228         }
10229
10230         if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
10231                 if (fn->might_sleep) {
10232                         verbose(env, "sleepable helper %s#%d in rcu_read_lock region\n",
10233                                 func_id_name(func_id), func_id);
10234                         return -EINVAL;
10235                 }
10236
10237                 if (in_sleepable(env) && is_storage_get_function(func_id))
10238                         env->insn_aux_data[insn_idx].storage_get_func_atomic = true;
10239         }
10240
10241         meta.func_id = func_id;
10242         /* check args */
10243         for (i = 0; i < MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS; i++) {
10244                 err = check_func_arg(env, i, &meta, fn, insn_idx);
10245                 if (err)
10246                         return err;
10247         }
10248
10249         err = record_func_map(env, &meta, func_id, insn_idx);
10250         if (err)
10251                 return err;
10252
10253         err = record_func_key(env, &meta, func_id, insn_idx);
10254         if (err)
10255                 return err;
10256
10257         /* Mark slots with STACK_MISC in case of raw mode, stack offset
10258          * is inferred from register state.
10259          */
10260         for (i = 0; i < meta.access_size; i++) {
10261                 err = check_mem_access(env, insn_idx, meta.regno, i, BPF_B,
10262                                        BPF_WRITE, -1, false, false);
10263                 if (err)
10264                         return err;
10265         }
10266
10267         regs = cur_regs(env);
10268
10269         if (meta.release_regno) {
10270                 err = -EINVAL;
10271                 /* This can only be set for PTR_TO_STACK, as CONST_PTR_TO_DYNPTR cannot
10272                  * be released by any dynptr helper. Hence, unmark_stack_slots_dynptr
10273                  * is safe to do directly.
10274                  */
10275                 if (arg_type_is_dynptr(fn->arg_type[meta.release_regno - BPF_REG_1])) {
10276                         if (regs[meta.release_regno].type == CONST_PTR_TO_DYNPTR) {
10277                                 verbose(env, "verifier internal error: CONST_PTR_TO_DYNPTR cannot be released\n");
10278                                 return -EFAULT;
10279                         }
10280                         err = unmark_stack_slots_dynptr(env, &regs[meta.release_regno]);
10281                 } else if (func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg && meta.ref_obj_id) {
10282                         u32 ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
10283                         bool in_rcu = in_rcu_cs(env);
10284                         struct bpf_func_state *state;
10285                         struct bpf_reg_state *reg;
10286
10287                         err = release_reference_state(cur_func(env), ref_obj_id);
10288                         if (!err) {
10289                                 bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
10290                                         if (reg->ref_obj_id == ref_obj_id) {
10291                                                 if (in_rcu && (reg->type & MEM_ALLOC) && (reg->type & MEM_PERCPU)) {
10292                                                         reg->ref_obj_id = 0;
10293                                                         reg->type &= ~MEM_ALLOC;
10294                                                         reg->type |= MEM_RCU;
10295                                                 } else {
10296                                                         mark_reg_invalid(env, reg);
10297                                                 }
10298                                         }
10299                                 }));
10300                         }
10301                 } else if (meta.ref_obj_id) {
10302                         err = release_reference(env, meta.ref_obj_id);
10303                 } else if (register_is_null(&regs[meta.release_regno])) {
10304                         /* meta.ref_obj_id can only be 0 if register that is meant to be
10305                          * released is NULL, which must be > R0.
10306                          */
10307                         err = 0;
10308                 }
10309                 if (err) {
10310                         verbose(env, "func %s#%d reference has not been acquired before\n",
10311                                 func_id_name(func_id), func_id);
10312                         return err;
10313                 }
10314         }
10315
10316         switch (func_id) {
10317         case BPF_FUNC_tail_call:
10318                 err = check_reference_leak(env, false);
10319                 if (err) {
10320                         verbose(env, "tail_call would lead to reference leak\n");
10321                         return err;
10322                 }
10323                 break;
10324         case BPF_FUNC_get_local_storage:
10325                 /* check that flags argument in get_local_storage(map, flags) is 0,
10326                  * this is required because get_local_storage() can't return an error.
10327                  */
10328                 if (!register_is_null(&regs[BPF_REG_2])) {
10329                         verbose(env, "get_local_storage() doesn't support non-zero flags\n");
10330                         return -EINVAL;
10331                 }
10332                 break;
10333         case BPF_FUNC_for_each_map_elem:
10334                 err = push_callback_call(env, insn, insn_idx, meta.subprogno,
10335                                          set_map_elem_callback_state);
10336                 break;
10337         case BPF_FUNC_timer_set_callback:
10338                 err = push_callback_call(env, insn, insn_idx, meta.subprogno,
10339                                          set_timer_callback_state);
10340                 break;
10341         case BPF_FUNC_find_vma:
10342                 err = push_callback_call(env, insn, insn_idx, meta.subprogno,
10343                                          set_find_vma_callback_state);
10344                 break;
10345         case BPF_FUNC_snprintf:
10346                 err = check_bpf_snprintf_call(env, regs);
10347                 break;
10348         case BPF_FUNC_loop:
10349                 update_loop_inline_state(env, meta.subprogno);
10350                 /* Verifier relies on R1 value to determine if bpf_loop() iteration
10351                  * is finished, thus mark it precise.
10352                  */
10353                 err = mark_chain_precision(env, BPF_REG_1);
10354                 if (err)
10355                         return err;
10356                 if (cur_func(env)->callback_depth < regs[BPF_REG_1].umax_value) {
10357                         err = push_callback_call(env, insn, insn_idx, meta.subprogno,
10358                                                  set_loop_callback_state);
10359                 } else {
10360                         cur_func(env)->callback_depth = 0;
10361                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
10362                                 verbose(env, "frame%d bpf_loop iteration limit reached\n",
10363                                         env->cur_state->curframe);
10364                 }
10365                 break;
10366         case BPF_FUNC_dynptr_from_mem:
10367                 if (regs[BPF_REG_1].type != PTR_TO_MAP_VALUE) {
10368                         verbose(env, "Unsupported reg type %s for bpf_dynptr_from_mem data\n",
10369                                 reg_type_str(env, regs[BPF_REG_1].type));
10370                         return -EACCES;
10371                 }
10372                 break;
10373         case BPF_FUNC_set_retval:
10374                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_LSM &&
10375                     env->prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP) {
10376                         if (!env->prog->aux->attach_func_proto->type) {
10377                                 /* Make sure programs that attach to void
10378                                  * hooks don't try to modify return value.
10379                                  */
10380                                 verbose(env, "BPF_LSM_CGROUP that attach to void LSM hooks can't modify return value!\n");
10381                                 return -EINVAL;
10382                         }
10383                 }
10384                 break;
10385         case BPF_FUNC_dynptr_data:
10386         {
10387                 struct bpf_reg_state *reg;
10388                 int id, ref_obj_id;
10389
10390                 reg = get_dynptr_arg_reg(env, fn, regs);
10391                 if (!reg)
10392                         return -EFAULT;
10393
10394
10395                 if (meta.dynptr_id) {
10396                         verbose(env, "verifier internal error: meta.dynptr_id already set\n");
10397                         return -EFAULT;
10398                 }
10399                 if (meta.ref_obj_id) {
10400                         verbose(env, "verifier internal error: meta.ref_obj_id already set\n");
10401                         return -EFAULT;
10402                 }
10403
10404                 id = dynptr_id(env, reg);
10405                 if (id < 0) {
10406                         verbose(env, "verifier internal error: failed to obtain dynptr id\n");
10407                         return id;
10408                 }
10409
10410                 ref_obj_id = dynptr_ref_obj_id(env, reg);
10411                 if (ref_obj_id < 0) {
10412                         verbose(env, "verifier internal error: failed to obtain dynptr ref_obj_id\n");
10413                         return ref_obj_id;
10414                 }
10415
10416                 meta.dynptr_id = id;
10417                 meta.ref_obj_id = ref_obj_id;
10418
10419                 break;
10420         }
10421         case BPF_FUNC_dynptr_write:
10422         {
10423                 enum bpf_dynptr_type dynptr_type;
10424                 struct bpf_reg_state *reg;
10425
10426                 reg = get_dynptr_arg_reg(env, fn, regs);
10427                 if (!reg)
10428                         return -EFAULT;
10429
10430                 dynptr_type = dynptr_get_type(env, reg);
10431                 if (dynptr_type == BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID)
10432                         return -EFAULT;
10433
10434                 if (dynptr_type == BPF_DYNPTR_TYPE_SKB)
10435                         /* this will trigger clear_all_pkt_pointers(), which will
10436                          * invalidate all dynptr slices associated with the skb
10437                          */
10438                         changes_data = true;
10439
10440                 break;
10441         }
10442         case BPF_FUNC_per_cpu_ptr:
10443         case BPF_FUNC_this_cpu_ptr:
10444         {
10445                 struct bpf_reg_state *reg = &regs[BPF_REG_1];
10446                 const struct btf_type *type;
10447
10448                 if (reg->type & MEM_RCU) {
10449                         type = btf_type_by_id(reg->btf, reg->btf_id);
10450                         if (!type || !btf_type_is_struct(type)) {
10451                                 verbose(env, "Helper has invalid btf/btf_id in R1\n");
10452                                 return -EFAULT;
10453                         }
10454                         returns_cpu_specific_alloc_ptr = true;
10455                         env->insn_aux_data[insn_idx].call_with_percpu_alloc_ptr = true;
10456                 }
10457                 break;
10458         }
10459         case BPF_FUNC_user_ringbuf_drain:
10460                 err = push_callback_call(env, insn, insn_idx, meta.subprogno,
10461                                          set_user_ringbuf_callback_state);
10462                 break;
10463         }
10464
10465         if (err)
10466                 return err;
10467
10468         /* reset caller saved regs */
10469         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
10470                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
10471                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
10472         }
10473
10474         /* helper call returns 64-bit value. */
10475         regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
10476
10477         /* update return register (already marked as written above) */
10478         ret_type = fn->ret_type;
10479         ret_flag = type_flag(ret_type);
10480
10481         switch (base_type(ret_type)) {
10482         case RET_INTEGER:
10483                 /* sets type to SCALAR_VALUE */
10484                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
10485                 break;
10486         case RET_VOID:
10487                 regs[BPF_REG_0].type = NOT_INIT;
10488                 break;
10489         case RET_PTR_TO_MAP_VALUE:
10490                 /* There is no offset yet applied, variable or fixed */
10491                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
10492                 /* remember map_ptr, so that check_map_access()
10493                  * can check 'value_size' boundary of memory access
10494                  * to map element returned from bpf_map_lookup_elem()
10495                  */
10496                 if (meta.map_ptr == NULL) {
10497                         verbose(env,
10498                                 "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
10499                         return -EINVAL;
10500                 }
10501                 regs[BPF_REG_0].map_ptr = meta.map_ptr;
10502                 regs[BPF_REG_0].map_uid = meta.map_uid;
10503                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MAP_VALUE | ret_flag;
10504                 if (!type_may_be_null(ret_type) &&
10505                     btf_record_has_field(meta.map_ptr->record, BPF_SPIN_LOCK)) {
10506                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
10507                 }
10508                 break;
10509         case RET_PTR_TO_SOCKET:
10510                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
10511                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCKET | ret_flag;
10512                 break;
10513         case RET_PTR_TO_SOCK_COMMON:
10514                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
10515                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCK_COMMON | ret_flag;
10516                 break;
10517         case RET_PTR_TO_TCP_SOCK:
10518                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
10519                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_TCP_SOCK | ret_flag;
10520                 break;
10521         case RET_PTR_TO_MEM:
10522                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
10523                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | ret_flag;
10524                 regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.mem_size;
10525                 break;
10526         case RET_PTR_TO_MEM_OR_BTF_ID:
10527         {
10528                 const struct btf_type *t;
10529
10530                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
10531                 t = btf_type_skip_modifiers(meta.ret_btf, meta.ret_btf_id, NULL);
10532                 if (!btf_type_is_struct(t)) {
10533                         u32 tsize;
10534                         const struct btf_type *ret;
10535                         const char *tname;
10536
10537                         /* resolve the type size of ksym. */
10538                         ret = btf_resolve_size(meta.ret_btf, t, &tsize);
10539                         if (IS_ERR(ret)) {
10540                                 tname = btf_name_by_offset(meta.ret_btf, t->name_off);
10541                                 verbose(env, "unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
10542                                         tname, PTR_ERR(ret));
10543                                 return -EINVAL;
10544                         }
10545                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | ret_flag;
10546                         regs[BPF_REG_0].mem_size = tsize;
10547                 } else {
10548                         if (returns_cpu_specific_alloc_ptr) {
10549                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | MEM_RCU;
10550                         } else {
10551                                 /* MEM_RDONLY may be carried from ret_flag, but it
10552                                  * doesn't apply on PTR_TO_BTF_ID. Fold it, otherwise
10553                                  * it will confuse the check of PTR_TO_BTF_ID in
10554                                  * check_mem_access().
10555                                  */
10556                                 ret_flag &= ~MEM_RDONLY;
10557                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | ret_flag;
10558                         }
10559
10560                         regs[BPF_REG_0].btf = meta.ret_btf;
10561                         regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.ret_btf_id;
10562                 }
10563                 break;
10564         }
10565         case RET_PTR_TO_BTF_ID:
10566         {
10567                 struct btf *ret_btf;
10568                 int ret_btf_id;
10569
10570                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
10571                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | ret_flag;
10572                 if (func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg) {
10573                         ret_btf = meta.kptr_field->kptr.btf;
10574                         ret_btf_id = meta.kptr_field->kptr.btf_id;
10575                         if (!btf_is_kernel(ret_btf)) {
10576                                 regs[BPF_REG_0].type |= MEM_ALLOC;
10577                                 if (meta.kptr_field->type == BPF_KPTR_PERCPU)
10578                                         regs[BPF_REG_0].type |= MEM_PERCPU;
10579                         }
10580                 } else {
10581                         if (fn->ret_btf_id == BPF_PTR_POISON) {
10582                                 verbose(env, "verifier internal error:");
10583                                 verbose(env, "func %s has non-overwritten BPF_PTR_POISON return type\n",
10584                                         func_id_name(func_id));
10585                                 return -EINVAL;
10586                         }
10587                         ret_btf = btf_vmlinux;
10588                         ret_btf_id = *fn->ret_btf_id;
10589                 }
10590                 if (ret_btf_id == 0) {
10591                         verbose(env, "invalid return type %u of func %s#%d\n",
10592                                 base_type(ret_type), func_id_name(func_id),
10593                                 func_id);
10594                         return -EINVAL;
10595                 }
10596                 regs[BPF_REG_0].btf = ret_btf;
10597                 regs[BPF_REG_0].btf_id = ret_btf_id;
10598                 break;
10599         }
10600         default:
10601                 verbose(env, "unknown return type %u of func %s#%d\n",
10602                         base_type(ret_type), func_id_name(func_id), func_id);
10603                 return -EINVAL;
10604         }
10605
10606         if (type_may_be_null(regs[BPF_REG_0].type))
10607                 regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
10608
10609         if (helper_multiple_ref_obj_use(func_id, meta.map_ptr)) {
10610                 verbose(env, "verifier internal error: func %s#%d sets ref_obj_id more than once\n",
10611                         func_id_name(func_id), func_id);
10612                 return -EFAULT;
10613         }
10614
10615         if (is_dynptr_ref_function(func_id))
10616                 regs[BPF_REG_0].dynptr_id = meta.dynptr_id;
10617
10618         if (is_ptr_cast_function(func_id) || is_dynptr_ref_function(func_id)) {
10619                 /* For release_reference() */
10620                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
10621         } else if (is_acquire_function(func_id, meta.map_ptr)) {
10622                 int id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
10623
10624                 if (id < 0)
10625                         return id;
10626                 /* For mark_ptr_or_null_reg() */
10627                 regs[BPF_REG_0].id = id;
10628                 /* For release_reference() */
10629                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = id;
10630         }
10631
10632         err = do_refine_retval_range(env, regs, fn->ret_type, func_id, &meta);
10633         if (err)
10634                 return err;
10635
10636         err = check_map_func_compatibility(env, meta.map_ptr, func_id);
10637         if (err)
10638                 return err;
10639
10640         if ((func_id == BPF_FUNC_get_stack ||
10641              func_id == BPF_FUNC_get_task_stack) &&
10642             !env->prog->has_callchain_buf) {
10643                 const char *err_str;
10644
10645 #ifdef CONFIG_PERF_EVENTS
10646                 err = get_callchain_buffers(sysctl_perf_event_max_stack);
10647                 err_str = "cannot get callchain buffer for func %s#%d\n";
10648 #else
10649                 err = -ENOTSUPP;
10650                 err_str = "func %s#%d not supported without CONFIG_PERF_EVENTS\n";
10651 #endif
10652                 if (err) {
10653                         verbose(env, err_str, func_id_name(func_id), func_id);
10654                         return err;
10655                 }
10656
10657                 env->prog->has_callchain_buf = true;
10658         }
10659
10660         if (func_id == BPF_FUNC_get_stackid || func_id == BPF_FUNC_get_stack)
10661                 env->prog->call_get_stack = true;
10662
10663         if (func_id == BPF_FUNC_get_func_ip) {
10664                 if (check_get_func_ip(env))
10665                         return -ENOTSUPP;
10666                 env->prog->call_get_func_ip = true;
10667         }
10668
10669         if (changes_data)
10670                 clear_all_pkt_pointers(env);
10671         return 0;
10672 }
10673
10674 /* mark_btf_func_reg_size() is used when the reg size is determined by
10675  * the BTF func_proto's return value size and argument.
10676  */
10677 static void mark_btf_func_reg_size(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
10678                                    size_t reg_size)
10679 {
10680         struct bpf_reg_state *reg = &cur_regs(env)[regno];
10681
10682         if (regno == BPF_REG_0) {
10683                 /* Function return value */
10684                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
10685                 reg->subreg_def = reg_size == sizeof(u64) ?
10686                         DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
10687         } else {
10688                 /* Function argument */
10689                 if (reg_size == sizeof(u64)) {
10690                         mark_insn_zext(env, reg);
10691                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
10692                 } else {
10693                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ32);
10694                 }
10695         }
10696 }
10697
10698 static bool is_kfunc_acquire(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10699 {
10700         return meta->kfunc_flags & KF_ACQUIRE;
10701 }
10702
10703 static bool is_kfunc_release(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10704 {
10705         return meta->kfunc_flags & KF_RELEASE;
10706 }
10707
10708 static bool is_kfunc_trusted_args(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10709 {
10710         return (meta->kfunc_flags & KF_TRUSTED_ARGS) || is_kfunc_release(meta);
10711 }
10712
10713 static bool is_kfunc_sleepable(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10714 {
10715         return meta->kfunc_flags & KF_SLEEPABLE;
10716 }
10717
10718 static bool is_kfunc_destructive(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10719 {
10720         return meta->kfunc_flags & KF_DESTRUCTIVE;
10721 }
10722
10723 static bool is_kfunc_rcu(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10724 {
10725         return meta->kfunc_flags & KF_RCU;
10726 }
10727
10728 static bool is_kfunc_rcu_protected(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10729 {
10730         return meta->kfunc_flags & KF_RCU_PROTECTED;
10731 }
10732
10733 static bool is_kfunc_arg_mem_size(const struct btf *btf,
10734                                   const struct btf_param *arg,
10735                                   const struct bpf_reg_state *reg)
10736 {
10737         const struct btf_type *t;
10738
10739         t = btf_type_skip_modifiers(btf, arg->type, NULL);
10740         if (!btf_type_is_scalar(t) || reg->type != SCALAR_VALUE)
10741                 return false;
10742
10743         return btf_param_match_suffix(btf, arg, "__sz");
10744 }
10745
10746 static bool is_kfunc_arg_const_mem_size(const struct btf *btf,
10747                                         const struct btf_param *arg,
10748                                         const struct bpf_reg_state *reg)
10749 {
10750         const struct btf_type *t;
10751
10752         t = btf_type_skip_modifiers(btf, arg->type, NULL);
10753         if (!btf_type_is_scalar(t) || reg->type != SCALAR_VALUE)
10754                 return false;
10755
10756         return btf_param_match_suffix(btf, arg, "__szk");
10757 }
10758
10759 static bool is_kfunc_arg_optional(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10760 {
10761         return btf_param_match_suffix(btf, arg, "__opt");
10762 }
10763
10764 static bool is_kfunc_arg_constant(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10765 {
10766         return btf_param_match_suffix(btf, arg, "__k");
10767 }
10768
10769 static bool is_kfunc_arg_ignore(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10770 {
10771         return btf_param_match_suffix(btf, arg, "__ign");
10772 }
10773
10774 static bool is_kfunc_arg_map(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10775 {
10776         return btf_param_match_suffix(btf, arg, "__map");
10777 }
10778
10779 static bool is_kfunc_arg_alloc_obj(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10780 {
10781         return btf_param_match_suffix(btf, arg, "__alloc");
10782 }
10783
10784 static bool is_kfunc_arg_uninit(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10785 {
10786         return btf_param_match_suffix(btf, arg, "__uninit");
10787 }
10788
10789 static bool is_kfunc_arg_refcounted_kptr(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10790 {
10791         return btf_param_match_suffix(btf, arg, "__refcounted_kptr");
10792 }
10793
10794 static bool is_kfunc_arg_nullable(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10795 {
10796         return btf_param_match_suffix(btf, arg, "__nullable");
10797 }
10798
10799 static bool is_kfunc_arg_const_str(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10800 {
10801         return btf_param_match_suffix(btf, arg, "__str");
10802 }
10803
10804 static bool is_kfunc_arg_scalar_with_name(const struct btf *btf,
10805                                           const struct btf_param *arg,
10806                                           const char *name)
10807 {
10808         int len, target_len = strlen(name);
10809         const char *param_name;
10810
10811         param_name = btf_name_by_offset(btf, arg->name_off);
10812         if (str_is_empty(param_name))
10813                 return false;
10814         len = strlen(param_name);
10815         if (len != target_len)
10816                 return false;
10817         if (strcmp(param_name, name))
10818                 return false;
10819
10820         return true;
10821 }
10822
10823 enum {
10824         KF_ARG_DYNPTR_ID,
10825         KF_ARG_LIST_HEAD_ID,
10826         KF_ARG_LIST_NODE_ID,
10827         KF_ARG_RB_ROOT_ID,
10828         KF_ARG_RB_NODE_ID,
10829 };
10830
10831 BTF_ID_LIST(kf_arg_btf_ids)
10832 BTF_ID(struct, bpf_dynptr_kern)
10833 BTF_ID(struct, bpf_list_head)
10834 BTF_ID(struct, bpf_list_node)
10835 BTF_ID(struct, bpf_rb_root)
10836 BTF_ID(struct, bpf_rb_node)
10837
10838 static bool __is_kfunc_ptr_arg_type(const struct btf *btf,
10839                                     const struct btf_param *arg, int type)
10840 {
10841         const struct btf_type *t;
10842         u32 res_id;
10843
10844         t = btf_type_skip_modifiers(btf, arg->type, NULL);
10845         if (!t)
10846                 return false;
10847         if (!btf_type_is_ptr(t))
10848                 return false;
10849         t = btf_type_skip_modifiers(btf, t->type, &res_id);
10850         if (!t)
10851                 return false;
10852         return btf_types_are_same(btf, res_id, btf_vmlinux, kf_arg_btf_ids[type]);
10853 }
10854
10855 static bool is_kfunc_arg_dynptr(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10856 {
10857         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_DYNPTR_ID);
10858 }
10859
10860 static bool is_kfunc_arg_list_head(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10861 {
10862         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_LIST_HEAD_ID);
10863 }
10864
10865 static bool is_kfunc_arg_list_node(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10866 {
10867         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_LIST_NODE_ID);
10868 }
10869
10870 static bool is_kfunc_arg_rbtree_root(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10871 {
10872         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_RB_ROOT_ID);
10873 }
10874
10875 static bool is_kfunc_arg_rbtree_node(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10876 {
10877         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_RB_NODE_ID);
10878 }
10879
10880 static bool is_kfunc_arg_callback(struct bpf_verifier_env *env, const struct btf *btf,
10881                                   const struct btf_param *arg)
10882 {
10883         const struct btf_type *t;
10884
10885         t = btf_type_resolve_func_ptr(btf, arg->type, NULL);
10886         if (!t)
10887                 return false;
10888
10889         return true;
10890 }
10891
10892 /* Returns true if struct is composed of scalars, 4 levels of nesting allowed */
10893 static bool __btf_type_is_scalar_struct(struct bpf_verifier_env *env,
10894                                         const struct btf *btf,
10895                                         const struct btf_type *t, int rec)
10896 {
10897         const struct btf_type *member_type;
10898         const struct btf_member *member;
10899         u32 i;
10900
10901         if (!btf_type_is_struct(t))
10902                 return false;
10903
10904         for_each_member(i, t, member) {
10905                 const struct btf_array *array;
10906
10907                 member_type = btf_type_skip_modifiers(btf, member->type, NULL);
10908                 if (btf_type_is_struct(member_type)) {
10909                         if (rec >= 3) {
10910                                 verbose(env, "max struct nesting depth exceeded\n");
10911                                 return false;
10912                         }
10913                         if (!__btf_type_is_scalar_struct(env, btf, member_type, rec + 1))
10914                                 return false;
10915                         continue;
10916                 }
10917                 if (btf_type_is_array(member_type)) {
10918                         array = btf_array(member_type);
10919                         if (!array->nelems)
10920                                 return false;
10921                         member_type = btf_type_skip_modifiers(btf, array->type, NULL);
10922                         if (!btf_type_is_scalar(member_type))
10923                                 return false;
10924                         continue;
10925                 }
10926                 if (!btf_type_is_scalar(member_type))
10927                         return false;
10928         }
10929         return true;
10930 }
10931
10932 enum kfunc_ptr_arg_type {
10933         KF_ARG_PTR_TO_CTX,
10934         KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID,    /* Allocated object */
10935         KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR, /* Refcounted local kptr */
10936         KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR,
10937         KF_ARG_PTR_TO_ITER,
10938         KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD,
10939         KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE,
10940         KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID,          /* Also covers reg2btf_ids conversions */
10941         KF_ARG_PTR_TO_MEM,
10942         KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE,        /* Size derived from next argument, skip it */
10943         KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK,
10944         KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT,
10945         KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE,
10946         KF_ARG_PTR_TO_NULL,
10947         KF_ARG_PTR_TO_CONST_STR,
10948         KF_ARG_PTR_TO_MAP,
10949 };
10950
10951 enum special_kfunc_type {
10952         KF_bpf_obj_new_impl,
10953         KF_bpf_obj_drop_impl,
10954         KF_bpf_refcount_acquire_impl,
10955         KF_bpf_list_push_front_impl,
10956         KF_bpf_list_push_back_impl,
10957         KF_bpf_list_pop_front,
10958         KF_bpf_list_pop_back,
10959         KF_bpf_cast_to_kern_ctx,
10960         KF_bpf_rdonly_cast,
10961         KF_bpf_rcu_read_lock,
10962         KF_bpf_rcu_read_unlock,
10963         KF_bpf_rbtree_remove,
10964         KF_bpf_rbtree_add_impl,
10965         KF_bpf_rbtree_first,
10966         KF_bpf_dynptr_from_skb,
10967         KF_bpf_dynptr_from_xdp,
10968         KF_bpf_dynptr_slice,
10969         KF_bpf_dynptr_slice_rdwr,
10970         KF_bpf_dynptr_clone,
10971         KF_bpf_percpu_obj_new_impl,
10972         KF_bpf_percpu_obj_drop_impl,
10973         KF_bpf_throw,
10974         KF_bpf_iter_css_task_new,
10975 };
10976
10977 BTF_SET_START(special_kfunc_set)
10978 BTF_ID(func, bpf_obj_new_impl)
10979 BTF_ID(func, bpf_obj_drop_impl)
10980 BTF_ID(func, bpf_refcount_acquire_impl)
10981 BTF_ID(func, bpf_list_push_front_impl)
10982 BTF_ID(func, bpf_list_push_back_impl)
10983 BTF_ID(func, bpf_list_pop_front)
10984 BTF_ID(func, bpf_list_pop_back)
10985 BTF_ID(func, bpf_cast_to_kern_ctx)
10986 BTF_ID(func, bpf_rdonly_cast)
10987 BTF_ID(func, bpf_rbtree_remove)
10988 BTF_ID(func, bpf_rbtree_add_impl)
10989 BTF_ID(func, bpf_rbtree_first)
10990 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_skb)
10991 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_xdp)
10992 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice)
10993 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice_rdwr)
10994 BTF_ID(func, bpf_dynptr_clone)
10995 BTF_ID(func, bpf_percpu_obj_new_impl)
10996 BTF_ID(func, bpf_percpu_obj_drop_impl)
10997 BTF_ID(func, bpf_throw)
10998 #ifdef CONFIG_CGROUPS
10999 BTF_ID(func, bpf_iter_css_task_new)
11000 #endif
11001 BTF_SET_END(special_kfunc_set)
11002
11003 BTF_ID_LIST(special_kfunc_list)
11004 BTF_ID(func, bpf_obj_new_impl)
11005 BTF_ID(func, bpf_obj_drop_impl)
11006 BTF_ID(func, bpf_refcount_acquire_impl)
11007 BTF_ID(func, bpf_list_push_front_impl)
11008 BTF_ID(func, bpf_list_push_back_impl)
11009 BTF_ID(func, bpf_list_pop_front)
11010 BTF_ID(func, bpf_list_pop_back)
11011 BTF_ID(func, bpf_cast_to_kern_ctx)
11012 BTF_ID(func, bpf_rdonly_cast)
11013 BTF_ID(func, bpf_rcu_read_lock)
11014 BTF_ID(func, bpf_rcu_read_unlock)
11015 BTF_ID(func, bpf_rbtree_remove)
11016 BTF_ID(func, bpf_rbtree_add_impl)
11017 BTF_ID(func, bpf_rbtree_first)
11018 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_skb)
11019 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_xdp)
11020 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice)
11021 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice_rdwr)
11022 BTF_ID(func, bpf_dynptr_clone)
11023 BTF_ID(func, bpf_percpu_obj_new_impl)
11024 BTF_ID(func, bpf_percpu_obj_drop_impl)
11025 BTF_ID(func, bpf_throw)
11026 #ifdef CONFIG_CGROUPS
11027 BTF_ID(func, bpf_iter_css_task_new)
11028 #else
11029 BTF_ID_UNUSED
11030 #endif
11031
11032 static bool is_kfunc_ret_null(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
11033 {
11034         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl] &&
11035             meta->arg_owning_ref) {
11036                 return false;
11037         }
11038
11039         return meta->kfunc_flags & KF_RET_NULL;
11040 }
11041
11042 static bool is_kfunc_bpf_rcu_read_lock(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
11043 {
11044         return meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rcu_read_lock];
11045 }
11046
11047 static bool is_kfunc_bpf_rcu_read_unlock(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
11048 {
11049         return meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rcu_read_unlock];
11050 }
11051
11052 static enum kfunc_ptr_arg_type
11053 get_kfunc_ptr_arg_type(struct bpf_verifier_env *env,
11054                        struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
11055                        const struct btf_type *t, const struct btf_type *ref_t,
11056                        const char *ref_tname, const struct btf_param *args,
11057                        int argno, int nargs)
11058 {
11059         u32 regno = argno + 1;
11060         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
11061         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
11062         bool arg_mem_size = false;
11063
11064         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx])
11065                 return KF_ARG_PTR_TO_CTX;
11066
11067         /* In this function, we verify the kfunc's BTF as per the argument type,
11068          * leaving the rest of the verification with respect to the register
11069          * type to our caller. When a set of conditions hold in the BTF type of
11070          * arguments, we resolve it to a known kfunc_ptr_arg_type.
11071          */
11072         if (btf_is_prog_ctx_type(&env->log, meta->btf, t, resolve_prog_type(env->prog), argno))
11073                 return KF_ARG_PTR_TO_CTX;
11074
11075         if (is_kfunc_arg_alloc_obj(meta->btf, &args[argno]))
11076                 return KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID;
11077
11078         if (is_kfunc_arg_refcounted_kptr(meta->btf, &args[argno]))
11079                 return KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR;
11080
11081         if (is_kfunc_arg_dynptr(meta->btf, &args[argno]))
11082                 return KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR;
11083
11084         if (is_kfunc_arg_iter(meta, argno))
11085                 return KF_ARG_PTR_TO_ITER;
11086
11087         if (is_kfunc_arg_list_head(meta->btf, &args[argno]))
11088                 return KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD;
11089
11090         if (is_kfunc_arg_list_node(meta->btf, &args[argno]))
11091                 return KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE;
11092
11093         if (is_kfunc_arg_rbtree_root(meta->btf, &args[argno]))
11094                 return KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT;
11095
11096         if (is_kfunc_arg_rbtree_node(meta->btf, &args[argno]))
11097                 return KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE;
11098
11099         if (is_kfunc_arg_const_str(meta->btf, &args[argno]))
11100                 return KF_ARG_PTR_TO_CONST_STR;
11101
11102         if (is_kfunc_arg_map(meta->btf, &args[argno]))
11103                 return KF_ARG_PTR_TO_MAP;
11104
11105         if ((base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID || reg2btf_ids[base_type(reg->type)])) {
11106                 if (!btf_type_is_struct(ref_t)) {
11107                         verbose(env, "kernel function %s args#%d pointer type %s %s is not supported\n",
11108                                 meta->func_name, argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname);
11109                         return -EINVAL;
11110                 }
11111                 return KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID;
11112         }
11113
11114         if (is_kfunc_arg_callback(env, meta->btf, &args[argno]))
11115                 return KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK;
11116
11117         if (is_kfunc_arg_nullable(meta->btf, &args[argno]) && register_is_null(reg))
11118                 return KF_ARG_PTR_TO_NULL;
11119
11120         if (argno + 1 < nargs &&
11121             (is_kfunc_arg_mem_size(meta->btf, &args[argno + 1], &regs[regno + 1]) ||
11122              is_kfunc_arg_const_mem_size(meta->btf, &args[argno + 1], &regs[regno + 1])))
11123                 arg_mem_size = true;
11124
11125         /* This is the catch all argument type of register types supported by
11126          * check_helper_mem_access. However, we only allow when argument type is
11127          * pointer to scalar, or struct composed (recursively) of scalars. When
11128          * arg_mem_size is true, the pointer can be void *.
11129          */
11130         if (!btf_type_is_scalar(ref_t) && !__btf_type_is_scalar_struct(env, meta->btf, ref_t, 0) &&
11131             (arg_mem_size ? !btf_type_is_void(ref_t) : 1)) {
11132                 verbose(env, "arg#%d pointer type %s %s must point to %sscalar, or struct with scalar\n",
11133                         argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname, arg_mem_size ? "void, " : "");
11134                 return -EINVAL;
11135         }
11136         return arg_mem_size ? KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE : KF_ARG_PTR_TO_MEM;
11137 }
11138
11139 static int process_kf_arg_ptr_to_btf_id(struct bpf_verifier_env *env,
11140                                         struct bpf_reg_state *reg,
11141                                         const struct btf_type *ref_t,
11142                                         const char *ref_tname, u32 ref_id,
11143                                         struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
11144                                         int argno)
11145 {
11146         const struct btf_type *reg_ref_t;
11147         bool strict_type_match = false;
11148         const struct btf *reg_btf;
11149         const char *reg_ref_tname;
11150         u32 reg_ref_id;
11151
11152         if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID) {
11153                 reg_btf = reg->btf;
11154                 reg_ref_id = reg->btf_id;
11155         } else {
11156                 reg_btf = btf_vmlinux;
11157                 reg_ref_id = *reg2btf_ids[base_type(reg->type)];
11158         }
11159
11160         /* Enforce strict type matching for calls to kfuncs that are acquiring
11161          * or releasing a reference, or are no-cast aliases. We do _not_
11162          * enforce strict matching for plain KF_TRUSTED_ARGS kfuncs by default,
11163          * as we want to enable BPF programs to pass types that are bitwise
11164          * equivalent without forcing them to explicitly cast with something
11165          * like bpf_cast_to_kern_ctx().
11166          *
11167          * For example, say we had a type like the following:
11168          *
11169          * struct bpf_cpumask {
11170          *      cpumask_t cpumask;
11171          *      refcount_t usage;
11172          * };
11173          *
11174          * Note that as specified in <linux/cpumask.h>, cpumask_t is typedef'ed
11175          * to a struct cpumask, so it would be safe to pass a struct
11176          * bpf_cpumask * to a kfunc expecting a struct cpumask *.
11177          *
11178          * The philosophy here is similar to how we allow scalars of different
11179          * types to be passed to kfuncs as long as the size is the same. The
11180          * only difference here is that we're simply allowing
11181          * btf_struct_ids_match() to walk the struct at the 0th offset, and
11182          * resolve types.
11183          */
11184         if (is_kfunc_acquire(meta) ||
11185             (is_kfunc_release(meta) && reg->ref_obj_id) ||
11186             btf_type_ids_nocast_alias(&env->log, reg_btf, reg_ref_id, meta->btf, ref_id))
11187                 strict_type_match = true;
11188
11189         WARN_ON_ONCE(is_kfunc_trusted_args(meta) && reg->off);
11190
11191         reg_ref_t = btf_type_skip_modifiers(reg_btf, reg_ref_id, &reg_ref_id);
11192         reg_ref_tname = btf_name_by_offset(reg_btf, reg_ref_t->name_off);
11193         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg_btf, reg_ref_id, reg->off, meta->btf, ref_id, strict_type_match)) {
11194                 verbose(env, "kernel function %s args#%d expected pointer to %s %s but R%d has a pointer to %s %s\n",
11195                         meta->func_name, argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname, argno + 1,
11196                         btf_type_str(reg_ref_t), reg_ref_tname);
11197                 return -EINVAL;
11198         }
11199         return 0;
11200 }
11201
11202 static int ref_set_non_owning(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
11203 {
11204         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
11205         struct btf_record *rec = reg_btf_record(reg);
11206
11207         if (!state->active_lock.ptr) {
11208                 verbose(env, "verifier internal error: ref_set_non_owning w/o active lock\n");
11209                 return -EFAULT;
11210         }
11211
11212         if (type_flag(reg->type) & NON_OWN_REF) {
11213                 verbose(env, "verifier internal error: NON_OWN_REF already set\n");
11214                 return -EFAULT;
11215         }
11216
11217         reg->type |= NON_OWN_REF;
11218         if (rec->refcount_off >= 0)
11219                 reg->type |= MEM_RCU;
11220
11221         return 0;
11222 }
11223
11224 static int ref_convert_owning_non_owning(struct bpf_verifier_env *env, u32 ref_obj_id)
11225 {
11226         struct bpf_func_state *state, *unused;
11227         struct bpf_reg_state *reg;
11228         int i;
11229
11230         state = cur_func(env);
11231
11232         if (!ref_obj_id) {
11233                 verbose(env, "verifier internal error: ref_obj_id is zero for "
11234                              "owning -> non-owning conversion\n");
11235                 return -EFAULT;
11236         }
11237
11238         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
11239                 if (state->refs[i].id != ref_obj_id)
11240                         continue;
11241
11242                 /* Clear ref_obj_id here so release_reference doesn't clobber
11243                  * the whole reg
11244                  */
11245                 bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, unused, reg, ({
11246                         if (reg->ref_obj_id == ref_obj_id) {
11247                                 reg->ref_obj_id = 0;
11248                                 ref_set_non_owning(env, reg);
11249                         }
11250                 }));
11251                 return 0;
11252         }
11253
11254         verbose(env, "verifier internal error: ref state missing for ref_obj_id\n");
11255         return -EFAULT;
11256 }
11257
11258 /* Implementation details:
11259  *
11260  * Each register points to some region of memory, which we define as an
11261  * allocation. Each allocation may embed a bpf_spin_lock which protects any
11262  * special BPF objects (bpf_list_head, bpf_rb_root, etc.) part of the same
11263  * allocation. The lock and the data it protects are colocated in the same
11264  * memory region.
11265  *
11266  * Hence, everytime a register holds a pointer value pointing to such
11267  * allocation, the verifier preserves a unique reg->id for it.
11268  *
11269  * The verifier remembers the lock 'ptr' and the lock 'id' whenever
11270  * bpf_spin_lock is called.
11271  *
11272  * To enable this, lock state in the verifier captures two values:
11273  *      active_lock.ptr = Register's type specific pointer
11274  *      active_lock.id  = A unique ID for each register pointer value
11275  *
11276  * Currently, PTR_TO_MAP_VALUE and PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC are the two
11277  * supported register types.
11278  *
11279  * The active_lock.ptr in case of map values is the reg->map_ptr, and in case of
11280  * allocated objects is the reg->btf pointer.
11281  *
11282  * The active_lock.id is non-unique for maps supporting direct_value_addr, as we
11283  * can establish the provenance of the map value statically for each distinct
11284  * lookup into such maps. They always contain a single map value hence unique
11285  * IDs for each pseudo load pessimizes the algorithm and rejects valid programs.
11286  *
11287  * So, in case of global variables, they use array maps with max_entries = 1,
11288  * hence their active_lock.ptr becomes map_ptr and id = 0 (since they all point
11289  * into the same map value as max_entries is 1, as described above).
11290  *
11291  * In case of inner map lookups, the inner map pointer has same map_ptr as the
11292  * outer map pointer (in verifier context), but each lookup into an inner map
11293  * assigns a fresh reg->id to the lookup, so while lookups into distinct inner
11294  * maps from the same outer map share the same map_ptr as active_lock.ptr, they
11295  * will get different reg->id assigned to each lookup, hence different
11296  * active_lock.id.
11297  *
11298  * In case of allocated objects, active_lock.ptr is the reg->btf, and the
11299  * reg->id is a unique ID preserved after the NULL pointer check on the pointer
11300  * returned from bpf_obj_new. Each allocation receives a new reg->id.
11301  */
11302 static int check_reg_allocation_locked(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
11303 {
11304         void *ptr;
11305         u32 id;
11306
11307         switch ((int)reg->type) {
11308         case PTR_TO_MAP_VALUE:
11309                 ptr = reg->map_ptr;
11310                 break;
11311         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC:
11312                 ptr = reg->btf;
11313                 break;
11314         default:
11315                 verbose(env, "verifier internal error: unknown reg type for lock check\n");
11316                 return -EFAULT;
11317         }
11318         id = reg->id;
11319
11320         if (!env->cur_state->active_lock.ptr)
11321                 return -EINVAL;
11322         if (env->cur_state->active_lock.ptr != ptr ||
11323             env->cur_state->active_lock.id != id) {
11324                 verbose(env, "held lock and object are not in the same allocation\n");
11325                 return -EINVAL;
11326         }
11327         return 0;
11328 }
11329
11330 static bool is_bpf_list_api_kfunc(u32 btf_id)
11331 {
11332         return btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
11333                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl] ||
11334                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_front] ||
11335                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_back];
11336 }
11337
11338 static bool is_bpf_rbtree_api_kfunc(u32 btf_id)
11339 {
11340         return btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl] ||
11341                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove] ||
11342                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_first];
11343 }
11344
11345 static bool is_bpf_graph_api_kfunc(u32 btf_id)
11346 {
11347         return is_bpf_list_api_kfunc(btf_id) || is_bpf_rbtree_api_kfunc(btf_id) ||
11348                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl];
11349 }
11350
11351 static bool is_sync_callback_calling_kfunc(u32 btf_id)
11352 {
11353         return btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl];
11354 }
11355
11356 static bool is_bpf_throw_kfunc(struct bpf_insn *insn)
11357 {
11358         return bpf_pseudo_kfunc_call(insn) && insn->off == 0 &&
11359                insn->imm == special_kfunc_list[KF_bpf_throw];
11360 }
11361
11362 static bool is_rbtree_lock_required_kfunc(u32 btf_id)
11363 {
11364         return is_bpf_rbtree_api_kfunc(btf_id);
11365 }
11366
11367 static bool check_kfunc_is_graph_root_api(struct bpf_verifier_env *env,
11368                                           enum btf_field_type head_field_type,
11369                                           u32 kfunc_btf_id)
11370 {
11371         bool ret;
11372
11373         switch (head_field_type) {
11374         case BPF_LIST_HEAD:
11375                 ret = is_bpf_list_api_kfunc(kfunc_btf_id);
11376                 break;
11377         case BPF_RB_ROOT:
11378                 ret = is_bpf_rbtree_api_kfunc(kfunc_btf_id);
11379                 break;
11380         default:
11381                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected graph root argument type %s\n",
11382                         btf_field_type_name(head_field_type));
11383                 return false;
11384         }
11385
11386         if (!ret)
11387                 verbose(env, "verifier internal error: %s head arg for unknown kfunc\n",
11388                         btf_field_type_name(head_field_type));
11389         return ret;
11390 }
11391
11392 static bool check_kfunc_is_graph_node_api(struct bpf_verifier_env *env,
11393                                           enum btf_field_type node_field_type,
11394                                           u32 kfunc_btf_id)
11395 {
11396         bool ret;
11397
11398         switch (node_field_type) {
11399         case BPF_LIST_NODE:
11400                 ret = (kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
11401                        kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl]);
11402                 break;
11403         case BPF_RB_NODE:
11404                 ret = (kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove] ||
11405                        kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]);
11406                 break;
11407         default:
11408                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected graph node argument type %s\n",
11409                         btf_field_type_name(node_field_type));
11410                 return false;
11411         }
11412
11413         if (!ret)
11414                 verbose(env, "verifier internal error: %s node arg for unknown kfunc\n",
11415                         btf_field_type_name(node_field_type));
11416         return ret;
11417 }
11418
11419 static int
11420 __process_kf_arg_ptr_to_graph_root(struct bpf_verifier_env *env,
11421                                    struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
11422                                    struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
11423                                    enum btf_field_type head_field_type,
11424                                    struct btf_field **head_field)
11425 {
11426         const char *head_type_name;
11427         struct btf_field *field;
11428         struct btf_record *rec;
11429         u32 head_off;
11430
11431         if (meta->btf != btf_vmlinux) {
11432                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected btf mismatch in kfunc call\n");
11433                 return -EFAULT;
11434         }
11435
11436         if (!check_kfunc_is_graph_root_api(env, head_field_type, meta->func_id))
11437                 return -EFAULT;
11438
11439         head_type_name = btf_field_type_name(head_field_type);
11440         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
11441                 verbose(env,
11442                         "R%d doesn't have constant offset. %s has to be at the constant offset\n",
11443                         regno, head_type_name);
11444                 return -EINVAL;
11445         }
11446
11447         rec = reg_btf_record(reg);
11448         head_off = reg->off + reg->var_off.value;
11449         field = btf_record_find(rec, head_off, head_field_type);
11450         if (!field) {
11451                 verbose(env, "%s not found at offset=%u\n", head_type_name, head_off);
11452                 return -EINVAL;
11453         }
11454
11455         /* All functions require bpf_list_head to be protected using a bpf_spin_lock */
11456         if (check_reg_allocation_locked(env, reg)) {
11457                 verbose(env, "bpf_spin_lock at off=%d must be held for %s\n",
11458                         rec->spin_lock_off, head_type_name);
11459                 return -EINVAL;
11460         }
11461
11462         if (*head_field) {
11463                 verbose(env, "verifier internal error: repeating %s arg\n", head_type_name);
11464                 return -EFAULT;
11465         }
11466         *head_field = field;
11467         return 0;
11468 }
11469
11470 static int process_kf_arg_ptr_to_list_head(struct bpf_verifier_env *env,
11471                                            struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
11472                                            struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
11473 {
11474         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_root(env, reg, regno, meta, BPF_LIST_HEAD,
11475                                                           &meta->arg_list_head.field);
11476 }
11477
11478 static int process_kf_arg_ptr_to_rbtree_root(struct bpf_verifier_env *env,
11479                                              struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
11480                                              struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
11481 {
11482         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_root(env, reg, regno, meta, BPF_RB_ROOT,
11483                                                           &meta->arg_rbtree_root.field);
11484 }
11485
11486 static int
11487 __process_kf_arg_ptr_to_graph_node(struct bpf_verifier_env *env,
11488                                    struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
11489                                    struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
11490                                    enum btf_field_type head_field_type,
11491                                    enum btf_field_type node_field_type,
11492                                    struct btf_field **node_field)
11493 {
11494         const char *node_type_name;
11495         const struct btf_type *et, *t;
11496         struct btf_field *field;
11497         u32 node_off;
11498
11499         if (meta->btf != btf_vmlinux) {
11500                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected btf mismatch in kfunc call\n");
11501                 return -EFAULT;
11502         }
11503
11504         if (!check_kfunc_is_graph_node_api(env, node_field_type, meta->func_id))
11505                 return -EFAULT;
11506
11507         node_type_name = btf_field_type_name(node_field_type);
11508         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
11509                 verbose(env,
11510                         "R%d doesn't have constant offset. %s has to be at the constant offset\n",
11511                         regno, node_type_name);
11512                 return -EINVAL;
11513         }
11514
11515         node_off = reg->off + reg->var_off.value;
11516         field = reg_find_field_offset(reg, node_off, node_field_type);
11517         if (!field || field->offset != node_off) {
11518                 verbose(env, "%s not found at offset=%u\n", node_type_name, node_off);
11519                 return -EINVAL;
11520         }
11521
11522         field = *node_field;
11523
11524         et = btf_type_by_id(field->graph_root.btf, field->graph_root.value_btf_id);
11525         t = btf_type_by_id(reg->btf, reg->btf_id);
11526         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, 0, field->graph_root.btf,
11527                                   field->graph_root.value_btf_id, true)) {
11528                 verbose(env, "operation on %s expects arg#1 %s at offset=%d "
11529                         "in struct %s, but arg is at offset=%d in struct %s\n",
11530                         btf_field_type_name(head_field_type),
11531                         btf_field_type_name(node_field_type),
11532                         field->graph_root.node_offset,
11533                         btf_name_by_offset(field->graph_root.btf, et->name_off),
11534                         node_off, btf_name_by_offset(reg->btf, t->name_off));
11535                 return -EINVAL;
11536         }
11537         meta->arg_btf = reg->btf;
11538         meta->arg_btf_id = reg->btf_id;
11539
11540         if (node_off != field->graph_root.node_offset) {
11541                 verbose(env, "arg#1 offset=%d, but expected %s at offset=%d in struct %s\n",
11542                         node_off, btf_field_type_name(node_field_type),
11543                         field->graph_root.node_offset,
11544                         btf_name_by_offset(field->graph_root.btf, et->name_off));
11545                 return -EINVAL;
11546         }
11547
11548         return 0;
11549 }
11550
11551 static int process_kf_arg_ptr_to_list_node(struct bpf_verifier_env *env,
11552                                            struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
11553                                            struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
11554 {
11555         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_node(env, reg, regno, meta,
11556                                                   BPF_LIST_HEAD, BPF_LIST_NODE,
11557                                                   &meta->arg_list_head.field);
11558 }
11559
11560 static int process_kf_arg_ptr_to_rbtree_node(struct bpf_verifier_env *env,
11561                                              struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
11562                                              struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
11563 {
11564         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_node(env, reg, regno, meta,
11565                                                   BPF_RB_ROOT, BPF_RB_NODE,
11566                                                   &meta->arg_rbtree_root.field);
11567 }
11568
11569 /*
11570  * css_task iter allowlist is needed to avoid dead locking on css_set_lock.
11571  * LSM hooks and iters (both sleepable and non-sleepable) are safe.
11572  * Any sleepable progs are also safe since bpf_check_attach_target() enforce
11573  * them can only be attached to some specific hook points.
11574  */
11575 static bool check_css_task_iter_allowlist(struct bpf_verifier_env *env)
11576 {
11577         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
11578
11579         switch (prog_type) {
11580         case BPF_PROG_TYPE_LSM:
11581                 return true;
11582         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
11583                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_ITER)
11584                         return true;
11585                 fallthrough;
11586         default:
11587                 return in_sleepable(env);
11588         }
11589 }
11590
11591 static int check_kfunc_args(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
11592                             int insn_idx)
11593 {
11594         const char *func_name = meta->func_name, *ref_tname;
11595         const struct btf *btf = meta->btf;
11596         const struct btf_param *args;
11597         struct btf_record *rec;
11598         u32 i, nargs;
11599         int ret;
11600
11601         args = (const struct btf_param *)(meta->func_proto + 1);
11602         nargs = btf_type_vlen(meta->func_proto);
11603         if (nargs > MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS) {
11604                 verbose(env, "Function %s has %d > %d args\n", func_name, nargs,
11605                         MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS);
11606                 return -EINVAL;
11607         }
11608
11609         /* Check that BTF function arguments match actual types that the
11610          * verifier sees.
11611          */
11612         for (i = 0; i < nargs; i++) {
11613                 struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[i + 1];
11614                 const struct btf_type *t, *ref_t, *resolve_ret;
11615                 enum bpf_arg_type arg_type = ARG_DONTCARE;
11616                 u32 regno = i + 1, ref_id, type_size;
11617                 bool is_ret_buf_sz = false;
11618                 int kf_arg_type;
11619
11620                 t = btf_type_skip_modifiers(btf, args[i].type, NULL);
11621
11622                 if (is_kfunc_arg_ignore(btf, &args[i]))
11623                         continue;
11624
11625                 if (btf_type_is_scalar(t)) {
11626                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
11627                                 verbose(env, "R%d is not a scalar\n", regno);
11628                                 return -EINVAL;
11629                         }
11630
11631                         if (is_kfunc_arg_constant(meta->btf, &args[i])) {
11632                                 if (meta->arg_constant.found) {
11633                                         verbose(env, "verifier internal error: only one constant argument permitted\n");
11634                                         return -EFAULT;
11635                                 }
11636                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
11637                                         verbose(env, "R%d must be a known constant\n", regno);
11638                                         return -EINVAL;
11639                                 }
11640                                 ret = mark_chain_precision(env, regno);
11641                                 if (ret < 0)
11642                                         return ret;
11643                                 meta->arg_constant.found = true;
11644                                 meta->arg_constant.value = reg->var_off.value;
11645                         } else if (is_kfunc_arg_scalar_with_name(btf, &args[i], "rdonly_buf_size")) {
11646                                 meta->r0_rdonly = true;
11647                                 is_ret_buf_sz = true;
11648                         } else if (is_kfunc_arg_scalar_with_name(btf, &args[i], "rdwr_buf_size")) {
11649                                 is_ret_buf_sz = true;
11650                         }
11651
11652                         if (is_ret_buf_sz) {
11653                                 if (meta->r0_size) {
11654                                         verbose(env, "2 or more rdonly/rdwr_buf_size parameters for kfunc");
11655                                         return -EINVAL;
11656                                 }
11657
11658                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
11659                                         verbose(env, "R%d is not a const\n", regno);
11660                                         return -EINVAL;
11661                                 }
11662
11663                                 meta->r0_size = reg->var_off.value;
11664                                 ret = mark_chain_precision(env, regno);
11665                                 if (ret)
11666                                         return ret;
11667                         }
11668                         continue;
11669                 }
11670
11671                 if (!btf_type_is_ptr(t)) {
11672                         verbose(env, "Unrecognized arg#%d type %s\n", i, btf_type_str(t));
11673                         return -EINVAL;
11674                 }
11675
11676                 if ((is_kfunc_trusted_args(meta) || is_kfunc_rcu(meta)) &&
11677                     (register_is_null(reg) || type_may_be_null(reg->type)) &&
11678                         !is_kfunc_arg_nullable(meta->btf, &args[i])) {
11679                         verbose(env, "Possibly NULL pointer passed to trusted arg%d\n", i);
11680                         return -EACCES;
11681                 }
11682
11683                 if (reg->ref_obj_id) {
11684                         if (is_kfunc_release(meta) && meta->ref_obj_id) {
11685                                 verbose(env, "verifier internal error: more than one arg with ref_obj_id R%d %u %u\n",
11686                                         regno, reg->ref_obj_id,
11687                                         meta->ref_obj_id);
11688                                 return -EFAULT;
11689                         }
11690                         meta->ref_obj_id = reg->ref_obj_id;
11691                         if (is_kfunc_release(meta))
11692                                 meta->release_regno = regno;
11693                 }
11694
11695                 ref_t = btf_type_skip_modifiers(btf, t->type, &ref_id);
11696                 ref_tname = btf_name_by_offset(btf, ref_t->name_off);
11697
11698                 kf_arg_type = get_kfunc_ptr_arg_type(env, meta, t, ref_t, ref_tname, args, i, nargs);
11699                 if (kf_arg_type < 0)
11700                         return kf_arg_type;
11701
11702                 switch (kf_arg_type) {
11703                 case KF_ARG_PTR_TO_NULL:
11704                         continue;
11705                 case KF_ARG_PTR_TO_MAP:
11706                 case KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID:
11707                 case KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID:
11708                         if (!is_kfunc_trusted_args(meta) && !is_kfunc_rcu(meta))
11709                                 break;
11710
11711                         if (!is_trusted_reg(reg)) {
11712                                 if (!is_kfunc_rcu(meta)) {
11713                                         verbose(env, "R%d must be referenced or trusted\n", regno);
11714                                         return -EINVAL;
11715                                 }
11716                                 if (!is_rcu_reg(reg)) {
11717                                         verbose(env, "R%d must be a rcu pointer\n", regno);
11718                                         return -EINVAL;
11719                                 }
11720                         }
11721
11722                         fallthrough;
11723                 case KF_ARG_PTR_TO_CTX:
11724                         /* Trusted arguments have the same offset checks as release arguments */
11725                         arg_type |= OBJ_RELEASE;
11726                         break;
11727                 case KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR:
11728                 case KF_ARG_PTR_TO_ITER:
11729                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD:
11730                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE:
11731                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT:
11732                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE:
11733                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM:
11734                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE:
11735                 case KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK:
11736                 case KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR:
11737                 case KF_ARG_PTR_TO_CONST_STR:
11738                         /* Trusted by default */
11739                         break;
11740                 default:
11741                         WARN_ON_ONCE(1);
11742                         return -EFAULT;
11743                 }
11744
11745                 if (is_kfunc_release(meta) && reg->ref_obj_id)
11746                         arg_type |= OBJ_RELEASE;
11747                 ret = check_func_arg_reg_off(env, reg, regno, arg_type);
11748                 if (ret < 0)
11749                         return ret;
11750
11751                 switch (kf_arg_type) {
11752                 case KF_ARG_PTR_TO_CTX:
11753                         if (reg->type != PTR_TO_CTX) {
11754                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to ctx, but got %s\n", i, btf_type_str(t));
11755                                 return -EINVAL;
11756                         }
11757
11758                         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx]) {
11759                                 ret = get_kern_ctx_btf_id(&env->log, resolve_prog_type(env->prog));
11760                                 if (ret < 0)
11761                                         return -EINVAL;
11762                                 meta->ret_btf_id  = ret;
11763                         }
11764                         break;
11765                 case KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID:
11766                         if (reg->type == (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
11767                                 if (meta->func_id != special_kfunc_list[KF_bpf_obj_drop_impl]) {
11768                                         verbose(env, "arg#%d expected for bpf_obj_drop_impl()\n", i);
11769                                         return -EINVAL;
11770                                 }
11771                         } else if (reg->type == (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | MEM_PERCPU)) {
11772                                 if (meta->func_id != special_kfunc_list[KF_bpf_percpu_obj_drop_impl]) {
11773                                         verbose(env, "arg#%d expected for bpf_percpu_obj_drop_impl()\n", i);
11774                                         return -EINVAL;
11775                                 }
11776                         } else {
11777                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to allocated object\n", i);
11778                                 return -EINVAL;
11779                         }
11780                         if (!reg->ref_obj_id) {
11781                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
11782                                 return -EINVAL;
11783                         }
11784                         if (meta->btf == btf_vmlinux) {
11785                                 meta->arg_btf = reg->btf;
11786                                 meta->arg_btf_id = reg->btf_id;
11787                         }
11788                         break;
11789                 case KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR:
11790                 {
11791                         enum bpf_arg_type dynptr_arg_type = ARG_PTR_TO_DYNPTR;
11792                         int clone_ref_obj_id = 0;
11793
11794                         if (reg->type != PTR_TO_STACK &&
11795                             reg->type != CONST_PTR_TO_DYNPTR) {
11796                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to stack or dynptr_ptr\n", i);
11797                                 return -EINVAL;
11798                         }
11799
11800                         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
11801                                 dynptr_arg_type |= MEM_RDONLY;
11802
11803                         if (is_kfunc_arg_uninit(btf, &args[i]))
11804                                 dynptr_arg_type |= MEM_UNINIT;
11805
11806                         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_from_skb]) {
11807                                 dynptr_arg_type |= DYNPTR_TYPE_SKB;
11808                         } else if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_from_xdp]) {
11809                                 dynptr_arg_type |= DYNPTR_TYPE_XDP;
11810                         } else if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_clone] &&
11811                                    (dynptr_arg_type & MEM_UNINIT)) {
11812                                 enum bpf_dynptr_type parent_type = meta->initialized_dynptr.type;
11813
11814                                 if (parent_type == BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID) {
11815                                         verbose(env, "verifier internal error: no dynptr type for parent of clone\n");
11816                                         return -EFAULT;
11817                                 }
11818
11819                                 dynptr_arg_type |= (unsigned int)get_dynptr_type_flag(parent_type);
11820                                 clone_ref_obj_id = meta->initialized_dynptr.ref_obj_id;
11821                                 if (dynptr_type_refcounted(parent_type) && !clone_ref_obj_id) {
11822                                         verbose(env, "verifier internal error: missing ref obj id for parent of clone\n");
11823                                         return -EFAULT;
11824                                 }
11825                         }
11826
11827                         ret = process_dynptr_func(env, regno, insn_idx, dynptr_arg_type, clone_ref_obj_id);
11828                         if (ret < 0)
11829                                 return ret;
11830
11831                         if (!(dynptr_arg_type & MEM_UNINIT)) {
11832                                 int id = dynptr_id(env, reg);
11833
11834                                 if (id < 0) {
11835                                         verbose(env, "verifier internal error: failed to obtain dynptr id\n");
11836                                         return id;
11837                                 }
11838                                 meta->initialized_dynptr.id = id;
11839                                 meta->initialized_dynptr.type = dynptr_get_type(env, reg);
11840                                 meta->initialized_dynptr.ref_obj_id = dynptr_ref_obj_id(env, reg);
11841                         }
11842
11843                         break;
11844                 }
11845                 case KF_ARG_PTR_TO_ITER:
11846                         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_iter_css_task_new]) {
11847                                 if (!check_css_task_iter_allowlist(env)) {
11848                                         verbose(env, "css_task_iter is only allowed in bpf_lsm, bpf_iter and sleepable progs\n");
11849                                         return -EINVAL;
11850                                 }
11851                         }
11852                         ret = process_iter_arg(env, regno, insn_idx, meta);
11853                         if (ret < 0)
11854                                 return ret;
11855                         break;
11856                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD:
11857                         if (reg->type != PTR_TO_MAP_VALUE &&
11858                             reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
11859                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to map value or allocated object\n", i);
11860                                 return -EINVAL;
11861                         }
11862                         if (reg->type == (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC) && !reg->ref_obj_id) {
11863                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
11864                                 return -EINVAL;
11865                         }
11866                         ret = process_kf_arg_ptr_to_list_head(env, reg, regno, meta);
11867                         if (ret < 0)
11868                                 return ret;
11869                         break;
11870                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT:
11871                         if (reg->type != PTR_TO_MAP_VALUE &&
11872                             reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
11873                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to map value or allocated object\n", i);
11874                                 return -EINVAL;
11875                         }
11876                         if (reg->type == (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC) && !reg->ref_obj_id) {
11877                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
11878                                 return -EINVAL;
11879                         }
11880                         ret = process_kf_arg_ptr_to_rbtree_root(env, reg, regno, meta);
11881                         if (ret < 0)
11882                                 return ret;
11883                         break;
11884                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE:
11885                         if (reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
11886                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to allocated object\n", i);
11887                                 return -EINVAL;
11888                         }
11889                         if (!reg->ref_obj_id) {
11890                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
11891                                 return -EINVAL;
11892                         }
11893                         ret = process_kf_arg_ptr_to_list_node(env, reg, regno, meta);
11894                         if (ret < 0)
11895                                 return ret;
11896                         break;
11897                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE:
11898                         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove]) {
11899                                 if (!type_is_non_owning_ref(reg->type) || reg->ref_obj_id) {
11900                                         verbose(env, "rbtree_remove node input must be non-owning ref\n");
11901                                         return -EINVAL;
11902                                 }
11903                                 if (in_rbtree_lock_required_cb(env)) {
11904                                         verbose(env, "rbtree_remove not allowed in rbtree cb\n");
11905                                         return -EINVAL;
11906                                 }
11907                         } else {
11908                                 if (reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
11909                                         verbose(env, "arg#%d expected pointer to allocated object\n", i);
11910                                         return -EINVAL;
11911                                 }
11912                                 if (!reg->ref_obj_id) {
11913                                         verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
11914                                         return -EINVAL;
11915                                 }
11916                         }
11917
11918                         ret = process_kf_arg_ptr_to_rbtree_node(env, reg, regno, meta);
11919                         if (ret < 0)
11920                                 return ret;
11921                         break;
11922                 case KF_ARG_PTR_TO_MAP:
11923                         /* If argument has '__map' suffix expect 'struct bpf_map *' */
11924                         ref_id = *reg2btf_ids[CONST_PTR_TO_MAP];
11925                         ref_t = btf_type_by_id(btf_vmlinux, ref_id);
11926                         ref_tname = btf_name_by_offset(btf, ref_t->name_off);
11927                         fallthrough;
11928                 case KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID:
11929                         /* Only base_type is checked, further checks are done here */
11930                         if ((base_type(reg->type) != PTR_TO_BTF_ID ||
11931                              (bpf_type_has_unsafe_modifiers(reg->type) && !is_rcu_reg(reg))) &&
11932                             !reg2btf_ids[base_type(reg->type)]) {
11933                                 verbose(env, "arg#%d is %s ", i, reg_type_str(env, reg->type));
11934                                 verbose(env, "expected %s or socket\n",
11935                                         reg_type_str(env, base_type(reg->type) |
11936                                                           (type_flag(reg->type) & BPF_REG_TRUSTED_MODIFIERS)));
11937                                 return -EINVAL;
11938                         }
11939                         ret = process_kf_arg_ptr_to_btf_id(env, reg, ref_t, ref_tname, ref_id, meta, i);
11940                         if (ret < 0)
11941                                 return ret;
11942                         break;
11943                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM:
11944                         resolve_ret = btf_resolve_size(btf, ref_t, &type_size);
11945                         if (IS_ERR(resolve_ret)) {
11946                                 verbose(env, "arg#%d reference type('%s %s') size cannot be determined: %ld\n",
11947                                         i, btf_type_str(ref_t), ref_tname, PTR_ERR(resolve_ret));
11948                                 return -EINVAL;
11949                         }
11950                         ret = check_mem_reg(env, reg, regno, type_size);
11951                         if (ret < 0)
11952                                 return ret;
11953                         break;
11954                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE:
11955                 {
11956                         struct bpf_reg_state *buff_reg = &regs[regno];
11957                         const struct btf_param *buff_arg = &args[i];
11958                         struct bpf_reg_state *size_reg = &regs[regno + 1];
11959                         const struct btf_param *size_arg = &args[i + 1];
11960
11961                         if (!register_is_null(buff_reg) || !is_kfunc_arg_optional(meta->btf, buff_arg)) {
11962                                 ret = check_kfunc_mem_size_reg(env, size_reg, regno + 1);
11963                                 if (ret < 0) {
11964                                         verbose(env, "arg#%d arg#%d memory, len pair leads to invalid memory access\n", i, i + 1);
11965                                         return ret;
11966                                 }
11967                         }
11968
11969                         if (is_kfunc_arg_const_mem_size(meta->btf, size_arg, size_reg)) {
11970                                 if (meta->arg_constant.found) {
11971                                         verbose(env, "verifier internal error: only one constant argument permitted\n");
11972                                         return -EFAULT;
11973                                 }
11974                                 if (!tnum_is_const(size_reg->var_off)) {
11975                                         verbose(env, "R%d must be a known constant\n", regno + 1);
11976                                         return -EINVAL;
11977                                 }
11978                                 meta->arg_constant.found = true;
11979                                 meta->arg_constant.value = size_reg->var_off.value;
11980                         }
11981
11982                         /* Skip next '__sz' or '__szk' argument */
11983                         i++;
11984                         break;
11985                 }
11986                 case KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK:
11987                         if (reg->type != PTR_TO_FUNC) {
11988                                 verbose(env, "arg%d expected pointer to func\n", i);
11989                                 return -EINVAL;
11990                         }
11991                         meta->subprogno = reg->subprogno;
11992                         break;
11993                 case KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR:
11994                         if (!type_is_ptr_alloc_obj(reg->type)) {
11995                                 verbose(env, "arg#%d is neither owning or non-owning ref\n", i);
11996                                 return -EINVAL;
11997                         }
11998                         if (!type_is_non_owning_ref(reg->type))
11999                                 meta->arg_owning_ref = true;
12000
12001                         rec = reg_btf_record(reg);
12002                         if (!rec) {
12003                                 verbose(env, "verifier internal error: Couldn't find btf_record\n");
12004                                 return -EFAULT;
12005                         }
12006
12007                         if (rec->refcount_off < 0) {
12008                                 verbose(env, "arg#%d doesn't point to a type with bpf_refcount field\n", i);
12009                                 return -EINVAL;
12010                         }
12011
12012                         meta->arg_btf = reg->btf;
12013                         meta->arg_btf_id = reg->btf_id;
12014                         break;
12015                 case KF_ARG_PTR_TO_CONST_STR:
12016                         if (reg->type != PTR_TO_MAP_VALUE) {
12017                                 verbose(env, "arg#%d doesn't point to a const string\n", i);
12018                                 return -EINVAL;
12019                         }
12020                         ret = check_reg_const_str(env, reg, regno);
12021                         if (ret)
12022                                 return ret;
12023                         break;
12024                 }
12025         }
12026
12027         if (is_kfunc_release(meta) && !meta->release_regno) {
12028                 verbose(env, "release kernel function %s expects refcounted PTR_TO_BTF_ID\n",
12029                         func_name);
12030                 return -EINVAL;
12031         }
12032
12033         return 0;
12034 }
12035
12036 static int fetch_kfunc_meta(struct bpf_verifier_env *env,
12037                             struct bpf_insn *insn,
12038                             struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
12039                             const char **kfunc_name)
12040 {
12041         const struct btf_type *func, *func_proto;
12042         u32 func_id, *kfunc_flags;
12043         const char *func_name;
12044         struct btf *desc_btf;
12045
12046         if (kfunc_name)
12047                 *kfunc_name = NULL;
12048
12049         if (!insn->imm)
12050                 return -EINVAL;
12051
12052         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(env, insn->off);
12053         if (IS_ERR(desc_btf))
12054                 return PTR_ERR(desc_btf);
12055
12056         func_id = insn->imm;
12057         func = btf_type_by_id(desc_btf, func_id);
12058         func_name = btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
12059         if (kfunc_name)
12060                 *kfunc_name = func_name;
12061         func_proto = btf_type_by_id(desc_btf, func->type);
12062
12063         kfunc_flags = btf_kfunc_id_set_contains(desc_btf, func_id, env->prog);
12064         if (!kfunc_flags) {
12065                 return -EACCES;
12066         }
12067
12068         memset(meta, 0, sizeof(*meta));
12069         meta->btf = desc_btf;
12070         meta->func_id = func_id;
12071         meta->kfunc_flags = *kfunc_flags;
12072         meta->func_proto = func_proto;
12073         meta->func_name = func_name;
12074
12075         return 0;
12076 }
12077
12078 static int check_return_code(struct bpf_verifier_env *env, int regno, const char *reg_name);
12079
12080 static int check_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
12081                             int *insn_idx_p)
12082 {
12083         const struct btf_type *t, *ptr_type;
12084         u32 i, nargs, ptr_type_id, release_ref_obj_id;
12085         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
12086         const char *func_name, *ptr_type_name;
12087         bool sleepable, rcu_lock, rcu_unlock;
12088         struct bpf_kfunc_call_arg_meta meta;
12089         struct bpf_insn_aux_data *insn_aux;
12090         int err, insn_idx = *insn_idx_p;
12091         const struct btf_param *args;
12092         const struct btf_type *ret_t;
12093         struct btf *desc_btf;
12094
12095         /* skip for now, but return error when we find this in fixup_kfunc_call */
12096         if (!insn->imm)
12097                 return 0;
12098
12099         err = fetch_kfunc_meta(env, insn, &meta, &func_name);
12100         if (err == -EACCES && func_name)
12101                 verbose(env, "calling kernel function %s is not allowed\n", func_name);
12102         if (err)
12103                 return err;
12104         desc_btf = meta.btf;
12105         insn_aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
12106
12107         insn_aux->is_iter_next = is_iter_next_kfunc(&meta);
12108
12109         if (is_kfunc_destructive(&meta) && !capable(CAP_SYS_BOOT)) {
12110                 verbose(env, "destructive kfunc calls require CAP_SYS_BOOT capability\n");
12111                 return -EACCES;
12112         }
12113
12114         sleepable = is_kfunc_sleepable(&meta);
12115         if (sleepable && !in_sleepable(env)) {
12116                 verbose(env, "program must be sleepable to call sleepable kfunc %s\n", func_name);
12117                 return -EACCES;
12118         }
12119
12120         /* Check the arguments */
12121         err = check_kfunc_args(env, &meta, insn_idx);
12122         if (err < 0)
12123                 return err;
12124
12125         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
12126                 err = push_callback_call(env, insn, insn_idx, meta.subprogno,
12127                                          set_rbtree_add_callback_state);
12128                 if (err) {
12129                         verbose(env, "kfunc %s#%d failed callback verification\n",
12130                                 func_name, meta.func_id);
12131                         return err;
12132                 }
12133         }
12134
12135         rcu_lock = is_kfunc_bpf_rcu_read_lock(&meta);
12136         rcu_unlock = is_kfunc_bpf_rcu_read_unlock(&meta);
12137
12138         if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
12139                 struct bpf_func_state *state;
12140                 struct bpf_reg_state *reg;
12141                 u32 clear_mask = (1 << STACK_SPILL) | (1 << STACK_ITER);
12142
12143                 if (in_rbtree_lock_required_cb(env) && (rcu_lock || rcu_unlock)) {
12144                         verbose(env, "Calling bpf_rcu_read_{lock,unlock} in unnecessary rbtree callback\n");
12145                         return -EACCES;
12146                 }
12147
12148                 if (rcu_lock) {
12149                         verbose(env, "nested rcu read lock (kernel function %s)\n", func_name);
12150                         return -EINVAL;
12151                 } else if (rcu_unlock) {
12152                         bpf_for_each_reg_in_vstate_mask(env->cur_state, state, reg, clear_mask, ({
12153                                 if (reg->type & MEM_RCU) {
12154                                         reg->type &= ~(MEM_RCU | PTR_MAYBE_NULL);
12155                                         reg->type |= PTR_UNTRUSTED;
12156                                 }
12157                         }));
12158                         env->cur_state->active_rcu_lock = false;
12159                 } else if (sleepable) {
12160                         verbose(env, "kernel func %s is sleepable within rcu_read_lock region\n", func_name);
12161                         return -EACCES;
12162                 }
12163         } else if (rcu_lock) {
12164                 env->cur_state->active_rcu_lock = true;
12165         } else if (rcu_unlock) {
12166                 verbose(env, "unmatched rcu read unlock (kernel function %s)\n", func_name);
12167                 return -EINVAL;
12168         }
12169
12170         /* In case of release function, we get register number of refcounted
12171          * PTR_TO_BTF_ID in bpf_kfunc_arg_meta, do the release now.
12172          */
12173         if (meta.release_regno) {
12174                 err = release_reference(env, regs[meta.release_regno].ref_obj_id);
12175                 if (err) {
12176                         verbose(env, "kfunc %s#%d reference has not been acquired before\n",
12177                                 func_name, meta.func_id);
12178                         return err;
12179                 }
12180         }
12181
12182         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
12183             meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl] ||
12184             meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
12185                 release_ref_obj_id = regs[BPF_REG_2].ref_obj_id;
12186                 insn_aux->insert_off = regs[BPF_REG_2].off;
12187                 insn_aux->kptr_struct_meta = btf_find_struct_meta(meta.arg_btf, meta.arg_btf_id);
12188                 err = ref_convert_owning_non_owning(env, release_ref_obj_id);
12189                 if (err) {
12190                         verbose(env, "kfunc %s#%d conversion of owning ref to non-owning failed\n",
12191                                 func_name, meta.func_id);
12192                         return err;
12193                 }
12194
12195                 err = release_reference(env, release_ref_obj_id);
12196                 if (err) {
12197                         verbose(env, "kfunc %s#%d reference has not been acquired before\n",
12198                                 func_name, meta.func_id);
12199                         return err;
12200                 }
12201         }
12202
12203         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_throw]) {
12204                 if (!bpf_jit_supports_exceptions()) {
12205                         verbose(env, "JIT does not support calling kfunc %s#%d\n",
12206                                 func_name, meta.func_id);
12207                         return -ENOTSUPP;
12208                 }
12209                 env->seen_exception = true;
12210
12211                 /* In the case of the default callback, the cookie value passed
12212                  * to bpf_throw becomes the return value of the program.
12213                  */
12214                 if (!env->exception_callback_subprog) {
12215                         err = check_return_code(env, BPF_REG_1, "R1");
12216                         if (err < 0)
12217                                 return err;
12218                 }
12219         }
12220
12221         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++)
12222                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
12223
12224         /* Check return type */
12225         t = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, meta.func_proto->type, NULL);
12226
12227         if (is_kfunc_acquire(&meta) && !btf_type_is_struct_ptr(meta.btf, t)) {
12228                 /* Only exception is bpf_obj_new_impl */
12229                 if (meta.btf != btf_vmlinux ||
12230                     (meta.func_id != special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl] &&
12231                      meta.func_id != special_kfunc_list[KF_bpf_percpu_obj_new_impl] &&
12232                      meta.func_id != special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl])) {
12233                         verbose(env, "acquire kernel function does not return PTR_TO_BTF_ID\n");
12234                         return -EINVAL;
12235                 }
12236         }
12237
12238         if (btf_type_is_scalar(t)) {
12239                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
12240                 mark_btf_func_reg_size(env, BPF_REG_0, t->size);
12241         } else if (btf_type_is_ptr(t)) {
12242                 ptr_type = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, t->type, &ptr_type_id);
12243
12244                 if (meta.btf == btf_vmlinux && btf_id_set_contains(&special_kfunc_set, meta.func_id)) {
12245                         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl] ||
12246                             meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_percpu_obj_new_impl]) {
12247                                 struct btf_struct_meta *struct_meta;
12248                                 struct btf *ret_btf;
12249                                 u32 ret_btf_id;
12250
12251                                 if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl] && !bpf_global_ma_set)
12252                                         return -ENOMEM;
12253
12254                                 if (((u64)(u32)meta.arg_constant.value) != meta.arg_constant.value) {
12255                                         verbose(env, "local type ID argument must be in range [0, U32_MAX]\n");
12256                                         return -EINVAL;
12257                                 }
12258
12259                                 ret_btf = env->prog->aux->btf;
12260                                 ret_btf_id = meta.arg_constant.value;
12261
12262                                 /* This may be NULL due to user not supplying a BTF */
12263                                 if (!ret_btf) {
12264                                         verbose(env, "bpf_obj_new/bpf_percpu_obj_new requires prog BTF\n");
12265                                         return -EINVAL;
12266                                 }
12267
12268                                 ret_t = btf_type_by_id(ret_btf, ret_btf_id);
12269                                 if (!ret_t || !__btf_type_is_struct(ret_t)) {
12270                                         verbose(env, "bpf_obj_new/bpf_percpu_obj_new type ID argument must be of a struct\n");
12271                                         return -EINVAL;
12272                                 }
12273
12274                                 if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_percpu_obj_new_impl]) {
12275                                         if (ret_t->size > BPF_GLOBAL_PERCPU_MA_MAX_SIZE) {
12276                                                 verbose(env, "bpf_percpu_obj_new type size (%d) is greater than %d\n",
12277                                                         ret_t->size, BPF_GLOBAL_PERCPU_MA_MAX_SIZE);
12278                                                 return -EINVAL;
12279                                         }
12280
12281                                         if (!bpf_global_percpu_ma_set) {
12282                                                 mutex_lock(&bpf_percpu_ma_lock);
12283                                                 if (!bpf_global_percpu_ma_set) {
12284                                                         /* Charge memory allocated with bpf_global_percpu_ma to
12285                                                          * root memcg. The obj_cgroup for root memcg is NULL.
12286                                                          */
12287                                                         err = bpf_mem_alloc_percpu_init(&bpf_global_percpu_ma, NULL);
12288                                                         if (!err)
12289                                                                 bpf_global_percpu_ma_set = true;
12290                                                 }
12291                                                 mutex_unlock(&bpf_percpu_ma_lock);
12292                                                 if (err)
12293                                                         return err;
12294                                         }
12295
12296                                         mutex_lock(&bpf_percpu_ma_lock);
12297                                         err = bpf_mem_alloc_percpu_unit_init(&bpf_global_percpu_ma, ret_t->size);
12298                                         mutex_unlock(&bpf_percpu_ma_lock);
12299                                         if (err)
12300                                                 return err;
12301                                 }
12302
12303                                 struct_meta = btf_find_struct_meta(ret_btf, ret_btf_id);
12304                                 if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_percpu_obj_new_impl]) {
12305                                         if (!__btf_type_is_scalar_struct(env, ret_btf, ret_t, 0)) {
12306                                                 verbose(env, "bpf_percpu_obj_new type ID argument must be of a struct of scalars\n");
12307                                                 return -EINVAL;
12308                                         }
12309
12310                                         if (struct_meta) {
12311                                                 verbose(env, "bpf_percpu_obj_new type ID argument must not contain special fields\n");
12312                                                 return -EINVAL;
12313                                         }
12314                                 }
12315
12316                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
12317                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC;
12318                                 regs[BPF_REG_0].btf = ret_btf;
12319                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = ret_btf_id;
12320                                 if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_percpu_obj_new_impl])
12321                                         regs[BPF_REG_0].type |= MEM_PERCPU;
12322
12323                                 insn_aux->obj_new_size = ret_t->size;
12324                                 insn_aux->kptr_struct_meta = struct_meta;
12325                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl]) {
12326                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
12327                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC;
12328                                 regs[BPF_REG_0].btf = meta.arg_btf;
12329                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.arg_btf_id;
12330
12331                                 insn_aux->kptr_struct_meta =
12332                                         btf_find_struct_meta(meta.arg_btf,
12333                                                              meta.arg_btf_id);
12334                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_front] ||
12335                                    meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_back]) {
12336                                 struct btf_field *field = meta.arg_list_head.field;
12337
12338                                 mark_reg_graph_node(regs, BPF_REG_0, &field->graph_root);
12339                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove] ||
12340                                    meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_first]) {
12341                                 struct btf_field *field = meta.arg_rbtree_root.field;
12342
12343                                 mark_reg_graph_node(regs, BPF_REG_0, &field->graph_root);
12344                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx]) {
12345                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
12346                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED;
12347                                 regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
12348                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.ret_btf_id;
12349                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rdonly_cast]) {
12350                                 ret_t = btf_type_by_id(desc_btf, meta.arg_constant.value);
12351                                 if (!ret_t || !btf_type_is_struct(ret_t)) {
12352                                         verbose(env,
12353                                                 "kfunc bpf_rdonly_cast type ID argument must be of a struct\n");
12354                                         return -EINVAL;
12355                                 }
12356
12357                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
12358                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED;
12359                                 regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
12360                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.arg_constant.value;
12361                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_slice] ||
12362                                    meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_slice_rdwr]) {
12363                                 enum bpf_type_flag type_flag = get_dynptr_type_flag(meta.initialized_dynptr.type);
12364
12365                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
12366
12367                                 if (!meta.arg_constant.found) {
12368                                         verbose(env, "verifier internal error: bpf_dynptr_slice(_rdwr) no constant size\n");
12369                                         return -EFAULT;
12370                                 }
12371
12372                                 regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.arg_constant.value;
12373
12374                                 /* PTR_MAYBE_NULL will be added when is_kfunc_ret_null is checked */
12375                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | type_flag;
12376
12377                                 if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_slice]) {
12378                                         regs[BPF_REG_0].type |= MEM_RDONLY;
12379                                 } else {
12380                                         /* this will set env->seen_direct_write to true */
12381                                         if (!may_access_direct_pkt_data(env, NULL, BPF_WRITE)) {
12382                                                 verbose(env, "the prog does not allow writes to packet data\n");
12383                                                 return -EINVAL;
12384                                         }
12385                                 }
12386
12387                                 if (!meta.initialized_dynptr.id) {
12388                                         verbose(env, "verifier internal error: no dynptr id\n");
12389                                         return -EFAULT;
12390                                 }
12391                                 regs[BPF_REG_0].dynptr_id = meta.initialized_dynptr.id;
12392
12393                                 /* we don't need to set BPF_REG_0's ref obj id
12394                                  * because packet slices are not refcounted (see
12395                                  * dynptr_type_refcounted)
12396                                  */
12397                         } else {
12398                                 verbose(env, "kernel function %s unhandled dynamic return type\n",
12399                                         meta.func_name);
12400                                 return -EFAULT;
12401                         }
12402                 } else if (btf_type_is_void(ptr_type)) {
12403                         /* kfunc returning 'void *' is equivalent to returning scalar */
12404                         mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
12405                 } else if (!__btf_type_is_struct(ptr_type)) {
12406                         if (!meta.r0_size) {
12407                                 __u32 sz;
12408
12409                                 if (!IS_ERR(btf_resolve_size(desc_btf, ptr_type, &sz))) {
12410                                         meta.r0_size = sz;
12411                                         meta.r0_rdonly = true;
12412                                 }
12413                         }
12414                         if (!meta.r0_size) {
12415                                 ptr_type_name = btf_name_by_offset(desc_btf,
12416                                                                    ptr_type->name_off);
12417                                 verbose(env,
12418                                         "kernel function %s returns pointer type %s %s is not supported\n",
12419                                         func_name,
12420                                         btf_type_str(ptr_type),
12421                                         ptr_type_name);
12422                                 return -EINVAL;
12423                         }
12424
12425                         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
12426                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM;
12427                         regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.r0_size;
12428
12429                         if (meta.r0_rdonly)
12430                                 regs[BPF_REG_0].type |= MEM_RDONLY;
12431
12432                         /* Ensures we don't access the memory after a release_reference() */
12433                         if (meta.ref_obj_id)
12434                                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
12435                 } else {
12436                         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
12437                         regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
12438                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID;
12439                         regs[BPF_REG_0].btf_id = ptr_type_id;
12440                 }
12441
12442                 if (is_kfunc_ret_null(&meta)) {
12443                         regs[BPF_REG_0].type |= PTR_MAYBE_NULL;
12444                         /* For mark_ptr_or_null_reg, see 93c230e3f5bd6 */
12445                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
12446                 }
12447                 mark_btf_func_reg_size(env, BPF_REG_0, sizeof(void *));
12448                 if (is_kfunc_acquire(&meta)) {
12449                         int id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
12450
12451                         if (id < 0)
12452                                 return id;
12453                         if (is_kfunc_ret_null(&meta))
12454                                 regs[BPF_REG_0].id = id;
12455                         regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = id;
12456                 } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_first]) {
12457                         ref_set_non_owning(env, &regs[BPF_REG_0]);
12458                 }
12459
12460                 if (reg_may_point_to_spin_lock(&regs[BPF_REG_0]) && !regs[BPF_REG_0].id)
12461                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
12462         } else if (btf_type_is_void(t)) {
12463                 if (meta.btf == btf_vmlinux && btf_id_set_contains(&special_kfunc_set, meta.func_id)) {
12464                         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_drop_impl] ||
12465                             meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_percpu_obj_drop_impl]) {
12466                                 insn_aux->kptr_struct_meta =
12467                                         btf_find_struct_meta(meta.arg_btf,
12468                                                              meta.arg_btf_id);
12469                         }
12470                 }
12471         }
12472
12473         nargs = btf_type_vlen(meta.func_proto);
12474         args = (const struct btf_param *)(meta.func_proto + 1);
12475         for (i = 0; i < nargs; i++) {
12476                 u32 regno = i + 1;
12477
12478                 t = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, args[i].type, NULL);
12479                 if (btf_type_is_ptr(t))
12480                         mark_btf_func_reg_size(env, regno, sizeof(void *));
12481                 else
12482                         /* scalar. ensured by btf_check_kfunc_arg_match() */
12483                         mark_btf_func_reg_size(env, regno, t->size);
12484         }
12485
12486         if (is_iter_next_kfunc(&meta)) {
12487                 err = process_iter_next_call(env, insn_idx, &meta);
12488                 if (err)
12489                         return err;
12490         }
12491
12492         return 0;
12493 }
12494
12495 static bool signed_add_overflows(s64 a, s64 b)
12496 {
12497         /* Do the add in u64, where overflow is well-defined */
12498         s64 res = (s64)((u64)a + (u64)b);
12499
12500         if (b < 0)
12501                 return res > a;
12502         return res < a;
12503 }
12504
12505 static bool signed_add32_overflows(s32 a, s32 b)
12506 {
12507         /* Do the add in u32, where overflow is well-defined */
12508         s32 res = (s32)((u32)a + (u32)b);
12509
12510         if (b < 0)
12511                 return res > a;
12512         return res < a;
12513 }
12514
12515 static bool signed_sub_overflows(s64 a, s64 b)
12516 {
12517         /* Do the sub in u64, where overflow is well-defined */
12518         s64 res = (s64)((u64)a - (u64)b);
12519
12520         if (b < 0)
12521                 return res < a;
12522         return res > a;
12523 }
12524
12525 static bool signed_sub32_overflows(s32 a, s32 b)
12526 {
12527         /* Do the sub in u32, where overflow is well-defined */
12528         s32 res = (s32)((u32)a - (u32)b);
12529
12530         if (b < 0)
12531                 return res < a;
12532         return res > a;
12533 }
12534
12535 static bool check_reg_sane_offset(struct bpf_verifier_env *env,
12536                                   const struct bpf_reg_state *reg,
12537                                   enum bpf_reg_type type)
12538 {
12539         bool known = tnum_is_const(reg->var_off);
12540         s64 val = reg->var_off.value;
12541         s64 smin = reg->smin_value;
12542
12543         if (known && (val >= BPF_MAX_VAR_OFF || val <= -BPF_MAX_VAR_OFF)) {
12544                 verbose(env, "math between %s pointer and %lld is not allowed\n",
12545                         reg_type_str(env, type), val);
12546                 return false;
12547         }
12548
12549         if (reg->off >= BPF_MAX_VAR_OFF || reg->off <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
12550                 verbose(env, "%s pointer offset %d is not allowed\n",
12551                         reg_type_str(env, type), reg->off);
12552                 return false;
12553         }
12554
12555         if (smin == S64_MIN) {
12556                 verbose(env, "math between %s pointer and register with unbounded min value is not allowed\n",
12557                         reg_type_str(env, type));
12558                 return false;
12559         }
12560
12561         if (smin >= BPF_MAX_VAR_OFF || smin <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
12562                 verbose(env, "value %lld makes %s pointer be out of bounds\n",
12563                         smin, reg_type_str(env, type));
12564                 return false;
12565         }
12566
12567         return true;
12568 }
12569
12570 enum {
12571         REASON_BOUNDS   = -1,
12572         REASON_TYPE     = -2,
12573         REASON_PATHS    = -3,
12574         REASON_LIMIT    = -4,
12575         REASON_STACK    = -5,
12576 };
12577
12578 static int retrieve_ptr_limit(const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
12579                               u32 *alu_limit, bool mask_to_left)
12580 {
12581         u32 max = 0, ptr_limit = 0;
12582
12583         switch (ptr_reg->type) {
12584         case PTR_TO_STACK:
12585                 /* Offset 0 is out-of-bounds, but acceptable start for the
12586                  * left direction, see BPF_REG_FP. Also, unknown scalar
12587                  * offset where we would need to deal with min/max bounds is
12588                  * currently prohibited for unprivileged.
12589                  */
12590                 max = MAX_BPF_STACK + mask_to_left;
12591                 ptr_limit = -(ptr_reg->var_off.value + ptr_reg->off);
12592                 break;
12593         case PTR_TO_MAP_VALUE:
12594                 max = ptr_reg->map_ptr->value_size;
12595                 ptr_limit = (mask_to_left ?
12596                              ptr_reg->smin_value :
12597                              ptr_reg->umax_value) + ptr_reg->off;
12598                 break;
12599         default:
12600                 return REASON_TYPE;
12601         }
12602
12603         if (ptr_limit >= max)
12604                 return REASON_LIMIT;
12605         *alu_limit = ptr_limit;
12606         return 0;
12607 }
12608
12609 static bool can_skip_alu_sanitation(const struct bpf_verifier_env *env,
12610                                     const struct bpf_insn *insn)
12611 {
12612         return env->bypass_spec_v1 || BPF_SRC(insn->code) == BPF_K;
12613 }
12614
12615 static int update_alu_sanitation_state(struct bpf_insn_aux_data *aux,
12616                                        u32 alu_state, u32 alu_limit)
12617 {
12618         /* If we arrived here from different branches with different
12619          * state or limits to sanitize, then this won't work.
12620          */
12621         if (aux->alu_state &&
12622             (aux->alu_state != alu_state ||
12623              aux->alu_limit != alu_limit))
12624                 return REASON_PATHS;
12625
12626         /* Corresponding fixup done in do_misc_fixups(). */
12627         aux->alu_state = alu_state;
12628         aux->alu_limit = alu_limit;
12629         return 0;
12630 }
12631
12632 static int sanitize_val_alu(struct bpf_verifier_env *env,
12633                             struct bpf_insn *insn)
12634 {
12635         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
12636
12637         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
12638                 return 0;
12639
12640         return update_alu_sanitation_state(aux, BPF_ALU_NON_POINTER, 0);
12641 }
12642
12643 static bool sanitize_needed(u8 opcode)
12644 {
12645         return opcode == BPF_ADD || opcode == BPF_SUB;
12646 }
12647
12648 struct bpf_sanitize_info {
12649         struct bpf_insn_aux_data aux;
12650         bool mask_to_left;
12651 };
12652
12653 static struct bpf_verifier_state *
12654 sanitize_speculative_path(struct bpf_verifier_env *env,
12655                           const struct bpf_insn *insn,
12656                           u32 next_idx, u32 curr_idx)
12657 {
12658         struct bpf_verifier_state *branch;
12659         struct bpf_reg_state *regs;
12660
12661         branch = push_stack(env, next_idx, curr_idx, true);
12662         if (branch && insn) {
12663                 regs = branch->frame[branch->curframe]->regs;
12664                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
12665                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12666                 } else if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
12667                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12668                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->src_reg);
12669                 }
12670         }
12671         return branch;
12672 }
12673
12674 static int sanitize_ptr_alu(struct bpf_verifier_env *env,
12675                             struct bpf_insn *insn,
12676                             const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
12677                             const struct bpf_reg_state *off_reg,
12678                             struct bpf_reg_state *dst_reg,
12679                             struct bpf_sanitize_info *info,
12680                             const bool commit_window)
12681 {
12682         struct bpf_insn_aux_data *aux = commit_window ? cur_aux(env) : &info->aux;
12683         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
12684         bool off_is_imm = tnum_is_const(off_reg->var_off);
12685         bool off_is_neg = off_reg->smin_value < 0;
12686         bool ptr_is_dst_reg = ptr_reg == dst_reg;
12687         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
12688         u32 alu_state, alu_limit;
12689         struct bpf_reg_state tmp;
12690         bool ret;
12691         int err;
12692
12693         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
12694                 return 0;
12695
12696         /* We already marked aux for masking from non-speculative
12697          * paths, thus we got here in the first place. We only care
12698          * to explore bad access from here.
12699          */
12700         if (vstate->speculative)
12701                 goto do_sim;
12702
12703         if (!commit_window) {
12704                 if (!tnum_is_const(off_reg->var_off) &&
12705                     (off_reg->smin_value < 0) != (off_reg->smax_value < 0))
12706                         return REASON_BOUNDS;
12707
12708                 info->mask_to_left = (opcode == BPF_ADD &&  off_is_neg) ||
12709                                      (opcode == BPF_SUB && !off_is_neg);
12710         }
12711
12712         err = retrieve_ptr_limit(ptr_reg, &alu_limit, info->mask_to_left);
12713         if (err < 0)
12714                 return err;
12715
12716         if (commit_window) {
12717                 /* In commit phase we narrow the masking window based on
12718                  * the observed pointer move after the simulated operation.
12719                  */
12720                 alu_state = info->aux.alu_state;
12721                 alu_limit = abs(info->aux.alu_limit - alu_limit);
12722         } else {
12723                 alu_state  = off_is_neg ? BPF_ALU_NEG_VALUE : 0;
12724                 alu_state |= off_is_imm ? BPF_ALU_IMMEDIATE : 0;
12725                 alu_state |= ptr_is_dst_reg ?
12726                              BPF_ALU_SANITIZE_SRC : BPF_ALU_SANITIZE_DST;
12727
12728                 /* Limit pruning on unknown scalars to enable deep search for
12729                  * potential masking differences from other program paths.
12730                  */
12731                 if (!off_is_imm)
12732                         env->explore_alu_limits = true;
12733         }
12734
12735         err = update_alu_sanitation_state(aux, alu_state, alu_limit);
12736         if (err < 0)
12737                 return err;
12738 do_sim:
12739         /* If we're in commit phase, we're done here given we already
12740          * pushed the truncated dst_reg into the speculative verification
12741          * stack.
12742          *
12743          * Also, when register is a known constant, we rewrite register-based
12744          * operation to immediate-based, and thus do not need masking (and as
12745          * a consequence, do not need to simulate the zero-truncation either).
12746          */
12747         if (commit_window || off_is_imm)
12748                 return 0;
12749
12750         /* Simulate and find potential out-of-bounds access under
12751          * speculative execution from truncation as a result of
12752          * masking when off was not within expected range. If off
12753          * sits in dst, then we temporarily need to move ptr there
12754          * to simulate dst (== 0) +/-= ptr. Needed, for example,
12755          * for cases where we use K-based arithmetic in one direction
12756          * and truncated reg-based in the other in order to explore
12757          * bad access.
12758          */
12759         if (!ptr_is_dst_reg) {
12760                 tmp = *dst_reg;
12761                 copy_register_state(dst_reg, ptr_reg);
12762         }
12763         ret = sanitize_speculative_path(env, NULL, env->insn_idx + 1,
12764                                         env->insn_idx);
12765         if (!ptr_is_dst_reg && ret)
12766                 *dst_reg = tmp;
12767         return !ret ? REASON_STACK : 0;
12768 }
12769
12770 static void sanitize_mark_insn_seen(struct bpf_verifier_env *env)
12771 {
12772         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
12773
12774         /* If we simulate paths under speculation, we don't update the
12775          * insn as 'seen' such that when we verify unreachable paths in
12776          * the non-speculative domain, sanitize_dead_code() can still
12777          * rewrite/sanitize them.
12778          */
12779         if (!vstate->speculative)
12780                 env->insn_aux_data[env->insn_idx].seen = env->pass_cnt;
12781 }
12782
12783 static int sanitize_err(struct bpf_verifier_env *env,
12784                         const struct bpf_insn *insn, int reason,
12785                         const struct bpf_reg_state *off_reg,
12786                         const struct bpf_reg_state *dst_reg)
12787 {
12788         static const char *err = "pointer arithmetic with it prohibited for !root";
12789         const char *op = BPF_OP(insn->code) == BPF_ADD ? "add" : "sub";
12790         u32 dst = insn->dst_reg, src = insn->src_reg;
12791
12792         switch (reason) {
12793         case REASON_BOUNDS:
12794                 verbose(env, "R%d has unknown scalar with mixed signed bounds, %s\n",
12795                         off_reg == dst_reg ? dst : src, err);
12796                 break;
12797         case REASON_TYPE:
12798                 verbose(env, "R%d has pointer with unsupported alu operation, %s\n",
12799                         off_reg == dst_reg ? src : dst, err);
12800                 break;
12801         case REASON_PATHS:
12802                 verbose(env, "R%d tried to %s from different maps, paths or scalars, %s\n",
12803                         dst, op, err);
12804                 break;
12805         case REASON_LIMIT:
12806                 verbose(env, "R%d tried to %s beyond pointer bounds, %s\n",
12807                         dst, op, err);
12808                 break;
12809         case REASON_STACK:
12810                 verbose(env, "R%d could not be pushed for speculative verification, %s\n",
12811                         dst, err);
12812                 break;
12813         default:
12814                 verbose(env, "verifier internal error: unknown reason (%d)\n",
12815                         reason);
12816                 break;
12817         }
12818
12819         return -EACCES;
12820 }
12821
12822 /* check that stack access falls within stack limits and that 'reg' doesn't
12823  * have a variable offset.
12824  *
12825  * Variable offset is prohibited for unprivileged mode for simplicity since it
12826  * requires corresponding support in Spectre masking for stack ALU.  See also
12827  * retrieve_ptr_limit().
12828  *
12829  *
12830  * 'off' includes 'reg->off'.
12831  */
12832 static int check_stack_access_for_ptr_arithmetic(
12833                                 struct bpf_verifier_env *env,
12834                                 int regno,
12835                                 const struct bpf_reg_state *reg,
12836                                 int off)
12837 {
12838         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
12839                 char tn_buf[48];
12840
12841                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
12842                 verbose(env, "R%d variable stack access prohibited for !root, var_off=%s off=%d\n",
12843                         regno, tn_buf, off);
12844                 return -EACCES;
12845         }
12846
12847         if (off >= 0 || off < -MAX_BPF_STACK) {
12848                 verbose(env, "R%d stack pointer arithmetic goes out of range, "
12849                         "prohibited for !root; off=%d\n", regno, off);
12850                 return -EACCES;
12851         }
12852
12853         return 0;
12854 }
12855
12856 static int sanitize_check_bounds(struct bpf_verifier_env *env,
12857                                  const struct bpf_insn *insn,
12858                                  const struct bpf_reg_state *dst_reg)
12859 {
12860         u32 dst = insn->dst_reg;
12861
12862         /* For unprivileged we require that resulting offset must be in bounds
12863          * in order to be able to sanitize access later on.
12864          */
12865         if (env->bypass_spec_v1)
12866                 return 0;
12867
12868         switch (dst_reg->type) {
12869         case PTR_TO_STACK:
12870                 if (check_stack_access_for_ptr_arithmetic(env, dst, dst_reg,
12871                                         dst_reg->off + dst_reg->var_off.value))
12872                         return -EACCES;
12873                 break;
12874         case PTR_TO_MAP_VALUE:
12875                 if (check_map_access(env, dst, dst_reg->off, 1, false, ACCESS_HELPER)) {
12876                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic of map value goes out of range, "
12877                                 "prohibited for !root\n", dst);
12878                         return -EACCES;
12879                 }
12880                 break;
12881         default:
12882                 break;
12883         }
12884
12885         return 0;
12886 }
12887
12888 /* Handles arithmetic on a pointer and a scalar: computes new min/max and var_off.
12889  * Caller should also handle BPF_MOV case separately.
12890  * If we return -EACCES, caller may want to try again treating pointer as a
12891  * scalar.  So we only emit a diagnostic if !env->allow_ptr_leaks.
12892  */
12893 static int adjust_ptr_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
12894                                    struct bpf_insn *insn,
12895                                    const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
12896                                    const struct bpf_reg_state *off_reg)
12897 {
12898         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
12899         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
12900         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg;
12901         bool known = tnum_is_const(off_reg->var_off);
12902         s64 smin_val = off_reg->smin_value, smax_val = off_reg->smax_value,
12903             smin_ptr = ptr_reg->smin_value, smax_ptr = ptr_reg->smax_value;
12904         u64 umin_val = off_reg->umin_value, umax_val = off_reg->umax_value,
12905             umin_ptr = ptr_reg->umin_value, umax_ptr = ptr_reg->umax_value;
12906         struct bpf_sanitize_info info = {};
12907         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
12908         u32 dst = insn->dst_reg;
12909         int ret;
12910
12911         dst_reg = &regs[dst];
12912
12913         if ((known && (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
12914             smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
12915                 /* Taint dst register if offset had invalid bounds derived from
12916                  * e.g. dead branches.
12917                  */
12918                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
12919                 return 0;
12920         }
12921
12922         if (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64) {
12923                 /* 32-bit ALU ops on pointers produce (meaningless) scalars */
12924                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
12925                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
12926                         return 0;
12927                 }
12928
12929                 verbose(env,
12930                         "R%d 32-bit pointer arithmetic prohibited\n",
12931                         dst);
12932                 return -EACCES;
12933         }
12934
12935         if (ptr_reg->type & PTR_MAYBE_NULL) {
12936                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited, null-check it first\n",
12937                         dst, reg_type_str(env, ptr_reg->type));
12938                 return -EACCES;
12939         }
12940
12941         switch (base_type(ptr_reg->type)) {
12942         case PTR_TO_CTX:
12943         case PTR_TO_MAP_VALUE:
12944         case PTR_TO_MAP_KEY:
12945         case PTR_TO_STACK:
12946         case PTR_TO_PACKET_META:
12947         case PTR_TO_PACKET:
12948         case PTR_TO_TP_BUFFER:
12949         case PTR_TO_BTF_ID:
12950         case PTR_TO_MEM:
12951         case PTR_TO_BUF:
12952         case PTR_TO_FUNC:
12953         case CONST_PTR_TO_DYNPTR:
12954                 break;
12955         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
12956                 if (known)
12957                         break;
12958                 fallthrough;
12959         case CONST_PTR_TO_MAP:
12960                 /* smin_val represents the known value */
12961                 if (known && smin_val == 0 && opcode == BPF_ADD)
12962                         break;
12963                 fallthrough;
12964         default:
12965                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited\n",
12966                         dst, reg_type_str(env, ptr_reg->type));
12967                 return -EACCES;
12968         }
12969
12970         /* In case of 'scalar += pointer', dst_reg inherits pointer type and id.
12971          * The id may be overwritten later if we create a new variable offset.
12972          */
12973         dst_reg->type = ptr_reg->type;
12974         dst_reg->id = ptr_reg->id;
12975
12976         if (!check_reg_sane_offset(env, off_reg, ptr_reg->type) ||
12977             !check_reg_sane_offset(env, ptr_reg, ptr_reg->type))
12978                 return -EINVAL;
12979
12980         /* pointer types do not carry 32-bit bounds at the moment. */
12981         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
12982
12983         if (sanitize_needed(opcode)) {
12984                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, ptr_reg, off_reg, dst_reg,
12985                                        &info, false);
12986                 if (ret < 0)
12987                         return sanitize_err(env, insn, ret, off_reg, dst_reg);
12988         }
12989
12990         switch (opcode) {
12991         case BPF_ADD:
12992                 /* We can take a fixed offset as long as it doesn't overflow
12993                  * the s32 'off' field
12994                  */
12995                 if (known && (ptr_reg->off + smin_val ==
12996                               (s64)(s32)(ptr_reg->off + smin_val))) {
12997                         /* pointer += K.  Accumulate it into fixed offset */
12998                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
12999                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
13000                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
13001                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
13002                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
13003                         dst_reg->off = ptr_reg->off + smin_val;
13004                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
13005                         break;
13006                 }
13007                 /* A new variable offset is created.  Note that off_reg->off
13008                  * == 0, since it's a scalar.
13009                  * dst_reg gets the pointer type and since some positive
13010                  * integer value was added to the pointer, give it a new 'id'
13011                  * if it's a PTR_TO_PACKET.
13012                  * this creates a new 'base' pointer, off_reg (variable) gets
13013                  * added into the variable offset, and we copy the fixed offset
13014                  * from ptr_reg.
13015                  */
13016                 if (signed_add_overflows(smin_ptr, smin_val) ||
13017                     signed_add_overflows(smax_ptr, smax_val)) {
13018                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
13019                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
13020                 } else {
13021                         dst_reg->smin_value = smin_ptr + smin_val;
13022                         dst_reg->smax_value = smax_ptr + smax_val;
13023                 }
13024                 if (umin_ptr + umin_val < umin_ptr ||
13025                     umax_ptr + umax_val < umax_ptr) {
13026                         dst_reg->umin_value = 0;
13027                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
13028                 } else {
13029                         dst_reg->umin_value = umin_ptr + umin_val;
13030                         dst_reg->umax_value = umax_ptr + umax_val;
13031                 }
13032                 dst_reg->var_off = tnum_add(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
13033                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
13034                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
13035                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
13036                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
13037                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
13038                         memset(&dst_reg->raw, 0, sizeof(dst_reg->raw));
13039                 }
13040                 break;
13041         case BPF_SUB:
13042                 if (dst_reg == off_reg) {
13043                         /* scalar -= pointer.  Creates an unknown scalar */
13044                         verbose(env, "R%d tried to subtract pointer from scalar\n",
13045                                 dst);
13046                         return -EACCES;
13047                 }
13048                 /* We don't allow subtraction from FP, because (according to
13049                  * test_verifier.c test "invalid fp arithmetic", JITs might not
13050                  * be able to deal with it.
13051                  */
13052                 if (ptr_reg->type == PTR_TO_STACK) {
13053                         verbose(env, "R%d subtraction from stack pointer prohibited\n",
13054                                 dst);
13055                         return -EACCES;
13056                 }
13057                 if (known && (ptr_reg->off - smin_val ==
13058                               (s64)(s32)(ptr_reg->off - smin_val))) {
13059                         /* pointer -= K.  Subtract it from fixed offset */
13060                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
13061                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
13062                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
13063                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
13064                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
13065                         dst_reg->id = ptr_reg->id;
13066                         dst_reg->off = ptr_reg->off - smin_val;
13067                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
13068                         break;
13069                 }
13070                 /* A new variable offset is created.  If the subtrahend is known
13071                  * nonnegative, then any reg->range we had before is still good.
13072                  */
13073                 if (signed_sub_overflows(smin_ptr, smax_val) ||
13074                     signed_sub_overflows(smax_ptr, smin_val)) {
13075                         /* Overflow possible, we know nothing */
13076                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
13077                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
13078                 } else {
13079                         dst_reg->smin_value = smin_ptr - smax_val;
13080                         dst_reg->smax_value = smax_ptr - smin_val;
13081                 }
13082                 if (umin_ptr < umax_val) {
13083                         /* Overflow possible, we know nothing */
13084                         dst_reg->umin_value = 0;
13085                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
13086                 } else {
13087                         /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
13088                         dst_reg->umin_value = umin_ptr - umax_val;
13089                         dst_reg->umax_value = umax_ptr - umin_val;
13090                 }
13091                 dst_reg->var_off = tnum_sub(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
13092                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
13093                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
13094                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
13095                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
13096                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
13097                         if (smin_val < 0)
13098                                 memset(&dst_reg->raw, 0, sizeof(dst_reg->raw));
13099                 }
13100                 break;
13101         case BPF_AND:
13102         case BPF_OR:
13103         case BPF_XOR:
13104                 /* bitwise ops on pointers are troublesome, prohibit. */
13105                 verbose(env, "R%d bitwise operator %s on pointer prohibited\n",
13106                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
13107                 return -EACCES;
13108         default:
13109                 /* other operators (e.g. MUL,LSH) produce non-pointer results */
13110                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic with %s operator prohibited\n",
13111                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
13112                 return -EACCES;
13113         }
13114
13115         if (!check_reg_sane_offset(env, dst_reg, ptr_reg->type))
13116                 return -EINVAL;
13117         reg_bounds_sync(dst_reg);
13118         if (sanitize_check_bounds(env, insn, dst_reg) < 0)
13119                 return -EACCES;
13120         if (sanitize_needed(opcode)) {
13121                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, dst_reg, off_reg, dst_reg,
13122                                        &info, true);
13123                 if (ret < 0)
13124                         return sanitize_err(env, insn, ret, off_reg, dst_reg);
13125         }
13126
13127         return 0;
13128 }
13129
13130 static void scalar32_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13131                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
13132 {
13133         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
13134         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
13135         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
13136         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
13137
13138         if (signed_add32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smin_val) ||
13139             signed_add32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smax_val)) {
13140                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
13141                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
13142         } else {
13143                 dst_reg->s32_min_value += smin_val;
13144                 dst_reg->s32_max_value += smax_val;
13145         }
13146         if (dst_reg->u32_min_value + umin_val < umin_val ||
13147             dst_reg->u32_max_value + umax_val < umax_val) {
13148                 dst_reg->u32_min_value = 0;
13149                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
13150         } else {
13151                 dst_reg->u32_min_value += umin_val;
13152                 dst_reg->u32_max_value += umax_val;
13153         }
13154 }
13155
13156 static void scalar_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13157                                struct bpf_reg_state *src_reg)
13158 {
13159         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
13160         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
13161         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
13162         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
13163
13164         if (signed_add_overflows(dst_reg->smin_value, smin_val) ||
13165             signed_add_overflows(dst_reg->smax_value, smax_val)) {
13166                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
13167                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
13168         } else {
13169                 dst_reg->smin_value += smin_val;
13170                 dst_reg->smax_value += smax_val;
13171         }
13172         if (dst_reg->umin_value + umin_val < umin_val ||
13173             dst_reg->umax_value + umax_val < umax_val) {
13174                 dst_reg->umin_value = 0;
13175                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
13176         } else {
13177                 dst_reg->umin_value += umin_val;
13178                 dst_reg->umax_value += umax_val;
13179         }
13180 }
13181
13182 static void scalar32_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13183                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
13184 {
13185         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
13186         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
13187         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
13188         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
13189
13190         if (signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smax_val) ||
13191             signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smin_val)) {
13192                 /* Overflow possible, we know nothing */
13193                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
13194                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
13195         } else {
13196                 dst_reg->s32_min_value -= smax_val;
13197                 dst_reg->s32_max_value -= smin_val;
13198         }
13199         if (dst_reg->u32_min_value < umax_val) {
13200                 /* Overflow possible, we know nothing */
13201                 dst_reg->u32_min_value = 0;
13202                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
13203         } else {
13204                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
13205                 dst_reg->u32_min_value -= umax_val;
13206                 dst_reg->u32_max_value -= umin_val;
13207         }
13208 }
13209
13210 static void scalar_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13211                                struct bpf_reg_state *src_reg)
13212 {
13213         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
13214         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
13215         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
13216         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
13217
13218         if (signed_sub_overflows(dst_reg->smin_value, smax_val) ||
13219             signed_sub_overflows(dst_reg->smax_value, smin_val)) {
13220                 /* Overflow possible, we know nothing */
13221                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
13222                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
13223         } else {
13224                 dst_reg->smin_value -= smax_val;
13225                 dst_reg->smax_value -= smin_val;
13226         }
13227         if (dst_reg->umin_value < umax_val) {
13228                 /* Overflow possible, we know nothing */
13229                 dst_reg->umin_value = 0;
13230                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
13231         } else {
13232                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
13233                 dst_reg->umin_value -= umax_val;
13234                 dst_reg->umax_value -= umin_val;
13235         }
13236 }
13237
13238 static void scalar32_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13239                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
13240 {
13241         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
13242         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
13243         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
13244
13245         if (smin_val < 0 || dst_reg->s32_min_value < 0) {
13246                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
13247                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
13248                 return;
13249         }
13250         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
13251          * copy the result to signed (unless it exceeds S32_MAX).
13252          */
13253         if (umax_val > U16_MAX || dst_reg->u32_max_value > U16_MAX) {
13254                 /* Potential overflow, we know nothing */
13255                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
13256                 return;
13257         }
13258         dst_reg->u32_min_value *= umin_val;
13259         dst_reg->u32_max_value *= umax_val;
13260         if (dst_reg->u32_max_value > S32_MAX) {
13261                 /* Overflow possible, we know nothing */
13262                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
13263                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
13264         } else {
13265                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
13266                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
13267         }
13268 }
13269
13270 static void scalar_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13271                                struct bpf_reg_state *src_reg)
13272 {
13273         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
13274         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
13275         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
13276
13277         if (smin_val < 0 || dst_reg->smin_value < 0) {
13278                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
13279                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
13280                 return;
13281         }
13282         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
13283          * copy the result to signed (unless it exceeds S64_MAX).
13284          */
13285         if (umax_val > U32_MAX || dst_reg->umax_value > U32_MAX) {
13286                 /* Potential overflow, we know nothing */
13287                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
13288                 return;
13289         }
13290         dst_reg->umin_value *= umin_val;
13291         dst_reg->umax_value *= umax_val;
13292         if (dst_reg->umax_value > S64_MAX) {
13293                 /* Overflow possible, we know nothing */
13294                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
13295                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
13296         } else {
13297                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
13298                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
13299         }
13300 }
13301
13302 static void scalar32_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13303                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
13304 {
13305         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
13306         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
13307         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
13308         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
13309         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
13310
13311         if (src_known && dst_known) {
13312                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
13313                 return;
13314         }
13315
13316         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
13317          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
13318          */
13319         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
13320         dst_reg->u32_max_value = min(dst_reg->u32_max_value, umax_val);
13321         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
13322                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
13323                  * ain't nobody got time for that.
13324                  */
13325                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
13326                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
13327         } else {
13328                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
13329                  * cast result into s64.
13330                  */
13331                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
13332                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
13333         }
13334 }
13335
13336 static void scalar_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13337                                struct bpf_reg_state *src_reg)
13338 {
13339         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
13340         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
13341         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
13342         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
13343
13344         if (src_known && dst_known) {
13345                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
13346                 return;
13347         }
13348
13349         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
13350          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
13351          */
13352         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
13353         dst_reg->umax_value = min(dst_reg->umax_value, umax_val);
13354         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
13355                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
13356                  * ain't nobody got time for that.
13357                  */
13358                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
13359                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
13360         } else {
13361                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
13362                  * cast result into s64.
13363                  */
13364                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
13365                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
13366         }
13367         /* We may learn something more from the var_off */
13368         __update_reg_bounds(dst_reg);
13369 }
13370
13371 static void scalar32_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13372                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
13373 {
13374         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
13375         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
13376         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
13377         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
13378         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
13379
13380         if (src_known && dst_known) {
13381                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
13382                 return;
13383         }
13384
13385         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
13386          * maximum of the operands' minima
13387          */
13388         dst_reg->u32_min_value = max(dst_reg->u32_min_value, umin_val);
13389         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
13390         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
13391                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
13392                  * ain't nobody got time for that.
13393                  */
13394                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
13395                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
13396         } else {
13397                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
13398                  * cast result into s64.
13399                  */
13400                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
13401                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
13402         }
13403 }
13404
13405 static void scalar_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13406                               struct bpf_reg_state *src_reg)
13407 {
13408         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
13409         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
13410         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
13411         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
13412
13413         if (src_known && dst_known) {
13414                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
13415                 return;
13416         }
13417
13418         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
13419          * maximum of the operands' minima
13420          */
13421         dst_reg->umin_value = max(dst_reg->umin_value, umin_val);
13422         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
13423         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
13424                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
13425                  * ain't nobody got time for that.
13426                  */
13427                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
13428                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
13429         } else {
13430                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
13431                  * cast result into s64.
13432                  */
13433                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
13434                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
13435         }
13436         /* We may learn something more from the var_off */
13437         __update_reg_bounds(dst_reg);
13438 }
13439
13440 static void scalar32_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13441                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
13442 {
13443         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
13444         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
13445         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
13446         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
13447
13448         if (src_known && dst_known) {
13449                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
13450                 return;
13451         }
13452
13453         /* We get both minimum and maximum from the var32_off. */
13454         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
13455         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
13456
13457         if (dst_reg->s32_min_value >= 0 && smin_val >= 0) {
13458                 /* XORing two positive sign numbers gives a positive,
13459                  * so safe to cast u32 result into s32.
13460                  */
13461                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
13462                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
13463         } else {
13464                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
13465                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
13466         }
13467 }
13468
13469 static void scalar_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13470                                struct bpf_reg_state *src_reg)
13471 {
13472         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
13473         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
13474         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
13475
13476         if (src_known && dst_known) {
13477                 /* dst_reg->var_off.value has been updated earlier */
13478                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
13479                 return;
13480         }
13481
13482         /* We get both minimum and maximum from the var_off. */
13483         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
13484         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
13485
13486         if (dst_reg->smin_value >= 0 && smin_val >= 0) {
13487                 /* XORing two positive sign numbers gives a positive,
13488                  * so safe to cast u64 result into s64.
13489                  */
13490                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
13491                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
13492         } else {
13493                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
13494                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
13495         }
13496
13497         __update_reg_bounds(dst_reg);
13498 }
13499
13500 static void __scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13501                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
13502 {
13503         /* We lose all sign bit information (except what we can pick
13504          * up from var_off)
13505          */
13506         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
13507         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
13508         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
13509         if (umax_val > 31 || dst_reg->u32_max_value > 1ULL << (31 - umax_val)) {
13510                 dst_reg->u32_min_value = 0;
13511                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
13512         } else {
13513                 dst_reg->u32_min_value <<= umin_val;
13514                 dst_reg->u32_max_value <<= umax_val;
13515         }
13516 }
13517
13518 static void scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13519                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
13520 {
13521         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
13522         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
13523         /* u32 alu operation will zext upper bits */
13524         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
13525
13526         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
13527         dst_reg->var_off = tnum_subreg(tnum_lshift(subreg, umin_val));
13528         /* Not required but being careful mark reg64 bounds as unknown so
13529          * that we are forced to pick them up from tnum and zext later and
13530          * if some path skips this step we are still safe.
13531          */
13532         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
13533         __update_reg32_bounds(dst_reg);
13534 }
13535
13536 static void __scalar64_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13537                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
13538 {
13539         /* Special case <<32 because it is a common compiler pattern to sign
13540          * extend subreg by doing <<32 s>>32. In this case if 32bit bounds are
13541          * positive we know this shift will also be positive so we can track
13542          * bounds correctly. Otherwise we lose all sign bit information except
13543          * what we can pick up from var_off. Perhaps we can generalize this
13544          * later to shifts of any length.
13545          */
13546         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_max_value >= 0)
13547                 dst_reg->smax_value = (s64)dst_reg->s32_max_value << 32;
13548         else
13549                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
13550
13551         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_min_value >= 0)
13552                 dst_reg->smin_value = (s64)dst_reg->s32_min_value << 32;
13553         else
13554                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
13555
13556         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
13557         if (dst_reg->umax_value > 1ULL << (63 - umax_val)) {
13558                 dst_reg->umin_value = 0;
13559                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
13560         } else {
13561                 dst_reg->umin_value <<= umin_val;
13562                 dst_reg->umax_value <<= umax_val;
13563         }
13564 }
13565
13566 static void scalar_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13567                                struct bpf_reg_state *src_reg)
13568 {
13569         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
13570         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
13571
13572         /* scalar64 calc uses 32bit unshifted bounds so must be called first */
13573         __scalar64_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
13574         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
13575
13576         dst_reg->var_off = tnum_lshift(dst_reg->var_off, umin_val);
13577         /* We may learn something more from the var_off */
13578         __update_reg_bounds(dst_reg);
13579 }
13580
13581 static void scalar32_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13582                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
13583 {
13584         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
13585         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
13586         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
13587
13588         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
13589          * be negative, then either:
13590          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
13591          *    unknown, so we lose our signed bounds
13592          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
13593          *    signed bounds
13594          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
13595          *    about the result
13596          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
13597          * unsigned bounds capture the signed bounds.
13598          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
13599          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
13600          * var_off of the result.
13601          */
13602         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
13603         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
13604
13605         dst_reg->var_off = tnum_rshift(subreg, umin_val);
13606         dst_reg->u32_min_value >>= umax_val;
13607         dst_reg->u32_max_value >>= umin_val;
13608
13609         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
13610         __update_reg32_bounds(dst_reg);
13611 }
13612
13613 static void scalar_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13614                                struct bpf_reg_state *src_reg)
13615 {
13616         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
13617         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
13618
13619         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
13620          * be negative, then either:
13621          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
13622          *    unknown, so we lose our signed bounds
13623          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
13624          *    signed bounds
13625          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
13626          *    about the result
13627          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
13628          * unsigned bounds capture the signed bounds.
13629          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
13630          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
13631          * var_off of the result.
13632          */
13633         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
13634         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
13635         dst_reg->var_off = tnum_rshift(dst_reg->var_off, umin_val);
13636         dst_reg->umin_value >>= umax_val;
13637         dst_reg->umax_value >>= umin_val;
13638
13639         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
13640          * on bits being shifted in. Take easy way out and mark unbounded
13641          * so we can recalculate later from tnum.
13642          */
13643         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
13644         __update_reg_bounds(dst_reg);
13645 }
13646
13647 static void scalar32_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13648                                   struct bpf_reg_state *src_reg)
13649 {
13650         u64 umin_val = src_reg->u32_min_value;
13651
13652         /* Upon reaching here, src_known is true and
13653          * umax_val is equal to umin_val.
13654          */
13655         dst_reg->s32_min_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_min_value) >> umin_val);
13656         dst_reg->s32_max_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_max_value) >> umin_val);
13657
13658         dst_reg->var_off = tnum_arshift(tnum_subreg(dst_reg->var_off), umin_val, 32);
13659
13660         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
13661          * dst_reg var_off to refine the result.
13662          */
13663         dst_reg->u32_min_value = 0;
13664         dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
13665
13666         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
13667         __update_reg32_bounds(dst_reg);
13668 }
13669
13670 static void scalar_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13671                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
13672 {
13673         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
13674
13675         /* Upon reaching here, src_known is true and umax_val is equal
13676          * to umin_val.
13677          */
13678         dst_reg->smin_value >>= umin_val;
13679         dst_reg->smax_value >>= umin_val;
13680
13681         dst_reg->var_off = tnum_arshift(dst_reg->var_off, umin_val, 64);
13682
13683         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
13684          * dst_reg var_off to refine the result.
13685          */
13686         dst_reg->umin_value = 0;
13687         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
13688
13689         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
13690          * on bits being shifted in from upper 32-bits. Take easy way out
13691          * and mark unbounded so we can recalculate later from tnum.
13692          */
13693         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
13694         __update_reg_bounds(dst_reg);
13695 }
13696
13697 /* WARNING: This function does calculations on 64-bit values, but the actual
13698  * execution may occur on 32-bit values. Therefore, things like bitshifts
13699  * need extra checks in the 32-bit case.
13700  */
13701 static int adjust_scalar_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
13702                                       struct bpf_insn *insn,
13703                                       struct bpf_reg_state *dst_reg,
13704                                       struct bpf_reg_state src_reg)
13705 {
13706         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
13707         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
13708         bool src_known;
13709         s64 smin_val, smax_val;
13710         u64 umin_val, umax_val;
13711         s32 s32_min_val, s32_max_val;
13712         u32 u32_min_val, u32_max_val;
13713         u64 insn_bitness = (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) ? 64 : 32;
13714         bool alu32 = (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64);
13715         int ret;
13716
13717         smin_val = src_reg.smin_value;
13718         smax_val = src_reg.smax_value;
13719         umin_val = src_reg.umin_value;
13720         umax_val = src_reg.umax_value;
13721
13722         s32_min_val = src_reg.s32_min_value;
13723         s32_max_val = src_reg.s32_max_value;
13724         u32_min_val = src_reg.u32_min_value;
13725         u32_max_val = src_reg.u32_max_value;
13726
13727         if (alu32) {
13728                 src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg.var_off);
13729                 if ((src_known &&
13730                      (s32_min_val != s32_max_val || u32_min_val != u32_max_val)) ||
13731                     s32_min_val > s32_max_val || u32_min_val > u32_max_val) {
13732                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
13733                          * derived from e.g. dead branches.
13734                          */
13735                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
13736                         return 0;
13737                 }
13738         } else {
13739                 src_known = tnum_is_const(src_reg.var_off);
13740                 if ((src_known &&
13741                      (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
13742                     smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
13743                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
13744                          * derived from e.g. dead branches.
13745                          */
13746                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
13747                         return 0;
13748                 }
13749         }
13750
13751         if (!src_known &&
13752             opcode != BPF_ADD && opcode != BPF_SUB && opcode != BPF_AND) {
13753                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
13754                 return 0;
13755         }
13756
13757         if (sanitize_needed(opcode)) {
13758                 ret = sanitize_val_alu(env, insn);
13759                 if (ret < 0)
13760                         return sanitize_err(env, insn, ret, NULL, NULL);
13761         }
13762
13763         /* Calculate sign/unsigned bounds and tnum for alu32 and alu64 bit ops.
13764          * There are two classes of instructions: The first class we track both
13765          * alu32 and alu64 sign/unsigned bounds independently this provides the
13766          * greatest amount of precision when alu operations are mixed with jmp32
13767          * operations. These operations are BPF_ADD, BPF_SUB, BPF_MUL, BPF_ADD,
13768          * and BPF_OR. This is possible because these ops have fairly easy to
13769          * understand and calculate behavior in both 32-bit and 64-bit alu ops.
13770          * See alu32 verifier tests for examples. The second class of
13771          * operations, BPF_LSH, BPF_RSH, and BPF_ARSH, however are not so easy
13772          * with regards to tracking sign/unsigned bounds because the bits may
13773          * cross subreg boundaries in the alu64 case. When this happens we mark
13774          * the reg unbounded in the subreg bound space and use the resulting
13775          * tnum to calculate an approximation of the sign/unsigned bounds.
13776          */
13777         switch (opcode) {
13778         case BPF_ADD:
13779                 scalar32_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
13780                 scalar_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
13781                 dst_reg->var_off = tnum_add(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
13782                 break;
13783         case BPF_SUB:
13784                 scalar32_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
13785                 scalar_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
13786                 dst_reg->var_off = tnum_sub(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
13787                 break;
13788         case BPF_MUL:
13789                 dst_reg->var_off = tnum_mul(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
13790                 scalar32_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
13791                 scalar_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
13792                 break;
13793         case BPF_AND:
13794                 dst_reg->var_off = tnum_and(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
13795                 scalar32_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
13796                 scalar_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
13797                 break;
13798         case BPF_OR:
13799                 dst_reg->var_off = tnum_or(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
13800                 scalar32_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
13801                 scalar_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
13802                 break;
13803         case BPF_XOR:
13804                 dst_reg->var_off = tnum_xor(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
13805                 scalar32_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
13806                 scalar_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
13807                 break;
13808         case BPF_LSH:
13809                 if (umax_val >= insn_bitness) {
13810                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
13811                          * This includes shifts by a negative number.
13812                          */
13813                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
13814                         break;
13815                 }
13816                 if (alu32)
13817                         scalar32_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
13818                 else
13819                         scalar_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
13820                 break;
13821         case BPF_RSH:
13822                 if (umax_val >= insn_bitness) {
13823                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
13824                          * This includes shifts by a negative number.
13825                          */
13826                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
13827                         break;
13828                 }
13829                 if (alu32)
13830                         scalar32_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
13831                 else
13832                         scalar_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
13833                 break;
13834         case BPF_ARSH:
13835                 if (umax_val >= insn_bitness) {
13836                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
13837                          * This includes shifts by a negative number.
13838                          */
13839                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
13840                         break;
13841                 }
13842                 if (alu32)
13843                         scalar32_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
13844                 else
13845                         scalar_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
13846                 break;
13847         default:
13848                 mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
13849                 break;
13850         }
13851
13852         /* ALU32 ops are zero extended into 64bit register */
13853         if (alu32)
13854                 zext_32_to_64(dst_reg);
13855         reg_bounds_sync(dst_reg);
13856         return 0;
13857 }
13858
13859 /* Handles ALU ops other than BPF_END, BPF_NEG and BPF_MOV: computes new min/max
13860  * and var_off.
13861  */
13862 static int adjust_reg_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
13863                                    struct bpf_insn *insn)
13864 {
13865         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
13866         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
13867         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg, *src_reg;
13868         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, off_reg = {0};
13869         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
13870         int err;
13871
13872         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
13873         src_reg = NULL;
13874
13875         if (dst_reg->type == PTR_TO_ARENA) {
13876                 struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
13877
13878                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64)
13879                         /*
13880                          * 32-bit operations zero upper bits automatically.
13881                          * 64-bit operations need to be converted to 32.
13882                          */
13883                         aux->needs_zext = true;
13884
13885                 /* Any arithmetic operations are allowed on arena pointers */
13886                 return 0;
13887         }
13888
13889         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE)
13890                 ptr_reg = dst_reg;
13891         else
13892                 /* Make sure ID is cleared otherwise dst_reg min/max could be
13893                  * incorrectly propagated into other registers by find_equal_scalars()
13894                  */
13895                 dst_reg->id = 0;
13896         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
13897                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
13898                 if (src_reg->type != SCALAR_VALUE) {
13899                         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE) {
13900                                 /* Combining two pointers by any ALU op yields
13901                                  * an arbitrary scalar. Disallow all math except
13902                                  * pointer subtraction
13903                                  */
13904                                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
13905                                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
13906                                         return 0;
13907                                 }
13908                                 verbose(env, "R%d pointer %s pointer prohibited\n",
13909                                         insn->dst_reg,
13910                                         bpf_alu_string[opcode >> 4]);
13911                                 return -EACCES;
13912                         } else {
13913                                 /* scalar += pointer
13914                                  * This is legal, but we have to reverse our
13915                                  * src/dest handling in computing the range
13916                                  */
13917                                 err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
13918                                 if (err)
13919                                         return err;
13920                                 return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
13921                                                                src_reg, dst_reg);
13922                         }
13923                 } else if (ptr_reg) {
13924                         /* pointer += scalar */
13925                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
13926                         if (err)
13927                                 return err;
13928                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
13929                                                        dst_reg, src_reg);
13930                 } else if (dst_reg->precise) {
13931                         /* if dst_reg is precise, src_reg should be precise as well */
13932                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
13933                         if (err)
13934                                 return err;
13935                 }
13936         } else {
13937                 /* Pretend the src is a reg with a known value, since we only
13938                  * need to be able to read from this state.
13939                  */
13940                 off_reg.type = SCALAR_VALUE;
13941                 __mark_reg_known(&off_reg, insn->imm);
13942                 src_reg = &off_reg;
13943                 if (ptr_reg) /* pointer += K */
13944                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
13945                                                        ptr_reg, src_reg);
13946         }
13947
13948         /* Got here implies adding two SCALAR_VALUEs */
13949         if (WARN_ON_ONCE(ptr_reg)) {
13950                 print_verifier_state(env, state, true);
13951                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected ptr_reg\n");
13952                 return -EINVAL;
13953         }
13954         if (WARN_ON(!src_reg)) {
13955                 print_verifier_state(env, state, true);
13956                 verbose(env, "verifier internal error: no src_reg\n");
13957                 return -EINVAL;
13958         }
13959         return adjust_scalar_min_max_vals(env, insn, dst_reg, *src_reg);
13960 }
13961
13962 /* check validity of 32-bit and 64-bit arithmetic operations */
13963 static int check_alu_op(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
13964 {
13965         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
13966         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
13967         int err;
13968
13969         if (opcode == BPF_END || opcode == BPF_NEG) {
13970                 if (opcode == BPF_NEG) {
13971                         if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
13972                             insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
13973                             insn->off != 0 || insn->imm != 0) {
13974                                 verbose(env, "BPF_NEG uses reserved fields\n");
13975                                 return -EINVAL;
13976                         }
13977                 } else {
13978                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
13979                             (insn->imm != 16 && insn->imm != 32 && insn->imm != 64) ||
13980                             (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 &&
13981                              BPF_SRC(insn->code) != BPF_TO_LE)) {
13982                                 verbose(env, "BPF_END uses reserved fields\n");
13983                                 return -EINVAL;
13984                         }
13985                 }
13986
13987                 /* check src operand */
13988                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
13989                 if (err)
13990                         return err;
13991
13992                 if (is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
13993                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic prohibited\n",
13994                                 insn->dst_reg);
13995                         return -EACCES;
13996                 }
13997
13998                 /* check dest operand */
13999                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
14000                 if (err)
14001                         return err;
14002
14003         } else if (opcode == BPF_MOV) {
14004
14005                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
14006                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU) {
14007                                 if ((insn->off != 0 && insn->off != 8 && insn->off != 16) ||
14008                                     insn->imm) {
14009                                         verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
14010                                         return -EINVAL;
14011                                 }
14012                         } else if (insn->off == BPF_ADDR_SPACE_CAST) {
14013                                 if (insn->imm != 1 && insn->imm != 1u << 16) {
14014                                         verbose(env, "addr_space_cast insn can only convert between address space 1 and 0\n");
14015                                         return -EINVAL;
14016                                 }
14017                         } else {
14018                                 if ((insn->off != 0 && insn->off != 8 && insn->off != 16 &&
14019                                      insn->off != 32) || insn->imm) {
14020                                         verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
14021                                         return -EINVAL;
14022                                 }
14023                         }
14024
14025                         /* check src operand */
14026                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
14027                         if (err)
14028                                 return err;
14029                 } else {
14030                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
14031                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
14032                                 return -EINVAL;
14033                         }
14034                 }
14035
14036                 /* check dest operand, mark as required later */
14037                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
14038                 if (err)
14039                         return err;
14040
14041                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
14042                         struct bpf_reg_state *src_reg = regs + insn->src_reg;
14043                         struct bpf_reg_state *dst_reg = regs + insn->dst_reg;
14044
14045                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
14046                                 if (insn->imm) {
14047                                         /* off == BPF_ADDR_SPACE_CAST */
14048                                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
14049                                         if (insn->imm == 1) /* cast from as(1) to as(0) */
14050                                                 dst_reg->type = PTR_TO_ARENA;
14051                                 } else if (insn->off == 0) {
14052                                         /* case: R1 = R2
14053                                          * copy register state to dest reg
14054                                          */
14055                                         assign_scalar_id_before_mov(env, src_reg);
14056                                         copy_register_state(dst_reg, src_reg);
14057                                         dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
14058                                         dst_reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
14059                                 } else {
14060                                         /* case: R1 = (s8, s16 s32)R2 */
14061                                         if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
14062                                                 verbose(env,
14063                                                         "R%d sign-extension part of pointer\n",
14064                                                         insn->src_reg);
14065                                                 return -EACCES;
14066                                         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
14067                                                 bool no_sext;
14068
14069                                                 no_sext = src_reg->umax_value < (1ULL << (insn->off - 1));
14070                                                 if (no_sext)
14071                                                         assign_scalar_id_before_mov(env, src_reg);
14072                                                 copy_register_state(dst_reg, src_reg);
14073                                                 if (!no_sext)
14074                                                         dst_reg->id = 0;
14075                                                 coerce_reg_to_size_sx(dst_reg, insn->off >> 3);
14076                                                 dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
14077                                                 dst_reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
14078                                         } else {
14079                                                 mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
14080                                         }
14081                                 }
14082                         } else {
14083                                 /* R1 = (u32) R2 */
14084                                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
14085                                         verbose(env,
14086                                                 "R%d partial copy of pointer\n",
14087                                                 insn->src_reg);
14088                                         return -EACCES;
14089                                 } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
14090                                         if (insn->off == 0) {
14091                                                 bool is_src_reg_u32 = get_reg_width(src_reg) <= 32;
14092
14093                                                 if (is_src_reg_u32)
14094                                                         assign_scalar_id_before_mov(env, src_reg);
14095                                                 copy_register_state(dst_reg, src_reg);
14096                                                 /* Make sure ID is cleared if src_reg is not in u32
14097                                                  * range otherwise dst_reg min/max could be incorrectly
14098                                                  * propagated into src_reg by find_equal_scalars()
14099                                                  */
14100                                                 if (!is_src_reg_u32)
14101                                                         dst_reg->id = 0;
14102                                                 dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
14103                                                 dst_reg->subreg_def = env->insn_idx + 1;
14104                                         } else {
14105                                                 /* case: W1 = (s8, s16)W2 */
14106                                                 bool no_sext = src_reg->umax_value < (1ULL << (insn->off - 1));
14107
14108                                                 if (no_sext)
14109                                                         assign_scalar_id_before_mov(env, src_reg);
14110                                                 copy_register_state(dst_reg, src_reg);
14111                                                 if (!no_sext)
14112                                                         dst_reg->id = 0;
14113                                                 dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
14114                                                 dst_reg->subreg_def = env->insn_idx + 1;
14115                                                 coerce_subreg_to_size_sx(dst_reg, insn->off >> 3);
14116                                         }
14117                                 } else {
14118                                         mark_reg_unknown(env, regs,
14119                                                          insn->dst_reg);
14120                                 }
14121                                 zext_32_to_64(dst_reg);
14122                                 reg_bounds_sync(dst_reg);
14123                         }
14124                 } else {
14125                         /* case: R = imm
14126                          * remember the value we stored into this reg
14127                          */
14128                         /* clear any state __mark_reg_known doesn't set */
14129                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
14130                         regs[insn->dst_reg].type = SCALAR_VALUE;
14131                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
14132                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
14133                                                  insn->imm);
14134                         } else {
14135                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
14136                                                  (u32)insn->imm);
14137                         }
14138                 }
14139
14140         } else if (opcode > BPF_END) {
14141                 verbose(env, "invalid BPF_ALU opcode %x\n", opcode);
14142                 return -EINVAL;
14143
14144         } else {        /* all other ALU ops: and, sub, xor, add, ... */
14145
14146                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
14147                         if (insn->imm != 0 || insn->off > 1 ||
14148                             (insn->off == 1 && opcode != BPF_MOD && opcode != BPF_DIV)) {
14149                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
14150                                 return -EINVAL;
14151                         }
14152                         /* check src1 operand */
14153                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
14154                         if (err)
14155                                 return err;
14156                 } else {
14157                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off > 1 ||
14158                             (insn->off == 1 && opcode != BPF_MOD && opcode != BPF_DIV)) {
14159                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
14160                                 return -EINVAL;
14161                         }
14162                 }
14163
14164                 /* check src2 operand */
14165                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
14166                 if (err)
14167                         return err;
14168
14169                 if ((opcode == BPF_MOD || opcode == BPF_DIV) &&
14170                     BPF_SRC(insn->code) == BPF_K && insn->imm == 0) {
14171                         verbose(env, "div by zero\n");
14172                         return -EINVAL;
14173                 }
14174
14175                 if ((opcode == BPF_LSH || opcode == BPF_RSH ||
14176                      opcode == BPF_ARSH) && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
14177                         int size = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 ? 64 : 32;
14178
14179                         if (insn->imm < 0 || insn->imm >= size) {
14180                                 verbose(env, "invalid shift %d\n", insn->imm);
14181                                 return -EINVAL;
14182                         }
14183                 }
14184
14185                 /* check dest operand */
14186                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
14187                 err = err ?: adjust_reg_min_max_vals(env, insn);
14188                 if (err)
14189                         return err;
14190         }
14191
14192         return reg_bounds_sanity_check(env, &regs[insn->dst_reg], "alu");
14193 }
14194
14195 static void find_good_pkt_pointers(struct bpf_verifier_state *vstate,
14196                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
14197                                    enum bpf_reg_type type,
14198                                    bool range_right_open)
14199 {
14200         struct bpf_func_state *state;
14201         struct bpf_reg_state *reg;
14202         int new_range;
14203
14204         if (dst_reg->off < 0 ||
14205             (dst_reg->off == 0 && range_right_open))
14206                 /* This doesn't give us any range */
14207                 return;
14208
14209         if (dst_reg->umax_value > MAX_PACKET_OFF ||
14210             dst_reg->umax_value + dst_reg->off > MAX_PACKET_OFF)
14211                 /* Risk of overflow.  For instance, ptr + (1<<63) may be less
14212                  * than pkt_end, but that's because it's also less than pkt.
14213                  */
14214                 return;
14215
14216         new_range = dst_reg->off;
14217         if (range_right_open)
14218                 new_range++;
14219
14220         /* Examples for register markings:
14221          *
14222          * pkt_data in dst register:
14223          *
14224          *   r2 = r3;
14225          *   r2 += 8;
14226          *   if (r2 > pkt_end) goto <handle exception>
14227          *   <access okay>
14228          *
14229          *   r2 = r3;
14230          *   r2 += 8;
14231          *   if (r2 < pkt_end) goto <access okay>
14232          *   <handle exception>
14233          *
14234          *   Where:
14235          *     r2 == dst_reg, pkt_end == src_reg
14236          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
14237          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
14238          *
14239          * pkt_data in src register:
14240          *
14241          *   r2 = r3;
14242          *   r2 += 8;
14243          *   if (pkt_end >= r2) goto <access okay>
14244          *   <handle exception>
14245          *
14246          *   r2 = r3;
14247          *   r2 += 8;
14248          *   if (pkt_end <= r2) goto <handle exception>
14249          *   <access okay>
14250          *
14251          *   Where:
14252          *     pkt_end == dst_reg, r2 == src_reg
14253          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
14254          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
14255          *
14256          * Find register r3 and mark its range as r3=pkt(id=n,off=0,r=8)
14257          * or r3=pkt(id=n,off=0,r=8-1), so that range of bytes [r3, r3 + 8)
14258          * and [r3, r3 + 8-1) respectively is safe to access depending on
14259          * the check.
14260          */
14261
14262         /* If our ids match, then we must have the same max_value.  And we
14263          * don't care about the other reg's fixed offset, since if it's too big
14264          * the range won't allow anything.
14265          * dst_reg->off is known < MAX_PACKET_OFF, therefore it fits in a u16.
14266          */
14267         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
14268                 if (reg->type == type && reg->id == dst_reg->id)
14269                         /* keep the maximum range already checked */
14270                         reg->range = max(reg->range, new_range);
14271         }));
14272 }
14273
14274 /*
14275  * <reg1> <op> <reg2>, currently assuming reg2 is a constant
14276  */
14277 static int is_scalar_branch_taken(struct bpf_reg_state *reg1, struct bpf_reg_state *reg2,
14278                                   u8 opcode, bool is_jmp32)
14279 {
14280         struct tnum t1 = is_jmp32 ? tnum_subreg(reg1->var_off) : reg1->var_off;
14281         struct tnum t2 = is_jmp32 ? tnum_subreg(reg2->var_off) : reg2->var_off;
14282         u64 umin1 = is_jmp32 ? (u64)reg1->u32_min_value : reg1->umin_value;
14283         u64 umax1 = is_jmp32 ? (u64)reg1->u32_max_value : reg1->umax_value;
14284         s64 smin1 = is_jmp32 ? (s64)reg1->s32_min_value : reg1->smin_value;
14285         s64 smax1 = is_jmp32 ? (s64)reg1->s32_max_value : reg1->smax_value;
14286         u64 umin2 = is_jmp32 ? (u64)reg2->u32_min_value : reg2->umin_value;
14287         u64 umax2 = is_jmp32 ? (u64)reg2->u32_max_value : reg2->umax_value;
14288         s64 smin2 = is_jmp32 ? (s64)reg2->s32_min_value : reg2->smin_value;
14289         s64 smax2 = is_jmp32 ? (s64)reg2->s32_max_value : reg2->smax_value;
14290
14291         switch (opcode) {
14292         case BPF_JEQ:
14293                 /* constants, umin/umax and smin/smax checks would be
14294                  * redundant in this case because they all should match
14295                  */
14296                 if (tnum_is_const(t1) && tnum_is_const(t2))
14297                         return t1.value == t2.value;
14298                 /* non-overlapping ranges */
14299                 if (umin1 > umax2 || umax1 < umin2)
14300                         return 0;
14301                 if (smin1 > smax2 || smax1 < smin2)
14302                         return 0;
14303                 if (!is_jmp32) {
14304                         /* if 64-bit ranges are inconclusive, see if we can
14305                          * utilize 32-bit subrange knowledge to eliminate
14306                          * branches that can't be taken a priori
14307                          */
14308                         if (reg1->u32_min_value > reg2->u32_max_value ||
14309                             reg1->u32_max_value < reg2->u32_min_value)
14310                                 return 0;
14311                         if (reg1->s32_min_value > reg2->s32_max_value ||
14312                             reg1->s32_max_value < reg2->s32_min_value)
14313                                 return 0;
14314                 }
14315                 break;
14316         case BPF_JNE:
14317                 /* constants, umin/umax and smin/smax checks would be
14318                  * redundant in this case because they all should match
14319                  */
14320                 if (tnum_is_const(t1) && tnum_is_const(t2))
14321                         return t1.value != t2.value;
14322                 /* non-overlapping ranges */
14323                 if (umin1 > umax2 || umax1 < umin2)
14324                         return 1;
14325                 if (smin1 > smax2 || smax1 < smin2)
14326                         return 1;
14327                 if (!is_jmp32) {
14328                         /* if 64-bit ranges are inconclusive, see if we can
14329                          * utilize 32-bit subrange knowledge to eliminate
14330                          * branches that can't be taken a priori
14331                          */
14332                         if (reg1->u32_min_value > reg2->u32_max_value ||
14333                             reg1->u32_max_value < reg2->u32_min_value)
14334                                 return 1;
14335                         if (reg1->s32_min_value > reg2->s32_max_value ||
14336                             reg1->s32_max_value < reg2->s32_min_value)
14337                                 return 1;
14338                 }
14339                 break;
14340         case BPF_JSET:
14341                 if (!is_reg_const(reg2, is_jmp32)) {
14342                         swap(reg1, reg2);
14343                         swap(t1, t2);
14344                 }
14345                 if (!is_reg_const(reg2, is_jmp32))
14346                         return -1;
14347                 if ((~t1.mask & t1.value) & t2.value)
14348                         return 1;
14349                 if (!((t1.mask | t1.value) & t2.value))
14350                         return 0;
14351                 break;
14352         case BPF_JGT:
14353                 if (umin1 > umax2)
14354                         return 1;
14355                 else if (umax1 <= umin2)
14356                         return 0;
14357                 break;
14358         case BPF_JSGT:
14359                 if (smin1 > smax2)
14360                         return 1;
14361                 else if (smax1 <= smin2)
14362                         return 0;
14363                 break;
14364         case BPF_JLT:
14365                 if (umax1 < umin2)
14366                         return 1;
14367                 else if (umin1 >= umax2)
14368                         return 0;
14369                 break;
14370         case BPF_JSLT:
14371                 if (smax1 < smin2)
14372                         return 1;
14373                 else if (smin1 >= smax2)
14374                         return 0;
14375                 break;
14376         case BPF_JGE:
14377                 if (umin1 >= umax2)
14378                         return 1;
14379                 else if (umax1 < umin2)
14380                         return 0;
14381                 break;
14382         case BPF_JSGE:
14383                 if (smin1 >= smax2)
14384                         return 1;
14385                 else if (smax1 < smin2)
14386                         return 0;
14387                 break;
14388         case BPF_JLE:
14389                 if (umax1 <= umin2)
14390                         return 1;
14391                 else if (umin1 > umax2)
14392                         return 0;
14393                 break;
14394         case BPF_JSLE:
14395                 if (smax1 <= smin2)
14396                         return 1;
14397                 else if (smin1 > smax2)
14398                         return 0;
14399                 break;
14400         }
14401
14402         return -1;
14403 }
14404
14405 static int flip_opcode(u32 opcode)
14406 {
14407         /* How can we transform "a <op> b" into "b <op> a"? */
14408         static const u8 opcode_flip[16] = {
14409                 /* these stay the same */
14410                 [BPF_JEQ  >> 4] = BPF_JEQ,
14411                 [BPF_JNE  >> 4] = BPF_JNE,
14412                 [BPF_JSET >> 4] = BPF_JSET,
14413                 /* these swap "lesser" and "greater" (L and G in the opcodes) */
14414                 [BPF_JGE  >> 4] = BPF_JLE,
14415                 [BPF_JGT  >> 4] = BPF_JLT,
14416                 [BPF_JLE  >> 4] = BPF_JGE,
14417                 [BPF_JLT  >> 4] = BPF_JGT,
14418                 [BPF_JSGE >> 4] = BPF_JSLE,
14419                 [BPF_JSGT >> 4] = BPF_JSLT,
14420                 [BPF_JSLE >> 4] = BPF_JSGE,
14421                 [BPF_JSLT >> 4] = BPF_JSGT
14422         };
14423         return opcode_flip[opcode >> 4];
14424 }
14425
14426 static int is_pkt_ptr_branch_taken(struct bpf_reg_state *dst_reg,
14427                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
14428                                    u8 opcode)
14429 {
14430         struct bpf_reg_state *pkt;
14431
14432         if (src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) {
14433                 pkt = dst_reg;
14434         } else if (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) {
14435                 pkt = src_reg;
14436                 opcode = flip_opcode(opcode);
14437         } else {
14438                 return -1;
14439         }
14440
14441         if (pkt->range >= 0)
14442                 return -1;
14443
14444         switch (opcode) {
14445         case BPF_JLE:
14446                 /* pkt <= pkt_end */
14447                 fallthrough;
14448         case BPF_JGT:
14449                 /* pkt > pkt_end */
14450                 if (pkt->range == BEYOND_PKT_END)
14451                         /* pkt has at last one extra byte beyond pkt_end */
14452                         return opcode == BPF_JGT;
14453                 break;
14454         case BPF_JLT:
14455                 /* pkt < pkt_end */
14456                 fallthrough;
14457         case BPF_JGE:
14458                 /* pkt >= pkt_end */
14459                 if (pkt->range == BEYOND_PKT_END || pkt->range == AT_PKT_END)
14460                         return opcode == BPF_JGE;
14461                 break;
14462         }
14463         return -1;
14464 }
14465
14466 /* compute branch direction of the expression "if (<reg1> opcode <reg2>) goto target;"
14467  * and return:
14468  *  1 - branch will be taken and "goto target" will be executed
14469  *  0 - branch will not be taken and fall-through to next insn
14470  * -1 - unknown. Example: "if (reg1 < 5)" is unknown when register value
14471  *      range [0,10]
14472  */
14473 static int is_branch_taken(struct bpf_reg_state *reg1, struct bpf_reg_state *reg2,
14474                            u8 opcode, bool is_jmp32)
14475 {
14476         if (reg_is_pkt_pointer_any(reg1) && reg_is_pkt_pointer_any(reg2) && !is_jmp32)
14477                 return is_pkt_ptr_branch_taken(reg1, reg2, opcode);
14478
14479         if (__is_pointer_value(false, reg1) || __is_pointer_value(false, reg2)) {
14480                 u64 val;
14481
14482                 /* arrange that reg2 is a scalar, and reg1 is a pointer */
14483                 if (!is_reg_const(reg2, is_jmp32)) {
14484                         opcode = flip_opcode(opcode);
14485                         swap(reg1, reg2);
14486                 }
14487                 /* and ensure that reg2 is a constant */
14488                 if (!is_reg_const(reg2, is_jmp32))
14489                         return -1;
14490
14491                 if (!reg_not_null(reg1))
14492                         return -1;
14493
14494                 /* If pointer is valid tests against zero will fail so we can
14495                  * use this to direct branch taken.
14496                  */
14497                 val = reg_const_value(reg2, is_jmp32);
14498                 if (val != 0)
14499                         return -1;
14500
14501                 switch (opcode) {
14502                 case BPF_JEQ:
14503                         return 0;
14504                 case BPF_JNE:
14505                         return 1;
14506                 default:
14507                         return -1;
14508                 }
14509         }
14510
14511         /* now deal with two scalars, but not necessarily constants */
14512         return is_scalar_branch_taken(reg1, reg2, opcode, is_jmp32);
14513 }
14514
14515 /* Opcode that corresponds to a *false* branch condition.
14516  * E.g., if r1 < r2, then reverse (false) condition is r1 >= r2
14517  */
14518 static u8 rev_opcode(u8 opcode)
14519 {
14520         switch (opcode) {
14521         case BPF_JEQ:           return BPF_JNE;
14522         case BPF_JNE:           return BPF_JEQ;
14523         /* JSET doesn't have it's reverse opcode in BPF, so add
14524          * BPF_X flag to denote the reverse of that operation
14525          */
14526         case BPF_JSET:          return BPF_JSET | BPF_X;
14527         case BPF_JSET | BPF_X:  return BPF_JSET;
14528         case BPF_JGE:           return BPF_JLT;
14529         case BPF_JGT:           return BPF_JLE;
14530         case BPF_JLE:           return BPF_JGT;
14531         case BPF_JLT:           return BPF_JGE;
14532         case BPF_JSGE:          return BPF_JSLT;
14533         case BPF_JSGT:          return BPF_JSLE;
14534         case BPF_JSLE:          return BPF_JSGT;
14535         case BPF_JSLT:          return BPF_JSGE;
14536         default:                return 0;
14537         }
14538 }
14539
14540 /* Refine range knowledge for <reg1> <op> <reg>2 conditional operation. */
14541 static void regs_refine_cond_op(struct bpf_reg_state *reg1, struct bpf_reg_state *reg2,
14542                                 u8 opcode, bool is_jmp32)
14543 {
14544         struct tnum t;
14545         u64 val;
14546
14547 again:
14548         switch (opcode) {
14549         case BPF_JEQ:
14550                 if (is_jmp32) {
14551                         reg1->u32_min_value = max(reg1->u32_min_value, reg2->u32_min_value);
14552                         reg1->u32_max_value = min(reg1->u32_max_value, reg2->u32_max_value);
14553                         reg1->s32_min_value = max(reg1->s32_min_value, reg2->s32_min_value);
14554                         reg1->s32_max_value = min(reg1->s32_max_value, reg2->s32_max_value);
14555                         reg2->u32_min_value = reg1->u32_min_value;
14556                         reg2->u32_max_value = reg1->u32_max_value;
14557                         reg2->s32_min_value = reg1->s32_min_value;
14558                         reg2->s32_max_value = reg1->s32_max_value;
14559
14560                         t = tnum_intersect(tnum_subreg(reg1->var_off), tnum_subreg(reg2->var_off));
14561                         reg1->var_off = tnum_with_subreg(reg1->var_off, t);
14562                         reg2->var_off = tnum_with_subreg(reg2->var_off, t);
14563                 } else {
14564                         reg1->umin_value = max(reg1->umin_value, reg2->umin_value);
14565                         reg1->umax_value = min(reg1->umax_value, reg2->umax_value);
14566                         reg1->smin_value = max(reg1->smin_value, reg2->smin_value);
14567                         reg1->smax_value = min(reg1->smax_value, reg2->smax_value);
14568                         reg2->umin_value = reg1->umin_value;
14569                         reg2->umax_value = reg1->umax_value;
14570                         reg2->smin_value = reg1->smin_value;
14571                         reg2->smax_value = reg1->smax_value;
14572
14573                         reg1->var_off = tnum_intersect(reg1->var_off, reg2->var_off);
14574                         reg2->var_off = reg1->var_off;
14575                 }
14576                 break;
14577         case BPF_JNE:
14578                 if (!is_reg_const(reg2, is_jmp32))
14579                         swap(reg1, reg2);
14580                 if (!is_reg_const(reg2, is_jmp32))
14581                         break;
14582
14583                 /* try to recompute the bound of reg1 if reg2 is a const and
14584                  * is exactly the edge of reg1.
14585                  */
14586                 val = reg_const_value(reg2, is_jmp32);
14587                 if (is_jmp32) {
14588                         /* u32_min_value is not equal to 0xffffffff at this point,
14589                          * because otherwise u32_max_value is 0xffffffff as well,
14590                          * in such a case both reg1 and reg2 would be constants,
14591                          * jump would be predicted and reg_set_min_max() won't
14592                          * be called.
14593                          *
14594                          * Same reasoning works for all {u,s}{min,max}{32,64} cases
14595                          * below.
14596                          */
14597                         if (reg1->u32_min_value == (u32)val)
14598                                 reg1->u32_min_value++;
14599                         if (reg1->u32_max_value == (u32)val)
14600                                 reg1->u32_max_value--;
14601                         if (reg1->s32_min_value == (s32)val)
14602                                 reg1->s32_min_value++;
14603                         if (reg1->s32_max_value == (s32)val)
14604                                 reg1->s32_max_value--;
14605                 } else {
14606                         if (reg1->umin_value == (u64)val)
14607                                 reg1->umin_value++;
14608                         if (reg1->umax_value == (u64)val)
14609                                 reg1->umax_value--;
14610                         if (reg1->smin_value == (s64)val)
14611                                 reg1->smin_value++;
14612                         if (reg1->smax_value == (s64)val)
14613                                 reg1->smax_value--;
14614                 }
14615                 break;
14616         case BPF_JSET:
14617                 if (!is_reg_const(reg2, is_jmp32))
14618                         swap(reg1, reg2);
14619                 if (!is_reg_const(reg2, is_jmp32))
14620                         break;
14621                 val = reg_const_value(reg2, is_jmp32);
14622                 /* BPF_JSET (i.e., TRUE branch, *not* BPF_JSET | BPF_X)
14623                  * requires single bit to learn something useful. E.g., if we
14624                  * know that `r1 & 0x3` is true, then which bits (0, 1, or both)
14625                  * are actually set? We can learn something definite only if
14626                  * it's a single-bit value to begin with.
14627                  *
14628                  * BPF_JSET | BPF_X (i.e., negation of BPF_JSET) doesn't have
14629                  * this restriction. I.e., !(r1 & 0x3) means neither bit 0 nor
14630                  * bit 1 is set, which we can readily use in adjustments.
14631                  */
14632                 if (!is_power_of_2(val))
14633                         break;
14634                 if (is_jmp32) {
14635                         t = tnum_or(tnum_subreg(reg1->var_off), tnum_const(val));
14636                         reg1->var_off = tnum_with_subreg(reg1->var_off, t);
14637                 } else {
14638                         reg1->var_off = tnum_or(reg1->var_off, tnum_const(val));
14639                 }
14640                 break;
14641         case BPF_JSET | BPF_X: /* reverse of BPF_JSET, see rev_opcode() */
14642                 if (!is_reg_const(reg2, is_jmp32))
14643                         swap(reg1, reg2);
14644                 if (!is_reg_const(reg2, is_jmp32))
14645                         break;
14646                 val = reg_const_value(reg2, is_jmp32);
14647                 if (is_jmp32) {
14648                         t = tnum_and(tnum_subreg(reg1->var_off), tnum_const(~val));
14649                         reg1->var_off = tnum_with_subreg(reg1->var_off, t);
14650                 } else {
14651                         reg1->var_off = tnum_and(reg1->var_off, tnum_const(~val));
14652                 }
14653                 break;
14654         case BPF_JLE:
14655                 if (is_jmp32) {
14656                         reg1->u32_max_value = min(reg1->u32_max_value, reg2->u32_max_value);
14657                         reg2->u32_min_value = max(reg1->u32_min_value, reg2->u32_min_value);
14658                 } else {
14659                         reg1->umax_value = min(reg1->umax_value, reg2->umax_value);
14660                         reg2->umin_value = max(reg1->umin_value, reg2->umin_value);
14661                 }
14662                 break;
14663         case BPF_JLT:
14664                 if (is_jmp32) {
14665                         reg1->u32_max_value = min(reg1->u32_max_value, reg2->u32_max_value - 1);
14666                         reg2->u32_min_value = max(reg1->u32_min_value + 1, reg2->u32_min_value);
14667                 } else {
14668                         reg1->umax_value = min(reg1->umax_value, reg2->umax_value - 1);
14669                         reg2->umin_value = max(reg1->umin_value + 1, reg2->umin_value);
14670                 }
14671                 break;
14672         case BPF_JSLE:
14673                 if (is_jmp32) {
14674                         reg1->s32_max_value = min(reg1->s32_max_value, reg2->s32_max_value);
14675                         reg2->s32_min_value = max(reg1->s32_min_value, reg2->s32_min_value);
14676                 } else {
14677                         reg1->smax_value = min(reg1->smax_value, reg2->smax_value);
14678                         reg2->smin_value = max(reg1->smin_value, reg2->smin_value);
14679                 }
14680                 break;
14681         case BPF_JSLT:
14682                 if (is_jmp32) {
14683                         reg1->s32_max_value = min(reg1->s32_max_value, reg2->s32_max_value - 1);
14684                         reg2->s32_min_value = max(reg1->s32_min_value + 1, reg2->s32_min_value);
14685                 } else {
14686                         reg1->smax_value = min(reg1->smax_value, reg2->smax_value - 1);
14687                         reg2->smin_value = max(reg1->smin_value + 1, reg2->smin_value);
14688                 }
14689                 break;
14690         case BPF_JGE:
14691         case BPF_JGT:
14692         case BPF_JSGE:
14693         case BPF_JSGT:
14694                 /* just reuse LE/LT logic above */
14695                 opcode = flip_opcode(opcode);
14696                 swap(reg1, reg2);
14697                 goto again;
14698         default:
14699                 return;
14700         }
14701 }
14702
14703 /* Adjusts the register min/max values in the case that the dst_reg and
14704  * src_reg are both SCALAR_VALUE registers (or we are simply doing a BPF_K
14705  * check, in which case we havea fake SCALAR_VALUE representing insn->imm).
14706  * Technically we can do similar adjustments for pointers to the same object,
14707  * but we don't support that right now.
14708  */
14709 static int reg_set_min_max(struct bpf_verifier_env *env,
14710                            struct bpf_reg_state *true_reg1,
14711                            struct bpf_reg_state *true_reg2,
14712                            struct bpf_reg_state *false_reg1,
14713                            struct bpf_reg_state *false_reg2,
14714                            u8 opcode, bool is_jmp32)
14715 {
14716         int err;
14717
14718         /* If either register is a pointer, we can't learn anything about its
14719          * variable offset from the compare (unless they were a pointer into
14720          * the same object, but we don't bother with that).
14721          */
14722         if (false_reg1->type != SCALAR_VALUE || false_reg2->type != SCALAR_VALUE)
14723                 return 0;
14724
14725         /* fallthrough (FALSE) branch */
14726         regs_refine_cond_op(false_reg1, false_reg2, rev_opcode(opcode), is_jmp32);
14727         reg_bounds_sync(false_reg1);
14728         reg_bounds_sync(false_reg2);
14729
14730         /* jump (TRUE) branch */
14731         regs_refine_cond_op(true_reg1, true_reg2, opcode, is_jmp32);
14732         reg_bounds_sync(true_reg1);
14733         reg_bounds_sync(true_reg2);
14734
14735         err = reg_bounds_sanity_check(env, true_reg1, "true_reg1");
14736         err = err ?: reg_bounds_sanity_check(env, true_reg2, "true_reg2");
14737         err = err ?: reg_bounds_sanity_check(env, false_reg1, "false_reg1");
14738         err = err ?: reg_bounds_sanity_check(env, false_reg2, "false_reg2");
14739         return err;
14740 }
14741
14742 static void mark_ptr_or_null_reg(struct bpf_func_state *state,
14743                                  struct bpf_reg_state *reg, u32 id,
14744                                  bool is_null)
14745 {
14746         if (type_may_be_null(reg->type) && reg->id == id &&
14747             (is_rcu_reg(reg) || !WARN_ON_ONCE(!reg->id))) {
14748                 /* Old offset (both fixed and variable parts) should have been
14749                  * known-zero, because we don't allow pointer arithmetic on
14750                  * pointers that might be NULL. If we see this happening, don't
14751                  * convert the register.
14752                  *
14753                  * But in some cases, some helpers that return local kptrs
14754                  * advance offset for the returned pointer. In those cases, it
14755                  * is fine to expect to see reg->off.
14756                  */
14757                 if (WARN_ON_ONCE(reg->smin_value || reg->smax_value || !tnum_equals_const(reg->var_off, 0)))
14758                         return;
14759                 if (!(type_is_ptr_alloc_obj(reg->type) || type_is_non_owning_ref(reg->type)) &&
14760                     WARN_ON_ONCE(reg->off))
14761                         return;
14762
14763                 if (is_null) {
14764                         reg->type = SCALAR_VALUE;
14765                         /* We don't need id and ref_obj_id from this point
14766                          * onwards anymore, thus we should better reset it,
14767                          * so that state pruning has chances to take effect.
14768                          */
14769                         reg->id = 0;
14770                         reg->ref_obj_id = 0;
14771
14772                         return;
14773                 }
14774
14775                 mark_ptr_not_null_reg(reg);
14776
14777                 if (!reg_may_point_to_spin_lock(reg)) {
14778                         /* For not-NULL ptr, reg->ref_obj_id will be reset
14779                          * in release_reference().
14780                          *
14781                          * reg->id is still used by spin_lock ptr. Other
14782                          * than spin_lock ptr type, reg->id can be reset.
14783                          */
14784                         reg->id = 0;
14785                 }
14786         }
14787 }
14788
14789 /* The logic is similar to find_good_pkt_pointers(), both could eventually
14790  * be folded together at some point.
14791  */
14792 static void mark_ptr_or_null_regs(struct bpf_verifier_state *vstate, u32 regno,
14793                                   bool is_null)
14794 {
14795         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
14796         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *reg;
14797         u32 ref_obj_id = regs[regno].ref_obj_id;
14798         u32 id = regs[regno].id;
14799
14800         if (ref_obj_id && ref_obj_id == id && is_null)
14801                 /* regs[regno] is in the " == NULL" branch.
14802                  * No one could have freed the reference state before
14803                  * doing the NULL check.
14804                  */
14805                 WARN_ON_ONCE(release_reference_state(state, id));
14806
14807         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
14808                 mark_ptr_or_null_reg(state, reg, id, is_null);
14809         }));
14810 }
14811
14812 static bool try_match_pkt_pointers(const struct bpf_insn *insn,
14813                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
14814                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
14815                                    struct bpf_verifier_state *this_branch,
14816                                    struct bpf_verifier_state *other_branch)
14817 {
14818         if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_X)
14819                 return false;
14820
14821         /* Pointers are always 64-bit. */
14822         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32)
14823                 return false;
14824
14825         switch (BPF_OP(insn->code)) {
14826         case BPF_JGT:
14827                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
14828                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
14829                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
14830                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
14831                         /* pkt_data' > pkt_end, pkt_meta' > pkt_data */
14832                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
14833                                                dst_reg->type, false);
14834                         mark_pkt_end(other_branch, insn->dst_reg, true);
14835                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
14836                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
14837                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
14838                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
14839                         /* pkt_end > pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
14840                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
14841                                                src_reg->type, true);
14842                         mark_pkt_end(this_branch, insn->src_reg, false);
14843                 } else {
14844                         return false;
14845                 }
14846                 break;
14847         case BPF_JLT:
14848                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
14849                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
14850                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
14851                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
14852                         /* pkt_data' < pkt_end, pkt_meta' < pkt_data */
14853                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
14854                                                dst_reg->type, true);
14855                         mark_pkt_end(this_branch, insn->dst_reg, false);
14856                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
14857                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
14858                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
14859                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
14860                         /* pkt_end < pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
14861                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
14862                                                src_reg->type, false);
14863                         mark_pkt_end(other_branch, insn->src_reg, true);
14864                 } else {
14865                         return false;
14866                 }
14867                 break;
14868         case BPF_JGE:
14869                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
14870                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
14871                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
14872                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
14873                         /* pkt_data' >= pkt_end, pkt_meta' >= pkt_data */
14874                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
14875                                                dst_reg->type, true);
14876                         mark_pkt_end(other_branch, insn->dst_reg, false);
14877                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
14878                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
14879                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
14880                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
14881                         /* pkt_end >= pkt_data', pkt_data >= pkt_meta' */
14882                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
14883                                                src_reg->type, false);
14884                         mark_pkt_end(this_branch, insn->src_reg, true);
14885                 } else {
14886                         return false;
14887                 }
14888                 break;
14889         case BPF_JLE:
14890                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
14891                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
14892                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
14893                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
14894                         /* pkt_data' <= pkt_end, pkt_meta' <= pkt_data */
14895                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
14896                                                dst_reg->type, false);
14897                         mark_pkt_end(this_branch, insn->dst_reg, true);
14898                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
14899                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
14900                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
14901                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
14902                         /* pkt_end <= pkt_data', pkt_data <= pkt_meta' */
14903                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
14904                                                src_reg->type, true);
14905                         mark_pkt_end(other_branch, insn->src_reg, false);
14906                 } else {
14907                         return false;
14908                 }
14909                 break;
14910         default:
14911                 return false;
14912         }
14913
14914         return true;
14915 }
14916
14917 static void find_equal_scalars(struct bpf_verifier_state *vstate,
14918                                struct bpf_reg_state *known_reg)
14919 {
14920         struct bpf_func_state *state;
14921         struct bpf_reg_state *reg;
14922
14923         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
14924                 if (reg->type == SCALAR_VALUE && reg->id == known_reg->id)
14925                         copy_register_state(reg, known_reg);
14926         }));
14927 }
14928
14929 static int check_cond_jmp_op(struct bpf_verifier_env *env,
14930                              struct bpf_insn *insn, int *insn_idx)
14931 {
14932         struct bpf_verifier_state *this_branch = env->cur_state;
14933         struct bpf_verifier_state *other_branch;
14934         struct bpf_reg_state *regs = this_branch->frame[this_branch->curframe]->regs;
14935         struct bpf_reg_state *dst_reg, *other_branch_regs, *src_reg = NULL;
14936         struct bpf_reg_state *eq_branch_regs;
14937         struct bpf_reg_state fake_reg = {};
14938         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
14939         bool is_jmp32;
14940         int pred = -1;
14941         int err;
14942
14943         /* Only conditional jumps are expected to reach here. */
14944         if (opcode == BPF_JA || opcode > BPF_JCOND) {
14945                 verbose(env, "invalid BPF_JMP/JMP32 opcode %x\n", opcode);
14946                 return -EINVAL;
14947         }
14948
14949         if (opcode == BPF_JCOND) {
14950                 struct bpf_verifier_state *cur_st = env->cur_state, *queued_st, *prev_st;
14951                 int idx = *insn_idx;
14952
14953                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_JCOND) ||
14954                     insn->src_reg != BPF_MAY_GOTO ||
14955                     insn->dst_reg || insn->imm || insn->off == 0) {
14956                         verbose(env, "invalid may_goto off %d imm %d\n",
14957                                 insn->off, insn->imm);
14958                         return -EINVAL;
14959                 }
14960                 prev_st = find_prev_entry(env, cur_st->parent, idx);
14961
14962                 /* branch out 'fallthrough' insn as a new state to explore */
14963                 queued_st = push_stack(env, idx + 1, idx, false);
14964                 if (!queued_st)
14965                         return -ENOMEM;
14966
14967                 queued_st->may_goto_depth++;
14968                 if (prev_st)
14969                         widen_imprecise_scalars(env, prev_st, queued_st);
14970                 *insn_idx += insn->off;
14971                 return 0;
14972         }
14973
14974         /* check src2 operand */
14975         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
14976         if (err)
14977                 return err;
14978
14979         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
14980         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
14981                 if (insn->imm != 0) {
14982                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
14983                         return -EINVAL;
14984                 }
14985
14986                 /* check src1 operand */
14987                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
14988                 if (err)
14989                         return err;
14990
14991                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
14992                 if (!(reg_is_pkt_pointer_any(dst_reg) && reg_is_pkt_pointer_any(src_reg)) &&
14993                     is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
14994                         verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
14995                                 insn->src_reg);
14996                         return -EACCES;
14997                 }
14998         } else {
14999                 if (insn->src_reg != BPF_REG_0) {
15000                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
15001                         return -EINVAL;
15002                 }
15003                 src_reg = &fake_reg;
15004                 src_reg->type = SCALAR_VALUE;
15005                 __mark_reg_known(src_reg, insn->imm);
15006         }
15007
15008         is_jmp32 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32;
15009         pred = is_branch_taken(dst_reg, src_reg, opcode, is_jmp32);
15010         if (pred >= 0) {
15011                 /* If we get here with a dst_reg pointer type it is because
15012                  * above is_branch_taken() special cased the 0 comparison.
15013                  */
15014                 if (!__is_pointer_value(false, dst_reg))
15015                         err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
15016                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X && !err &&
15017                     !__is_pointer_value(false, src_reg))
15018                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
15019                 if (err)
15020                         return err;
15021         }
15022
15023         if (pred == 1) {
15024                 /* Only follow the goto, ignore fall-through. If needed, push
15025                  * the fall-through branch for simulation under speculative
15026                  * execution.
15027                  */
15028                 if (!env->bypass_spec_v1 &&
15029                     !sanitize_speculative_path(env, insn, *insn_idx + 1,
15030                                                *insn_idx))
15031                         return -EFAULT;
15032                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
15033                         print_insn_state(env, this_branch->frame[this_branch->curframe]);
15034                 *insn_idx += insn->off;
15035                 return 0;
15036         } else if (pred == 0) {
15037                 /* Only follow the fall-through branch, since that's where the
15038                  * program will go. If needed, push the goto branch for
15039                  * simulation under speculative execution.
15040                  */
15041                 if (!env->bypass_spec_v1 &&
15042                     !sanitize_speculative_path(env, insn,
15043                                                *insn_idx + insn->off + 1,
15044                                                *insn_idx))
15045                         return -EFAULT;
15046                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
15047                         print_insn_state(env, this_branch->frame[this_branch->curframe]);
15048                 return 0;
15049         }
15050
15051         other_branch = push_stack(env, *insn_idx + insn->off + 1, *insn_idx,
15052                                   false);
15053         if (!other_branch)
15054                 return -EFAULT;
15055         other_branch_regs = other_branch->frame[other_branch->curframe]->regs;
15056
15057         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
15058                 err = reg_set_min_max(env,
15059                                       &other_branch_regs[insn->dst_reg],
15060                                       &other_branch_regs[insn->src_reg],
15061                                       dst_reg, src_reg, opcode, is_jmp32);
15062         } else /* BPF_SRC(insn->code) == BPF_K */ {
15063                 err = reg_set_min_max(env,
15064                                       &other_branch_regs[insn->dst_reg],
15065                                       src_reg /* fake one */,
15066                                       dst_reg, src_reg /* same fake one */,
15067                                       opcode, is_jmp32);
15068         }
15069         if (err)
15070                 return err;
15071
15072         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X &&
15073             src_reg->type == SCALAR_VALUE && src_reg->id &&
15074             !WARN_ON_ONCE(src_reg->id != other_branch_regs[insn->src_reg].id)) {
15075                 find_equal_scalars(this_branch, src_reg);
15076                 find_equal_scalars(other_branch, &other_branch_regs[insn->src_reg]);
15077         }
15078         if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE && dst_reg->id &&
15079             !WARN_ON_ONCE(dst_reg->id != other_branch_regs[insn->dst_reg].id)) {
15080                 find_equal_scalars(this_branch, dst_reg);
15081                 find_equal_scalars(other_branch, &other_branch_regs[insn->dst_reg]);
15082         }
15083
15084         /* if one pointer register is compared to another pointer
15085          * register check if PTR_MAYBE_NULL could be lifted.
15086          * E.g. register A - maybe null
15087          *      register B - not null
15088          * for JNE A, B, ... - A is not null in the false branch;
15089          * for JEQ A, B, ... - A is not null in the true branch.
15090          *
15091          * Since PTR_TO_BTF_ID points to a kernel struct that does
15092          * not need to be null checked by the BPF program, i.e.,
15093          * could be null even without PTR_MAYBE_NULL marking, so
15094          * only propagate nullness when neither reg is that type.
15095          */
15096         if (!is_jmp32 && BPF_SRC(insn->code) == BPF_X &&
15097             __is_pointer_value(false, src_reg) && __is_pointer_value(false, dst_reg) &&
15098             type_may_be_null(src_reg->type) != type_may_be_null(dst_reg->type) &&
15099             base_type(src_reg->type) != PTR_TO_BTF_ID &&
15100             base_type(dst_reg->type) != PTR_TO_BTF_ID) {
15101                 eq_branch_regs = NULL;
15102                 switch (opcode) {
15103                 case BPF_JEQ:
15104                         eq_branch_regs = other_branch_regs;
15105                         break;
15106                 case BPF_JNE:
15107                         eq_branch_regs = regs;
15108                         break;
15109                 default:
15110                         /* do nothing */
15111                         break;
15112                 }
15113                 if (eq_branch_regs) {
15114                         if (type_may_be_null(src_reg->type))
15115                                 mark_ptr_not_null_reg(&eq_branch_regs[insn->src_reg]);
15116                         else
15117                                 mark_ptr_not_null_reg(&eq_branch_regs[insn->dst_reg]);
15118                 }
15119         }
15120
15121         /* detect if R == 0 where R is returned from bpf_map_lookup_elem().
15122          * NOTE: these optimizations below are related with pointer comparison
15123          *       which will never be JMP32.
15124          */
15125         if (!is_jmp32 && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K &&
15126             insn->imm == 0 && (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE) &&
15127             type_may_be_null(dst_reg->type)) {
15128                 /* Mark all identical registers in each branch as either
15129                  * safe or unknown depending R == 0 or R != 0 conditional.
15130                  */
15131                 mark_ptr_or_null_regs(this_branch, insn->dst_reg,
15132                                       opcode == BPF_JNE);
15133                 mark_ptr_or_null_regs(other_branch, insn->dst_reg,
15134                                       opcode == BPF_JEQ);
15135         } else if (!try_match_pkt_pointers(insn, dst_reg, &regs[insn->src_reg],
15136                                            this_branch, other_branch) &&
15137                    is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
15138                 verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
15139                         insn->dst_reg);
15140                 return -EACCES;
15141         }
15142         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
15143                 print_insn_state(env, this_branch->frame[this_branch->curframe]);
15144         return 0;
15145 }
15146
15147 /* verify BPF_LD_IMM64 instruction */
15148 static int check_ld_imm(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
15149 {
15150         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
15151         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
15152         struct bpf_reg_state *dst_reg;
15153         struct bpf_map *map;
15154         int err;
15155
15156         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
15157                 verbose(env, "invalid BPF_LD_IMM insn\n");
15158                 return -EINVAL;
15159         }
15160         if (insn->off != 0) {
15161                 verbose(env, "BPF_LD_IMM64 uses reserved fields\n");
15162                 return -EINVAL;
15163         }
15164
15165         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
15166         if (err)
15167                 return err;
15168
15169         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
15170         if (insn->src_reg == 0) {
15171                 u64 imm = ((u64)(insn + 1)->imm << 32) | (u32)insn->imm;
15172
15173                 dst_reg->type = SCALAR_VALUE;
15174                 __mark_reg_known(&regs[insn->dst_reg], imm);
15175                 return 0;
15176         }
15177
15178         /* All special src_reg cases are listed below. From this point onwards
15179          * we either succeed and assign a corresponding dst_reg->type after
15180          * zeroing the offset, or fail and reject the program.
15181          */
15182         mark_reg_known_zero(env, regs, insn->dst_reg);
15183
15184         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
15185                 dst_reg->type = aux->btf_var.reg_type;
15186                 switch (base_type(dst_reg->type)) {
15187                 case PTR_TO_MEM:
15188                         dst_reg->mem_size = aux->btf_var.mem_size;
15189                         break;
15190                 case PTR_TO_BTF_ID:
15191                         dst_reg->btf = aux->btf_var.btf;
15192                         dst_reg->btf_id = aux->btf_var.btf_id;
15193                         break;
15194                 default:
15195                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
15196                         return -EFAULT;
15197                 }
15198                 return 0;
15199         }
15200
15201         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC) {
15202                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
15203                 u32 subprogno = find_subprog(env,
15204                                              env->insn_idx + insn->imm + 1);
15205
15206                 if (!aux->func_info) {
15207                         verbose(env, "missing btf func_info\n");
15208                         return -EINVAL;
15209                 }
15210                 if (aux->func_info_aux[subprogno].linkage != BTF_FUNC_STATIC) {
15211                         verbose(env, "callback function not static\n");
15212                         return -EINVAL;
15213                 }
15214
15215                 dst_reg->type = PTR_TO_FUNC;
15216                 dst_reg->subprogno = subprogno;
15217                 return 0;
15218         }
15219
15220         map = env->used_maps[aux->map_index];
15221         dst_reg->map_ptr = map;
15222
15223         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_VALUE ||
15224             insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE) {
15225                 if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_ARENA) {
15226                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
15227                         return 0;
15228                 }
15229                 dst_reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
15230                 dst_reg->off = aux->map_off;
15231                 WARN_ON_ONCE(map->max_entries != 1);
15232                 /* We want reg->id to be same (0) as map_value is not distinct */
15233         } else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD ||
15234                    insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX) {
15235                 dst_reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
15236         } else {
15237                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
15238                 return -EINVAL;
15239         }
15240
15241         return 0;
15242 }
15243
15244 static bool may_access_skb(enum bpf_prog_type type)
15245 {
15246         switch (type) {
15247         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
15248         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
15249         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
15250                 return true;
15251         default:
15252                 return false;
15253         }
15254 }
15255
15256 /* verify safety of LD_ABS|LD_IND instructions:
15257  * - they can only appear in the programs where ctx == skb
15258  * - since they are wrappers of function calls, they scratch R1-R5 registers,
15259  *   preserve R6-R9, and store return value into R0
15260  *
15261  * Implicit input:
15262  *   ctx == skb == R6 == CTX
15263  *
15264  * Explicit input:
15265  *   SRC == any register
15266  *   IMM == 32-bit immediate
15267  *
15268  * Output:
15269  *   R0 - 8/16/32-bit skb data converted to cpu endianness
15270  */
15271 static int check_ld_abs(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
15272 {
15273         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
15274         static const int ctx_reg = BPF_REG_6;
15275         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
15276         int i, err;
15277
15278         if (!may_access_skb(resolve_prog_type(env->prog))) {
15279                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] instructions not allowed for this program type\n");
15280                 return -EINVAL;
15281         }
15282
15283         if (!env->ops->gen_ld_abs) {
15284                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
15285                 return -EINVAL;
15286         }
15287
15288         if (insn->dst_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
15289             BPF_SIZE(insn->code) == BPF_DW ||
15290             (mode == BPF_ABS && insn->src_reg != BPF_REG_0)) {
15291                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] uses reserved fields\n");
15292                 return -EINVAL;
15293         }
15294
15295         /* check whether implicit source operand (register R6) is readable */
15296         err = check_reg_arg(env, ctx_reg, SRC_OP);
15297         if (err)
15298                 return err;
15299
15300         /* Disallow usage of BPF_LD_[ABS|IND] with reference tracking, as
15301          * gen_ld_abs() may terminate the program at runtime, leading to
15302          * reference leak.
15303          */
15304         err = check_reference_leak(env, false);
15305         if (err) {
15306                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be mixed with socket references\n");
15307                 return err;
15308         }
15309
15310         if (env->cur_state->active_lock.ptr) {
15311                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be used inside bpf_spin_lock-ed region\n");
15312                 return -EINVAL;
15313         }
15314
15315         if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
15316                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be used inside bpf_rcu_read_lock-ed region\n");
15317                 return -EINVAL;
15318         }
15319
15320         if (regs[ctx_reg].type != PTR_TO_CTX) {
15321                 verbose(env,
15322                         "at the time of BPF_LD_ABS|IND R6 != pointer to skb\n");
15323                 return -EINVAL;
15324         }
15325
15326         if (mode == BPF_IND) {
15327                 /* check explicit source operand */
15328                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
15329                 if (err)
15330                         return err;
15331         }
15332
15333         err = check_ptr_off_reg(env, &regs[ctx_reg], ctx_reg);
15334         if (err < 0)
15335                 return err;
15336
15337         /* reset caller saved regs to unreadable */
15338         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
15339                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
15340                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
15341         }
15342
15343         /* mark destination R0 register as readable, since it contains
15344          * the value fetched from the packet.
15345          * Already marked as written above.
15346          */
15347         mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
15348         /* ld_abs load up to 32-bit skb data. */
15349         regs[BPF_REG_0].subreg_def = env->insn_idx + 1;
15350         return 0;
15351 }
15352
15353 static int check_return_code(struct bpf_verifier_env *env, int regno, const char *reg_name)
15354 {
15355         const char *exit_ctx = "At program exit";
15356         struct tnum enforce_attach_type_range = tnum_unknown;
15357         const struct bpf_prog *prog = env->prog;
15358         struct bpf_reg_state *reg;
15359         struct bpf_retval_range range = retval_range(0, 1);
15360         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
15361         int err;
15362         struct bpf_func_state *frame = env->cur_state->frame[0];
15363         const bool is_subprog = frame->subprogno;
15364
15365         /* LSM and struct_ops func-ptr's return type could be "void" */
15366         if (!is_subprog || frame->in_exception_callback_fn) {
15367                 switch (prog_type) {
15368                 case BPF_PROG_TYPE_LSM:
15369                         if (prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP)
15370                                 /* See below, can be 0 or 0-1 depending on hook. */
15371                                 break;
15372                         fallthrough;
15373                 case BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS:
15374                         if (!prog->aux->attach_func_proto->type)
15375                                 return 0;
15376                         break;
15377                 default:
15378                         break;
15379                 }
15380         }
15381
15382         /* eBPF calling convention is such that R0 is used
15383          * to return the value from eBPF program.
15384          * Make sure that it's readable at this time
15385          * of bpf_exit, which means that program wrote
15386          * something into it earlier
15387          */
15388         err = check_reg_arg(env, regno, SRC_OP);
15389         if (err)
15390                 return err;
15391
15392         if (is_pointer_value(env, regno)) {
15393                 verbose(env, "R%d leaks addr as return value\n", regno);
15394                 return -EACCES;
15395         }
15396
15397         reg = cur_regs(env) + regno;
15398
15399         if (frame->in_async_callback_fn) {
15400                 /* enforce return zero from async callbacks like timer */
15401                 exit_ctx = "At async callback return";
15402                 range = retval_range(0, 0);
15403                 goto enforce_retval;
15404         }
15405
15406         if (is_subprog && !frame->in_exception_callback_fn) {
15407                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
15408                         verbose(env, "At subprogram exit the register R%d is not a scalar value (%s)\n",
15409                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
15410                         return -EINVAL;
15411                 }
15412                 return 0;
15413         }
15414
15415         switch (prog_type) {
15416         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK_ADDR:
15417                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP4_RECVMSG ||
15418                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP6_RECVMSG ||
15419                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UNIX_RECVMSG ||
15420                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETPEERNAME ||
15421                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETPEERNAME ||
15422                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UNIX_GETPEERNAME ||
15423                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETSOCKNAME ||
15424                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETSOCKNAME ||
15425                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UNIX_GETSOCKNAME)
15426                         range = retval_range(1, 1);
15427                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_BIND ||
15428                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_BIND)
15429                         range = retval_range(0, 3);
15430                 break;
15431         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
15432                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET_EGRESS) {
15433                         range = retval_range(0, 3);
15434                         enforce_attach_type_range = tnum_range(2, 3);
15435                 }
15436                 break;
15437         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK:
15438         case BPF_PROG_TYPE_SOCK_OPS:
15439         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_DEVICE:
15440         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SYSCTL:
15441         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
15442                 break;
15443         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
15444                 if (!env->prog->aux->attach_btf_id)
15445                         return 0;
15446                 range = retval_range(0, 0);
15447                 break;
15448         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
15449                 switch (env->prog->expected_attach_type) {
15450                 case BPF_TRACE_FENTRY:
15451                 case BPF_TRACE_FEXIT:
15452                         range = retval_range(0, 0);
15453                         break;
15454                 case BPF_TRACE_RAW_TP:
15455                 case BPF_MODIFY_RETURN:
15456                         return 0;
15457                 case BPF_TRACE_ITER:
15458                         break;
15459                 default:
15460                         return -ENOTSUPP;
15461                 }
15462                 break;
15463         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
15464                 range = retval_range(SK_DROP, SK_PASS);
15465                 break;
15466
15467         case BPF_PROG_TYPE_LSM:
15468                 if (env->prog->expected_attach_type != BPF_LSM_CGROUP) {
15469                         /* Regular BPF_PROG_TYPE_LSM programs can return
15470                          * any value.
15471                          */
15472                         return 0;
15473                 }
15474                 if (!env->prog->aux->attach_func_proto->type) {
15475                         /* Make sure programs that attach to void
15476                          * hooks don't try to modify return value.
15477                          */
15478                         range = retval_range(1, 1);
15479                 }
15480                 break;
15481
15482         case BPF_PROG_TYPE_NETFILTER:
15483                 range = retval_range(NF_DROP, NF_ACCEPT);
15484                 break;
15485         case BPF_PROG_TYPE_EXT:
15486                 /* freplace program can return anything as its return value
15487                  * depends on the to-be-replaced kernel func or bpf program.
15488                  */
15489         default:
15490                 return 0;
15491         }
15492
15493 enforce_retval:
15494         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
15495                 verbose(env, "%s the register R%d is not a known value (%s)\n",
15496                         exit_ctx, regno, reg_type_str(env, reg->type));
15497                 return -EINVAL;
15498         }
15499
15500         err = mark_chain_precision(env, regno);
15501         if (err)
15502                 return err;
15503
15504         if (!retval_range_within(range, reg)) {
15505                 verbose_invalid_scalar(env, reg, range, exit_ctx, reg_name);
15506                 if (!is_subprog &&
15507                     prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP &&
15508                     prog_type == BPF_PROG_TYPE_LSM &&
15509                     !prog->aux->attach_func_proto->type)
15510                         verbose(env, "Note, BPF_LSM_CGROUP that attach to void LSM hooks can't modify return value!\n");
15511                 return -EINVAL;
15512         }
15513
15514         if (!tnum_is_unknown(enforce_attach_type_range) &&
15515             tnum_in(enforce_attach_type_range, reg->var_off))
15516                 env->prog->enforce_expected_attach_type = 1;
15517         return 0;
15518 }
15519
15520 /* non-recursive DFS pseudo code
15521  * 1  procedure DFS-iterative(G,v):
15522  * 2      label v as discovered
15523  * 3      let S be a stack
15524  * 4      S.push(v)
15525  * 5      while S is not empty
15526  * 6            t <- S.peek()
15527  * 7            if t is what we're looking for:
15528  * 8                return t
15529  * 9            for all edges e in G.adjacentEdges(t) do
15530  * 10               if edge e is already labelled
15531  * 11                   continue with the next edge
15532  * 12               w <- G.adjacentVertex(t,e)
15533  * 13               if vertex w is not discovered and not explored
15534  * 14                   label e as tree-edge
15535  * 15                   label w as discovered
15536  * 16                   S.push(w)
15537  * 17                   continue at 5
15538  * 18               else if vertex w is discovered
15539  * 19                   label e as back-edge
15540  * 20               else
15541  * 21                   // vertex w is explored
15542  * 22                   label e as forward- or cross-edge
15543  * 23           label t as explored
15544  * 24           S.pop()
15545  *
15546  * convention:
15547  * 0x10 - discovered
15548  * 0x11 - discovered and fall-through edge labelled
15549  * 0x12 - discovered and fall-through and branch edges labelled
15550  * 0x20 - explored
15551  */
15552
15553 enum {
15554         DISCOVERED = 0x10,
15555         EXPLORED = 0x20,
15556         FALLTHROUGH = 1,
15557         BRANCH = 2,
15558 };
15559
15560 static void mark_prune_point(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
15561 {
15562         env->insn_aux_data[idx].prune_point = true;
15563 }
15564
15565 static bool is_prune_point(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
15566 {
15567         return env->insn_aux_data[insn_idx].prune_point;
15568 }
15569
15570 static void mark_force_checkpoint(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
15571 {
15572         env->insn_aux_data[idx].force_checkpoint = true;
15573 }
15574
15575 static bool is_force_checkpoint(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
15576 {
15577         return env->insn_aux_data[insn_idx].force_checkpoint;
15578 }
15579
15580 static void mark_calls_callback(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
15581 {
15582         env->insn_aux_data[idx].calls_callback = true;
15583 }
15584
15585 static bool calls_callback(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
15586 {
15587         return env->insn_aux_data[insn_idx].calls_callback;
15588 }
15589
15590 enum {
15591         DONE_EXPLORING = 0,
15592         KEEP_EXPLORING = 1,
15593 };
15594
15595 /* t, w, e - match pseudo-code above:
15596  * t - index of current instruction
15597  * w - next instruction
15598  * e - edge
15599  */
15600 static int push_insn(int t, int w, int e, struct bpf_verifier_env *env)
15601 {
15602         int *insn_stack = env->cfg.insn_stack;
15603         int *insn_state = env->cfg.insn_state;
15604
15605         if (e == FALLTHROUGH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | FALLTHROUGH))
15606                 return DONE_EXPLORING;
15607
15608         if (e == BRANCH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | BRANCH))
15609                 return DONE_EXPLORING;
15610
15611         if (w < 0 || w >= env->prog->len) {
15612                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
15613                 verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", t, w);
15614                 return -EINVAL;
15615         }
15616
15617         if (e == BRANCH) {
15618                 /* mark branch target for state pruning */
15619                 mark_prune_point(env, w);
15620                 mark_jmp_point(env, w);
15621         }
15622
15623         if (insn_state[w] == 0) {
15624                 /* tree-edge */
15625                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
15626                 insn_state[w] = DISCOVERED;
15627                 if (env->cfg.cur_stack >= env->prog->len)
15628                         return -E2BIG;
15629                 insn_stack[env->cfg.cur_stack++] = w;
15630                 return KEEP_EXPLORING;
15631         } else if ((insn_state[w] & 0xF0) == DISCOVERED) {
15632                 if (env->bpf_capable)
15633                         return DONE_EXPLORING;
15634                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
15635                 verbose_linfo(env, w, "%d: ", w);
15636                 verbose(env, "back-edge from insn %d to %d\n", t, w);
15637                 return -EINVAL;
15638         } else if (insn_state[w] == EXPLORED) {
15639                 /* forward- or cross-edge */
15640                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
15641         } else {
15642                 verbose(env, "insn state internal bug\n");
15643                 return -EFAULT;
15644         }
15645         return DONE_EXPLORING;
15646 }
15647
15648 static int visit_func_call_insn(int t, struct bpf_insn *insns,
15649                                 struct bpf_verifier_env *env,
15650                                 bool visit_callee)
15651 {
15652         int ret, insn_sz;
15653
15654         insn_sz = bpf_is_ldimm64(&insns[t]) ? 2 : 1;
15655         ret = push_insn(t, t + insn_sz, FALLTHROUGH, env);
15656         if (ret)
15657                 return ret;
15658
15659         mark_prune_point(env, t + insn_sz);
15660         /* when we exit from subprog, we need to record non-linear history */
15661         mark_jmp_point(env, t + insn_sz);
15662
15663         if (visit_callee) {
15664                 mark_prune_point(env, t);
15665                 ret = push_insn(t, t + insns[t].imm + 1, BRANCH, env);
15666         }
15667         return ret;
15668 }
15669
15670 /* Visits the instruction at index t and returns one of the following:
15671  *  < 0 - an error occurred
15672  *  DONE_EXPLORING - the instruction was fully explored
15673  *  KEEP_EXPLORING - there is still work to be done before it is fully explored
15674  */
15675 static int visit_insn(int t, struct bpf_verifier_env *env)
15676 {
15677         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi, *insn = &insns[t];
15678         int ret, off, insn_sz;
15679
15680         if (bpf_pseudo_func(insn))
15681                 return visit_func_call_insn(t, insns, env, true);
15682
15683         /* All non-branch instructions have a single fall-through edge. */
15684         if (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_JMP &&
15685             BPF_CLASS(insn->code) != BPF_JMP32) {
15686                 insn_sz = bpf_is_ldimm64(insn) ? 2 : 1;
15687                 return push_insn(t, t + insn_sz, FALLTHROUGH, env);
15688         }
15689
15690         switch (BPF_OP(insn->code)) {
15691         case BPF_EXIT:
15692                 return DONE_EXPLORING;
15693
15694         case BPF_CALL:
15695                 if (is_async_callback_calling_insn(insn))
15696                         /* Mark this call insn as a prune point to trigger
15697                          * is_state_visited() check before call itself is
15698                          * processed by __check_func_call(). Otherwise new
15699                          * async state will be pushed for further exploration.
15700                          */
15701                         mark_prune_point(env, t);
15702                 /* For functions that invoke callbacks it is not known how many times
15703                  * callback would be called. Verifier models callback calling functions
15704                  * by repeatedly visiting callback bodies and returning to origin call
15705                  * instruction.
15706                  * In order to stop such iteration verifier needs to identify when a
15707                  * state identical some state from a previous iteration is reached.
15708                  * Check below forces creation of checkpoint before callback calling
15709                  * instruction to allow search for such identical states.
15710                  */
15711                 if (is_sync_callback_calling_insn(insn)) {
15712                         mark_calls_callback(env, t);
15713                         mark_force_checkpoint(env, t);
15714                         mark_prune_point(env, t);
15715                         mark_jmp_point(env, t);
15716                 }
15717                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) {
15718                         struct bpf_kfunc_call_arg_meta meta;
15719
15720                         ret = fetch_kfunc_meta(env, insn, &meta, NULL);
15721                         if (ret == 0 && is_iter_next_kfunc(&meta)) {
15722                                 mark_prune_point(env, t);
15723                                 /* Checking and saving state checkpoints at iter_next() call
15724                                  * is crucial for fast convergence of open-coded iterator loop
15725                                  * logic, so we need to force it. If we don't do that,
15726                                  * is_state_visited() might skip saving a checkpoint, causing
15727                                  * unnecessarily long sequence of not checkpointed
15728                                  * instructions and jumps, leading to exhaustion of jump
15729                                  * history buffer, and potentially other undesired outcomes.
15730                                  * It is expected that with correct open-coded iterators
15731                                  * convergence will happen quickly, so we don't run a risk of
15732                                  * exhausting memory.
15733                                  */
15734                                 mark_force_checkpoint(env, t);
15735                         }
15736                 }
15737                 return visit_func_call_insn(t, insns, env, insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL);
15738
15739         case BPF_JA:
15740                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K)
15741                         return -EINVAL;
15742
15743                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP)
15744                         off = insn->off;
15745                 else
15746                         off = insn->imm;
15747
15748                 /* unconditional jump with single edge */
15749                 ret = push_insn(t, t + off + 1, FALLTHROUGH, env);
15750                 if (ret)
15751                         return ret;
15752
15753                 mark_prune_point(env, t + off + 1);
15754                 mark_jmp_point(env, t + off + 1);
15755
15756                 return ret;
15757
15758         default:
15759                 /* conditional jump with two edges */
15760                 mark_prune_point(env, t);
15761                 if (is_may_goto_insn(insn))
15762                         mark_force_checkpoint(env, t);
15763
15764                 ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env);
15765                 if (ret)
15766                         return ret;
15767
15768                 return push_insn(t, t + insn->off + 1, BRANCH, env);
15769         }
15770 }
15771
15772 /* non-recursive depth-first-search to detect loops in BPF program
15773  * loop == back-edge in directed graph
15774  */
15775 static int check_cfg(struct bpf_verifier_env *env)
15776 {
15777         int insn_cnt = env->prog->len;
15778         int *insn_stack, *insn_state;
15779         int ex_insn_beg, i, ret = 0;
15780         bool ex_done = false;
15781
15782         insn_state = env->cfg.insn_state = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
15783         if (!insn_state)
15784                 return -ENOMEM;
15785
15786         insn_stack = env->cfg.insn_stack = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
15787         if (!insn_stack) {
15788                 kvfree(insn_state);
15789                 return -ENOMEM;
15790         }
15791
15792         insn_state[0] = DISCOVERED; /* mark 1st insn as discovered */
15793         insn_stack[0] = 0; /* 0 is the first instruction */
15794         env->cfg.cur_stack = 1;
15795
15796 walk_cfg:
15797         while (env->cfg.cur_stack > 0) {
15798                 int t = insn_stack[env->cfg.cur_stack - 1];
15799
15800                 ret = visit_insn(t, env);
15801                 switch (ret) {
15802                 case DONE_EXPLORING:
15803                         insn_state[t] = EXPLORED;
15804                         env->cfg.cur_stack--;
15805                         break;
15806                 case KEEP_EXPLORING:
15807                         break;
15808                 default:
15809                         if (ret > 0) {
15810                                 verbose(env, "visit_insn internal bug\n");
15811                                 ret = -EFAULT;
15812                         }
15813                         goto err_free;
15814                 }
15815         }
15816
15817         if (env->cfg.cur_stack < 0) {
15818                 verbose(env, "pop stack internal bug\n");
15819                 ret = -EFAULT;
15820                 goto err_free;
15821         }
15822
15823         if (env->exception_callback_subprog && !ex_done) {
15824                 ex_insn_beg = env->subprog_info[env->exception_callback_subprog].start;
15825
15826                 insn_state[ex_insn_beg] = DISCOVERED;
15827                 insn_stack[0] = ex_insn_beg;
15828                 env->cfg.cur_stack = 1;
15829                 ex_done = true;
15830                 goto walk_cfg;
15831         }
15832
15833         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
15834                 struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[i];
15835
15836                 if (insn_state[i] != EXPLORED) {
15837                         verbose(env, "unreachable insn %d\n", i);
15838                         ret = -EINVAL;
15839                         goto err_free;
15840                 }
15841                 if (bpf_is_ldimm64(insn)) {
15842                         if (insn_state[i + 1] != 0) {
15843                                 verbose(env, "jump into the middle of ldimm64 insn %d\n", i);
15844                                 ret = -EINVAL;
15845                                 goto err_free;
15846                         }
15847                         i++; /* skip second half of ldimm64 */
15848                 }
15849         }
15850         ret = 0; /* cfg looks good */
15851
15852 err_free:
15853         kvfree(insn_state);
15854         kvfree(insn_stack);
15855         env->cfg.insn_state = env->cfg.insn_stack = NULL;
15856         return ret;
15857 }
15858
15859 static int check_abnormal_return(struct bpf_verifier_env *env)
15860 {
15861         int i;
15862
15863         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
15864                 if (env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
15865                         verbose(env, "LD_ABS is not allowed in subprogs without BTF\n");
15866                         return -EINVAL;
15867                 }
15868                 if (env->subprog_info[i].has_tail_call) {
15869                         verbose(env, "tail_call is not allowed in subprogs without BTF\n");
15870                         return -EINVAL;
15871                 }
15872         }
15873         return 0;
15874 }
15875
15876 /* The minimum supported BTF func info size */
15877 #define MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE   8
15878 #define MAX_FUNCINFO_REC_SIZE   252
15879
15880 static int check_btf_func_early(struct bpf_verifier_env *env,
15881                                 const union bpf_attr *attr,
15882                                 bpfptr_t uattr)
15883 {
15884         u32 krec_size = sizeof(struct bpf_func_info);
15885         const struct btf_type *type, *func_proto;
15886         u32 i, nfuncs, urec_size, min_size;
15887         struct bpf_func_info *krecord;
15888         struct bpf_prog *prog;
15889         const struct btf *btf;
15890         u32 prev_offset = 0;
15891         bpfptr_t urecord;
15892         int ret = -ENOMEM;
15893
15894         nfuncs = attr->func_info_cnt;
15895         if (!nfuncs) {
15896                 if (check_abnormal_return(env))
15897                         return -EINVAL;
15898                 return 0;
15899         }
15900
15901         urec_size = attr->func_info_rec_size;
15902         if (urec_size < MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE ||
15903             urec_size > MAX_FUNCINFO_REC_SIZE ||
15904             urec_size % sizeof(u32)) {
15905                 verbose(env, "invalid func info rec size %u\n", urec_size);
15906                 return -EINVAL;
15907         }
15908
15909         prog = env->prog;
15910         btf = prog->aux->btf;
15911
15912         urecord = make_bpfptr(attr->func_info, uattr.is_kernel);
15913         min_size = min_t(u32, krec_size, urec_size);
15914
15915         krecord = kvcalloc(nfuncs, krec_size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
15916         if (!krecord)
15917                 return -ENOMEM;
15918
15919         for (i = 0; i < nfuncs; i++) {
15920                 ret = bpf_check_uarg_tail_zero(urecord, krec_size, urec_size);
15921                 if (ret) {
15922                         if (ret == -E2BIG) {
15923                                 verbose(env, "nonzero tailing record in func info");
15924                                 /* set the size kernel expects so loader can zero
15925                                  * out the rest of the record.
15926                                  */
15927                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
15928                                                           offsetof(union bpf_attr, func_info_rec_size),
15929                                                           &min_size, sizeof(min_size)))
15930                                         ret = -EFAULT;
15931                         }
15932                         goto err_free;
15933                 }
15934
15935                 if (copy_from_bpfptr(&krecord[i], urecord, min_size)) {
15936                         ret = -EFAULT;
15937                         goto err_free;
15938                 }
15939
15940                 /* check insn_off */
15941                 ret = -EINVAL;
15942                 if (i == 0) {
15943                         if (krecord[i].insn_off) {
15944                                 verbose(env,
15945                                         "nonzero insn_off %u for the first func info record",
15946                                         krecord[i].insn_off);
15947                                 goto err_free;
15948                         }
15949                 } else if (krecord[i].insn_off <= prev_offset) {
15950                         verbose(env,
15951                                 "same or smaller insn offset (%u) than previous func info record (%u)",
15952                                 krecord[i].insn_off, prev_offset);
15953                         goto err_free;
15954                 }
15955
15956                 /* check type_id */
15957                 type = btf_type_by_id(btf, krecord[i].type_id);
15958                 if (!type || !btf_type_is_func(type)) {
15959                         verbose(env, "invalid type id %d in func info",
15960                                 krecord[i].type_id);
15961                         goto err_free;
15962                 }
15963
15964                 func_proto = btf_type_by_id(btf, type->type);
15965                 if (unlikely(!func_proto || !btf_type_is_func_proto(func_proto)))
15966                         /* btf_func_check() already verified it during BTF load */
15967                         goto err_free;
15968
15969                 prev_offset = krecord[i].insn_off;
15970                 bpfptr_add(&urecord, urec_size);
15971         }
15972
15973         prog->aux->func_info = krecord;
15974         prog->aux->func_info_cnt = nfuncs;
15975         return 0;
15976
15977 err_free:
15978         kvfree(krecord);
15979         return ret;
15980 }
15981
15982 static int check_btf_func(struct bpf_verifier_env *env,
15983                           const union bpf_attr *attr,
15984                           bpfptr_t uattr)
15985 {
15986         const struct btf_type *type, *func_proto, *ret_type;
15987         u32 i, nfuncs, urec_size;
15988         struct bpf_func_info *krecord;
15989         struct bpf_func_info_aux *info_aux = NULL;
15990         struct bpf_prog *prog;
15991         const struct btf *btf;
15992         bpfptr_t urecord;
15993         bool scalar_return;
15994         int ret = -ENOMEM;
15995
15996         nfuncs = attr->func_info_cnt;
15997         if (!nfuncs) {
15998                 if (check_abnormal_return(env))
15999                         return -EINVAL;
16000                 return 0;
16001         }
16002         if (nfuncs != env->subprog_cnt) {
16003                 verbose(env, "number of funcs in func_info doesn't match number of subprogs\n");
16004                 return -EINVAL;
16005         }
16006
16007         urec_size = attr->func_info_rec_size;
16008
16009         prog = env->prog;
16010         btf = prog->aux->btf;
16011
16012         urecord = make_bpfptr(attr->func_info, uattr.is_kernel);
16013
16014         krecord = prog->aux->func_info;
16015         info_aux = kcalloc(nfuncs, sizeof(*info_aux), GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
16016         if (!info_aux)
16017                 return -ENOMEM;
16018
16019         for (i = 0; i < nfuncs; i++) {
16020                 /* check insn_off */
16021                 ret = -EINVAL;
16022
16023                 if (env->subprog_info[i].start != krecord[i].insn_off) {
16024                         verbose(env, "func_info BTF section doesn't match subprog layout in BPF program\n");
16025                         goto err_free;
16026                 }
16027
16028                 /* Already checked type_id */
16029                 type = btf_type_by_id(btf, krecord[i].type_id);
16030                 info_aux[i].linkage = BTF_INFO_VLEN(type->info);
16031                 /* Already checked func_proto */
16032                 func_proto = btf_type_by_id(btf, type->type);
16033
16034                 ret_type = btf_type_skip_modifiers(btf, func_proto->type, NULL);
16035                 scalar_return =
16036                         btf_type_is_small_int(ret_type) || btf_is_any_enum(ret_type);
16037                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
16038                         verbose(env, "LD_ABS is only allowed in functions that return 'int'.\n");
16039                         goto err_free;
16040                 }
16041                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_tail_call) {
16042                         verbose(env, "tail_call is only allowed in functions that return 'int'.\n");
16043                         goto err_free;
16044                 }
16045
16046                 bpfptr_add(&urecord, urec_size);
16047         }
16048
16049         prog->aux->func_info_aux = info_aux;
16050         return 0;
16051
16052 err_free:
16053         kfree(info_aux);
16054         return ret;
16055 }
16056
16057 static void adjust_btf_func(struct bpf_verifier_env *env)
16058 {
16059         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
16060         int i;
16061
16062         if (!aux->func_info)
16063                 return;
16064
16065         /* func_info is not available for hidden subprogs */
16066         for (i = 0; i < env->subprog_cnt - env->hidden_subprog_cnt; i++)
16067                 aux->func_info[i].insn_off = env->subprog_info[i].start;
16068 }
16069
16070 #define MIN_BPF_LINEINFO_SIZE   offsetofend(struct bpf_line_info, line_col)
16071 #define MAX_LINEINFO_REC_SIZE   MAX_FUNCINFO_REC_SIZE
16072
16073 static int check_btf_line(struct bpf_verifier_env *env,
16074                           const union bpf_attr *attr,
16075                           bpfptr_t uattr)
16076 {
16077         u32 i, s, nr_linfo, ncopy, expected_size, rec_size, prev_offset = 0;
16078         struct bpf_subprog_info *sub;
16079         struct bpf_line_info *linfo;
16080         struct bpf_prog *prog;
16081         const struct btf *btf;
16082         bpfptr_t ulinfo;
16083         int err;
16084
16085         nr_linfo = attr->line_info_cnt;
16086         if (!nr_linfo)
16087                 return 0;
16088         if (nr_linfo > INT_MAX / sizeof(struct bpf_line_info))
16089                 return -EINVAL;
16090
16091         rec_size = attr->line_info_rec_size;
16092         if (rec_size < MIN_BPF_LINEINFO_SIZE ||
16093             rec_size > MAX_LINEINFO_REC_SIZE ||
16094             rec_size & (sizeof(u32) - 1))
16095                 return -EINVAL;
16096
16097         /* Need to zero it in case the userspace may
16098          * pass in a smaller bpf_line_info object.
16099          */
16100         linfo = kvcalloc(nr_linfo, sizeof(struct bpf_line_info),
16101                          GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
16102         if (!linfo)
16103                 return -ENOMEM;
16104
16105         prog = env->prog;
16106         btf = prog->aux->btf;
16107
16108         s = 0;
16109         sub = env->subprog_info;
16110         ulinfo = make_bpfptr(attr->line_info, uattr.is_kernel);
16111         expected_size = sizeof(struct bpf_line_info);
16112         ncopy = min_t(u32, expected_size, rec_size);
16113         for (i = 0; i < nr_linfo; i++) {
16114                 err = bpf_check_uarg_tail_zero(ulinfo, expected_size, rec_size);
16115                 if (err) {
16116                         if (err == -E2BIG) {
16117                                 verbose(env, "nonzero tailing record in line_info");
16118                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
16119                                                           offsetof(union bpf_attr, line_info_rec_size),
16120                                                           &expected_size, sizeof(expected_size)))
16121                                         err = -EFAULT;
16122                         }
16123                         goto err_free;
16124                 }
16125
16126                 if (copy_from_bpfptr(&linfo[i], ulinfo, ncopy)) {
16127                         err = -EFAULT;
16128                         goto err_free;
16129                 }
16130
16131                 /*
16132                  * Check insn_off to ensure
16133                  * 1) strictly increasing AND
16134                  * 2) bounded by prog->len
16135                  *
16136                  * The linfo[0].insn_off == 0 check logically falls into
16137                  * the later "missing bpf_line_info for func..." case
16138                  * because the first linfo[0].insn_off must be the
16139                  * first sub also and the first sub must have
16140                  * subprog_info[0].start == 0.
16141                  */
16142                 if ((i && linfo[i].insn_off <= prev_offset) ||
16143                     linfo[i].insn_off >= prog->len) {
16144                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].insn_off:%u (prev_offset:%u prog->len:%u)\n",
16145                                 i, linfo[i].insn_off, prev_offset,
16146                                 prog->len);
16147                         err = -EINVAL;
16148                         goto err_free;
16149                 }
16150
16151                 if (!prog->insnsi[linfo[i].insn_off].code) {
16152                         verbose(env,
16153                                 "Invalid insn code at line_info[%u].insn_off\n",
16154                                 i);
16155                         err = -EINVAL;
16156                         goto err_free;
16157                 }
16158
16159                 if (!btf_name_by_offset(btf, linfo[i].line_off) ||
16160                     !btf_name_by_offset(btf, linfo[i].file_name_off)) {
16161                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].line_off or .file_name_off\n", i);
16162                         err = -EINVAL;
16163                         goto err_free;
16164                 }
16165
16166                 if (s != env->subprog_cnt) {
16167                         if (linfo[i].insn_off == sub[s].start) {
16168                                 sub[s].linfo_idx = i;
16169                                 s++;
16170                         } else if (sub[s].start < linfo[i].insn_off) {
16171                                 verbose(env, "missing bpf_line_info for func#%u\n", s);
16172                                 err = -EINVAL;
16173                                 goto err_free;
16174                         }
16175                 }
16176
16177                 prev_offset = linfo[i].insn_off;
16178                 bpfptr_add(&ulinfo, rec_size);
16179         }
16180
16181         if (s != env->subprog_cnt) {
16182                 verbose(env, "missing bpf_line_info for %u funcs starting from func#%u\n",
16183                         env->subprog_cnt - s, s);
16184                 err = -EINVAL;
16185                 goto err_free;
16186         }
16187
16188         prog->aux->linfo = linfo;
16189         prog->aux->nr_linfo = nr_linfo;
16190
16191         return 0;
16192
16193 err_free:
16194         kvfree(linfo);
16195         return err;
16196 }
16197
16198 #define MIN_CORE_RELO_SIZE      sizeof(struct bpf_core_relo)
16199 #define MAX_CORE_RELO_SIZE      MAX_FUNCINFO_REC_SIZE
16200
16201 static int check_core_relo(struct bpf_verifier_env *env,
16202                            const union bpf_attr *attr,
16203                            bpfptr_t uattr)
16204 {
16205         u32 i, nr_core_relo, ncopy, expected_size, rec_size;
16206         struct bpf_core_relo core_relo = {};
16207         struct bpf_prog *prog = env->prog;
16208         const struct btf *btf = prog->aux->btf;
16209         struct bpf_core_ctx ctx = {
16210                 .log = &env->log,
16211                 .btf = btf,
16212         };
16213         bpfptr_t u_core_relo;
16214         int err;
16215
16216         nr_core_relo = attr->core_relo_cnt;
16217         if (!nr_core_relo)
16218                 return 0;
16219         if (nr_core_relo > INT_MAX / sizeof(struct bpf_core_relo))
16220                 return -EINVAL;
16221
16222         rec_size = attr->core_relo_rec_size;
16223         if (rec_size < MIN_CORE_RELO_SIZE ||
16224             rec_size > MAX_CORE_RELO_SIZE ||
16225             rec_size % sizeof(u32))
16226                 return -EINVAL;
16227
16228         u_core_relo = make_bpfptr(attr->core_relos, uattr.is_kernel);
16229         expected_size = sizeof(struct bpf_core_relo);
16230         ncopy = min_t(u32, expected_size, rec_size);
16231
16232         /* Unlike func_info and line_info, copy and apply each CO-RE
16233          * relocation record one at a time.
16234          */
16235         for (i = 0; i < nr_core_relo; i++) {
16236                 /* future proofing when sizeof(bpf_core_relo) changes */
16237                 err = bpf_check_uarg_tail_zero(u_core_relo, expected_size, rec_size);
16238                 if (err) {
16239                         if (err == -E2BIG) {
16240                                 verbose(env, "nonzero tailing record in core_relo");
16241                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
16242                                                           offsetof(union bpf_attr, core_relo_rec_size),
16243                                                           &expected_size, sizeof(expected_size)))
16244                                         err = -EFAULT;
16245                         }
16246                         break;
16247                 }
16248
16249                 if (copy_from_bpfptr(&core_relo, u_core_relo, ncopy)) {
16250                         err = -EFAULT;
16251                         break;
16252                 }
16253
16254                 if (core_relo.insn_off % 8 || core_relo.insn_off / 8 >= prog->len) {
16255                         verbose(env, "Invalid core_relo[%u].insn_off:%u prog->len:%u\n",
16256                                 i, core_relo.insn_off, prog->len);
16257                         err = -EINVAL;
16258                         break;
16259                 }
16260
16261                 err = bpf_core_apply(&ctx, &core_relo, i,
16262                                      &prog->insnsi[core_relo.insn_off / 8]);
16263                 if (err)
16264                         break;
16265                 bpfptr_add(&u_core_relo, rec_size);
16266         }
16267         return err;
16268 }
16269
16270 static int check_btf_info_early(struct bpf_verifier_env *env,
16271                                 const union bpf_attr *attr,
16272                                 bpfptr_t uattr)
16273 {
16274         struct btf *btf;
16275         int err;
16276
16277         if (!attr->func_info_cnt && !attr->line_info_cnt) {
16278                 if (check_abnormal_return(env))
16279                         return -EINVAL;
16280                 return 0;
16281         }
16282
16283         btf = btf_get_by_fd(attr->prog_btf_fd);
16284         if (IS_ERR(btf))
16285                 return PTR_ERR(btf);
16286         if (btf_is_kernel(btf)) {
16287                 btf_put(btf);
16288                 return -EACCES;
16289         }
16290         env->prog->aux->btf = btf;
16291
16292         err = check_btf_func_early(env, attr, uattr);
16293         if (err)
16294                 return err;
16295         return 0;
16296 }
16297
16298 static int check_btf_info(struct bpf_verifier_env *env,
16299                           const union bpf_attr *attr,
16300                           bpfptr_t uattr)
16301 {
16302         int err;
16303
16304         if (!attr->func_info_cnt && !attr->line_info_cnt) {
16305                 if (check_abnormal_return(env))
16306                         return -EINVAL;
16307                 return 0;
16308         }
16309
16310         err = check_btf_func(env, attr, uattr);
16311         if (err)
16312                 return err;
16313
16314         err = check_btf_line(env, attr, uattr);
16315         if (err)
16316                 return err;
16317
16318         err = check_core_relo(env, attr, uattr);
16319         if (err)
16320                 return err;
16321
16322         return 0;
16323 }
16324
16325 /* check %cur's range satisfies %old's */
16326 static bool range_within(const struct bpf_reg_state *old,
16327                          const struct bpf_reg_state *cur)
16328 {
16329         return old->umin_value <= cur->umin_value &&
16330                old->umax_value >= cur->umax_value &&
16331                old->smin_value <= cur->smin_value &&
16332                old->smax_value >= cur->smax_value &&
16333                old->u32_min_value <= cur->u32_min_value &&
16334                old->u32_max_value >= cur->u32_max_value &&
16335                old->s32_min_value <= cur->s32_min_value &&
16336                old->s32_max_value >= cur->s32_max_value;
16337 }
16338
16339 /* If in the old state two registers had the same id, then they need to have
16340  * the same id in the new state as well.  But that id could be different from
16341  * the old state, so we need to track the mapping from old to new ids.
16342  * Once we have seen that, say, a reg with old id 5 had new id 9, any subsequent
16343  * regs with old id 5 must also have new id 9 for the new state to be safe.  But
16344  * regs with a different old id could still have new id 9, we don't care about
16345  * that.
16346  * So we look through our idmap to see if this old id has been seen before.  If
16347  * so, we require the new id to match; otherwise, we add the id pair to the map.
16348  */
16349 static bool check_ids(u32 old_id, u32 cur_id, struct bpf_idmap *idmap)
16350 {
16351         struct bpf_id_pair *map = idmap->map;
16352         unsigned int i;
16353
16354         /* either both IDs should be set or both should be zero */
16355         if (!!old_id != !!cur_id)
16356                 return false;
16357
16358         if (old_id == 0) /* cur_id == 0 as well */
16359                 return true;
16360
16361         for (i = 0; i < BPF_ID_MAP_SIZE; i++) {
16362                 if (!map[i].old) {
16363                         /* Reached an empty slot; haven't seen this id before */
16364                         map[i].old = old_id;
16365                         map[i].cur = cur_id;
16366                         return true;
16367                 }
16368                 if (map[i].old == old_id)
16369                         return map[i].cur == cur_id;
16370                 if (map[i].cur == cur_id)
16371                         return false;
16372         }
16373         /* We ran out of idmap slots, which should be impossible */
16374         WARN_ON_ONCE(1);
16375         return false;
16376 }
16377
16378 /* Similar to check_ids(), but allocate a unique temporary ID
16379  * for 'old_id' or 'cur_id' of zero.
16380  * This makes pairs like '0 vs unique ID', 'unique ID vs 0' valid.
16381  */
16382 static bool check_scalar_ids(u32 old_id, u32 cur_id, struct bpf_idmap *idmap)
16383 {
16384         old_id = old_id ? old_id : ++idmap->tmp_id_gen;
16385         cur_id = cur_id ? cur_id : ++idmap->tmp_id_gen;
16386
16387         return check_ids(old_id, cur_id, idmap);
16388 }
16389
16390 static void clean_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
16391                              struct bpf_func_state *st)
16392 {
16393         enum bpf_reg_liveness live;
16394         int i, j;
16395
16396         for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
16397                 live = st->regs[i].live;
16398                 /* liveness must not touch this register anymore */
16399                 st->regs[i].live |= REG_LIVE_DONE;
16400                 if (!(live & REG_LIVE_READ))
16401                         /* since the register is unused, clear its state
16402                          * to make further comparison simpler
16403                          */
16404                         __mark_reg_not_init(env, &st->regs[i]);
16405         }
16406
16407         for (i = 0; i < st->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
16408                 live = st->stack[i].spilled_ptr.live;
16409                 /* liveness must not touch this stack slot anymore */
16410                 st->stack[i].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_DONE;
16411                 if (!(live & REG_LIVE_READ)) {
16412                         __mark_reg_not_init(env, &st->stack[i].spilled_ptr);
16413                         for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
16414                                 st->stack[i].slot_type[j] = STACK_INVALID;
16415                 }
16416         }
16417 }
16418
16419 static void clean_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
16420                                  struct bpf_verifier_state *st)
16421 {
16422         int i;
16423
16424         if (st->frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE)
16425                 /* all regs in this state in all frames were already marked */
16426                 return;
16427
16428         for (i = 0; i <= st->curframe; i++)
16429                 clean_func_state(env, st->frame[i]);
16430 }
16431
16432 /* the parentage chains form a tree.
16433  * the verifier states are added to state lists at given insn and
16434  * pushed into state stack for future exploration.
16435  * when the verifier reaches bpf_exit insn some of the verifer states
16436  * stored in the state lists have their final liveness state already,
16437  * but a lot of states will get revised from liveness point of view when
16438  * the verifier explores other branches.
16439  * Example:
16440  * 1: r0 = 1
16441  * 2: if r1 == 100 goto pc+1
16442  * 3: r0 = 2
16443  * 4: exit
16444  * when the verifier reaches exit insn the register r0 in the state list of
16445  * insn 2 will be seen as !REG_LIVE_READ. Then the verifier pops the other_branch
16446  * of insn 2 and goes exploring further. At the insn 4 it will walk the
16447  * parentage chain from insn 4 into insn 2 and will mark r0 as REG_LIVE_READ.
16448  *
16449  * Since the verifier pushes the branch states as it sees them while exploring
16450  * the program the condition of walking the branch instruction for the second
16451  * time means that all states below this branch were already explored and
16452  * their final liveness marks are already propagated.
16453  * Hence when the verifier completes the search of state list in is_state_visited()
16454  * we can call this clean_live_states() function to mark all liveness states
16455  * as REG_LIVE_DONE to indicate that 'parent' pointers of 'struct bpf_reg_state'
16456  * will not be used.
16457  * This function also clears the registers and stack for states that !READ
16458  * to simplify state merging.
16459  *
16460  * Important note here that walking the same branch instruction in the callee
16461  * doesn't meant that the states are DONE. The verifier has to compare
16462  * the callsites
16463  */
16464 static void clean_live_states(struct bpf_verifier_env *env, int insn,
16465                               struct bpf_verifier_state *cur)
16466 {
16467         struct bpf_verifier_state_list *sl;
16468
16469         sl = *explored_state(env, insn);
16470         while (sl) {
16471                 if (sl->state.branches)
16472                         goto next;
16473                 if (sl->state.insn_idx != insn ||
16474                     !same_callsites(&sl->state, cur))
16475                         goto next;
16476                 clean_verifier_state(env, &sl->state);
16477 next:
16478                 sl = sl->next;
16479         }
16480 }
16481
16482 static bool regs_exact(const struct bpf_reg_state *rold,
16483                        const struct bpf_reg_state *rcur,
16484                        struct bpf_idmap *idmap)
16485 {
16486         return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)) == 0 &&
16487                check_ids(rold->id, rcur->id, idmap) &&
16488                check_ids(rold->ref_obj_id, rcur->ref_obj_id, idmap);
16489 }
16490
16491 enum exact_level {
16492         NOT_EXACT,
16493         EXACT,
16494         RANGE_WITHIN
16495 };
16496
16497 /* Returns true if (rold safe implies rcur safe) */
16498 static bool regsafe(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *rold,
16499                     struct bpf_reg_state *rcur, struct bpf_idmap *idmap,
16500                     enum exact_level exact)
16501 {
16502         if (exact == EXACT)
16503                 return regs_exact(rold, rcur, idmap);
16504
16505         if (!(rold->live & REG_LIVE_READ) && exact == NOT_EXACT)
16506                 /* explored state didn't use this */
16507                 return true;
16508         if (rold->type == NOT_INIT) {
16509                 if (exact == NOT_EXACT || rcur->type == NOT_INIT)
16510                         /* explored state can't have used this */
16511                         return true;
16512         }
16513
16514         /* Enforce that register types have to match exactly, including their
16515          * modifiers (like PTR_MAYBE_NULL, MEM_RDONLY, etc), as a general
16516          * rule.
16517          *
16518          * One can make a point that using a pointer register as unbounded
16519          * SCALAR would be technically acceptable, but this could lead to
16520          * pointer leaks because scalars are allowed to leak while pointers
16521          * are not. We could make this safe in special cases if root is
16522          * calling us, but it's probably not worth the hassle.
16523          *
16524          * Also, register types that are *not* MAYBE_NULL could technically be
16525          * safe to use as their MAYBE_NULL variants (e.g., PTR_TO_MAP_VALUE
16526          * is safe to be used as PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL, provided both point
16527          * to the same map).
16528          * However, if the old MAYBE_NULL register then got NULL checked,
16529          * doing so could have affected others with the same id, and we can't
16530          * check for that because we lost the id when we converted to
16531          * a non-MAYBE_NULL variant.
16532          * So, as a general rule we don't allow mixing MAYBE_NULL and
16533          * non-MAYBE_NULL registers as well.
16534          */
16535         if (rold->type != rcur->type)
16536                 return false;
16537
16538         switch (base_type(rold->type)) {
16539         case SCALAR_VALUE:
16540                 if (env->explore_alu_limits) {
16541                         /* explore_alu_limits disables tnum_in() and range_within()
16542                          * logic and requires everything to be strict
16543                          */
16544                         return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)) == 0 &&
16545                                check_scalar_ids(rold->id, rcur->id, idmap);
16546                 }
16547                 if (!rold->precise && exact == NOT_EXACT)
16548                         return true;
16549                 /* Why check_ids() for scalar registers?
16550                  *
16551                  * Consider the following BPF code:
16552                  *   1: r6 = ... unbound scalar, ID=a ...
16553                  *   2: r7 = ... unbound scalar, ID=b ...
16554                  *   3: if (r6 > r7) goto +1
16555                  *   4: r6 = r7
16556                  *   5: if (r6 > X) goto ...
16557                  *   6: ... memory operation using r7 ...
16558                  *
16559                  * First verification path is [1-6]:
16560                  * - at (4) same bpf_reg_state::id (b) would be assigned to r6 and r7;
16561                  * - at (5) r6 would be marked <= X, find_equal_scalars() would also mark
16562                  *   r7 <= X, because r6 and r7 share same id.
16563                  * Next verification path is [1-4, 6].
16564                  *
16565                  * Instruction (6) would be reached in two states:
16566                  *   I.  r6{.id=b}, r7{.id=b} via path 1-6;
16567                  *   II. r6{.id=a}, r7{.id=b} via path 1-4, 6.
16568                  *
16569                  * Use check_ids() to distinguish these states.
16570                  * ---
16571                  * Also verify that new value satisfies old value range knowledge.
16572                  */
16573                 return range_within(rold, rcur) &&
16574                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off) &&
16575                        check_scalar_ids(rold->id, rcur->id, idmap);
16576         case PTR_TO_MAP_KEY:
16577         case PTR_TO_MAP_VALUE:
16578         case PTR_TO_MEM:
16579         case PTR_TO_BUF:
16580         case PTR_TO_TP_BUFFER:
16581                 /* If the new min/max/var_off satisfy the old ones and
16582                  * everything else matches, we are OK.
16583                  */
16584                 return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, var_off)) == 0 &&
16585                        range_within(rold, rcur) &&
16586                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off) &&
16587                        check_ids(rold->id, rcur->id, idmap) &&
16588                        check_ids(rold->ref_obj_id, rcur->ref_obj_id, idmap);
16589         case PTR_TO_PACKET_META:
16590         case PTR_TO_PACKET:
16591                 /* We must have at least as much range as the old ptr
16592                  * did, so that any accesses which were safe before are
16593                  * still safe.  This is true even if old range < old off,
16594                  * since someone could have accessed through (ptr - k), or
16595                  * even done ptr -= k in a register, to get a safe access.
16596                  */
16597                 if (rold->range > rcur->range)
16598                         return false;
16599                 /* If the offsets don't match, we can't trust our alignment;
16600                  * nor can we be sure that we won't fall out of range.
16601                  */
16602                 if (rold->off != rcur->off)
16603                         return false;
16604                 /* id relations must be preserved */
16605                 if (!check_ids(rold->id, rcur->id, idmap))
16606                         return false;
16607                 /* new val must satisfy old val knowledge */
16608                 return range_within(rold, rcur) &&
16609                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
16610         case PTR_TO_STACK:
16611                 /* two stack pointers are equal only if they're pointing to
16612                  * the same stack frame, since fp-8 in foo != fp-8 in bar
16613                  */
16614                 return regs_exact(rold, rcur, idmap) && rold->frameno == rcur->frameno;
16615         case PTR_TO_ARENA:
16616                 return true;
16617         default:
16618                 return regs_exact(rold, rcur, idmap);
16619         }
16620 }
16621
16622 static struct bpf_reg_state unbound_reg;
16623
16624 static __init int unbound_reg_init(void)
16625 {
16626         __mark_reg_unknown_imprecise(&unbound_reg);
16627         unbound_reg.live |= REG_LIVE_READ;
16628         return 0;
16629 }
16630 late_initcall(unbound_reg_init);
16631
16632 static bool is_stack_all_misc(struct bpf_verifier_env *env,
16633                               struct bpf_stack_state *stack)
16634 {
16635         u32 i;
16636
16637         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(stack->slot_type); ++i) {
16638                 if ((stack->slot_type[i] == STACK_MISC) ||
16639                     (stack->slot_type[i] == STACK_INVALID && env->allow_uninit_stack))
16640                         continue;
16641                 return false;
16642         }
16643
16644         return true;
16645 }
16646
16647 static struct bpf_reg_state *scalar_reg_for_stack(struct bpf_verifier_env *env,
16648                                                   struct bpf_stack_state *stack)
16649 {
16650         if (is_spilled_scalar_reg64(stack))
16651                 return &stack->spilled_ptr;
16652
16653         if (is_stack_all_misc(env, stack))
16654                 return &unbound_reg;
16655
16656         return NULL;
16657 }
16658
16659 static bool stacksafe(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *old,
16660                       struct bpf_func_state *cur, struct bpf_idmap *idmap,
16661                       enum exact_level exact)
16662 {
16663         int i, spi;
16664
16665         /* walk slots of the explored stack and ignore any additional
16666          * slots in the current stack, since explored(safe) state
16667          * didn't use them
16668          */
16669         for (i = 0; i < old->allocated_stack; i++) {
16670                 struct bpf_reg_state *old_reg, *cur_reg;
16671
16672                 spi = i / BPF_REG_SIZE;
16673
16674                 if (exact != NOT_EXACT &&
16675                     old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] !=
16676                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE])
16677                         return false;
16678
16679                 if (!(old->stack[spi].spilled_ptr.live & REG_LIVE_READ)
16680                     && exact == NOT_EXACT) {
16681                         i += BPF_REG_SIZE - 1;
16682                         /* explored state didn't use this */
16683                         continue;
16684                 }
16685
16686                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_INVALID)
16687                         continue;
16688
16689                 if (env->allow_uninit_stack &&
16690                     old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC)
16691                         continue;
16692
16693                 /* explored stack has more populated slots than current stack
16694                  * and these slots were used
16695                  */
16696                 if (i >= cur->allocated_stack)
16697                         return false;
16698
16699                 /* 64-bit scalar spill vs all slots MISC and vice versa.
16700                  * Load from all slots MISC produces unbound scalar.
16701                  * Construct a fake register for such stack and call
16702                  * regsafe() to ensure scalar ids are compared.
16703                  */
16704                 old_reg = scalar_reg_for_stack(env, &old->stack[spi]);
16705                 cur_reg = scalar_reg_for_stack(env, &cur->stack[spi]);
16706                 if (old_reg && cur_reg) {
16707                         if (!regsafe(env, old_reg, cur_reg, idmap, exact))
16708                                 return false;
16709                         i += BPF_REG_SIZE - 1;
16710                         continue;
16711                 }
16712
16713                 /* if old state was safe with misc data in the stack
16714                  * it will be safe with zero-initialized stack.
16715                  * The opposite is not true
16716                  */
16717                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC &&
16718                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_ZERO)
16719                         continue;
16720                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] !=
16721                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE])
16722                         /* Ex: old explored (safe) state has STACK_SPILL in
16723                          * this stack slot, but current has STACK_MISC ->
16724                          * this verifier states are not equivalent,
16725                          * return false to continue verification of this path
16726                          */
16727                         return false;
16728                 if (i % BPF_REG_SIZE != BPF_REG_SIZE - 1)
16729                         continue;
16730                 /* Both old and cur are having same slot_type */
16731                 switch (old->stack[spi].slot_type[BPF_REG_SIZE - 1]) {
16732                 case STACK_SPILL:
16733                         /* when explored and current stack slot are both storing
16734                          * spilled registers, check that stored pointers types
16735                          * are the same as well.
16736                          * Ex: explored safe path could have stored
16737                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -8}
16738                          * but current path has stored:
16739                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -16}
16740                          * such verifier states are not equivalent.
16741                          * return false to continue verification of this path
16742                          */
16743                         if (!regsafe(env, &old->stack[spi].spilled_ptr,
16744                                      &cur->stack[spi].spilled_ptr, idmap, exact))
16745                                 return false;
16746                         break;
16747                 case STACK_DYNPTR:
16748                         old_reg = &old->stack[spi].spilled_ptr;
16749                         cur_reg = &cur->stack[spi].spilled_ptr;
16750                         if (old_reg->dynptr.type != cur_reg->dynptr.type ||
16751                             old_reg->dynptr.first_slot != cur_reg->dynptr.first_slot ||
16752                             !check_ids(old_reg->ref_obj_id, cur_reg->ref_obj_id, idmap))
16753                                 return false;
16754                         break;
16755                 case STACK_ITER:
16756                         old_reg = &old->stack[spi].spilled_ptr;
16757                         cur_reg = &cur->stack[spi].spilled_ptr;
16758                         /* iter.depth is not compared between states as it
16759                          * doesn't matter for correctness and would otherwise
16760                          * prevent convergence; we maintain it only to prevent
16761                          * infinite loop check triggering, see
16762                          * iter_active_depths_differ()
16763                          */
16764                         if (old_reg->iter.btf != cur_reg->iter.btf ||
16765                             old_reg->iter.btf_id != cur_reg->iter.btf_id ||
16766                             old_reg->iter.state != cur_reg->iter.state ||
16767                             /* ignore {old_reg,cur_reg}->iter.depth, see above */
16768                             !check_ids(old_reg->ref_obj_id, cur_reg->ref_obj_id, idmap))
16769                                 return false;
16770                         break;
16771                 case STACK_MISC:
16772                 case STACK_ZERO:
16773                 case STACK_INVALID:
16774                         continue;
16775                 /* Ensure that new unhandled slot types return false by default */
16776                 default:
16777                         return false;
16778                 }
16779         }
16780         return true;
16781 }
16782
16783 static bool refsafe(struct bpf_func_state *old, struct bpf_func_state *cur,
16784                     struct bpf_idmap *idmap)
16785 {
16786         int i;
16787
16788         if (old->acquired_refs != cur->acquired_refs)
16789                 return false;
16790
16791         for (i = 0; i < old->acquired_refs; i++) {
16792                 if (!check_ids(old->refs[i].id, cur->refs[i].id, idmap))
16793                         return false;
16794         }
16795
16796         return true;
16797 }
16798
16799 /* compare two verifier states
16800  *
16801  * all states stored in state_list are known to be valid, since
16802  * verifier reached 'bpf_exit' instruction through them
16803  *
16804  * this function is called when verifier exploring different branches of
16805  * execution popped from the state stack. If it sees an old state that has
16806  * more strict register state and more strict stack state then this execution
16807  * branch doesn't need to be explored further, since verifier already
16808  * concluded that more strict state leads to valid finish.
16809  *
16810  * Therefore two states are equivalent if register state is more conservative
16811  * and explored stack state is more conservative than the current one.
16812  * Example:
16813  *       explored                   current
16814  * (slot1=INV slot2=MISC) == (slot1=MISC slot2=MISC)
16815  * (slot1=MISC slot2=MISC) != (slot1=INV slot2=MISC)
16816  *
16817  * In other words if current stack state (one being explored) has more
16818  * valid slots than old one that already passed validation, it means
16819  * the verifier can stop exploring and conclude that current state is valid too
16820  *
16821  * Similarly with registers. If explored state has register type as invalid
16822  * whereas register type in current state is meaningful, it means that
16823  * the current state will reach 'bpf_exit' instruction safely
16824  */
16825 static bool func_states_equal(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *old,
16826                               struct bpf_func_state *cur, enum exact_level exact)
16827 {
16828         int i;
16829
16830         if (old->callback_depth > cur->callback_depth)
16831                 return false;
16832
16833         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
16834                 if (!regsafe(env, &old->regs[i], &cur->regs[i],
16835                              &env->idmap_scratch, exact))
16836                         return false;
16837
16838         if (!stacksafe(env, old, cur, &env->idmap_scratch, exact))
16839                 return false;
16840
16841         if (!refsafe(old, cur, &env->idmap_scratch))
16842                 return false;
16843
16844         return true;
16845 }
16846
16847 static void reset_idmap_scratch(struct bpf_verifier_env *env)
16848 {
16849         env->idmap_scratch.tmp_id_gen = env->id_gen;
16850         memset(&env->idmap_scratch.map, 0, sizeof(env->idmap_scratch.map));
16851 }
16852
16853 static bool states_equal(struct bpf_verifier_env *env,
16854                          struct bpf_verifier_state *old,
16855                          struct bpf_verifier_state *cur,
16856                          enum exact_level exact)
16857 {
16858         int i;
16859
16860         if (old->curframe != cur->curframe)
16861                 return false;
16862
16863         reset_idmap_scratch(env);
16864
16865         /* Verification state from speculative execution simulation
16866          * must never prune a non-speculative execution one.
16867          */
16868         if (old->speculative && !cur->speculative)
16869                 return false;
16870
16871         if (old->active_lock.ptr != cur->active_lock.ptr)
16872                 return false;
16873
16874         /* Old and cur active_lock's have to be either both present
16875          * or both absent.
16876          */
16877         if (!!old->active_lock.id != !!cur->active_lock.id)
16878                 return false;
16879
16880         if (old->active_lock.id &&
16881             !check_ids(old->active_lock.id, cur->active_lock.id, &env->idmap_scratch))
16882                 return false;
16883
16884         if (old->active_rcu_lock != cur->active_rcu_lock)
16885                 return false;
16886
16887         /* for states to be equal callsites have to be the same
16888          * and all frame states need to be equivalent
16889          */
16890         for (i = 0; i <= old->curframe; i++) {
16891                 if (old->frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
16892                         return false;
16893                 if (!func_states_equal(env, old->frame[i], cur->frame[i], exact))
16894                         return false;
16895         }
16896         return true;
16897 }
16898
16899 /* Return 0 if no propagation happened. Return negative error code if error
16900  * happened. Otherwise, return the propagated bit.
16901  */
16902 static int propagate_liveness_reg(struct bpf_verifier_env *env,
16903                                   struct bpf_reg_state *reg,
16904                                   struct bpf_reg_state *parent_reg)
16905 {
16906         u8 parent_flag = parent_reg->live & REG_LIVE_READ;
16907         u8 flag = reg->live & REG_LIVE_READ;
16908         int err;
16909
16910         /* When comes here, read flags of PARENT_REG or REG could be any of
16911          * REG_LIVE_READ64, REG_LIVE_READ32, REG_LIVE_NONE. There is no need
16912          * of propagation if PARENT_REG has strongest REG_LIVE_READ64.
16913          */
16914         if (parent_flag == REG_LIVE_READ64 ||
16915             /* Or if there is no read flag from REG. */
16916             !flag ||
16917             /* Or if the read flag from REG is the same as PARENT_REG. */
16918             parent_flag == flag)
16919                 return 0;
16920
16921         err = mark_reg_read(env, reg, parent_reg, flag);
16922         if (err)
16923                 return err;
16924
16925         return flag;
16926 }
16927
16928 /* A write screens off any subsequent reads; but write marks come from the
16929  * straight-line code between a state and its parent.  When we arrive at an
16930  * equivalent state (jump target or such) we didn't arrive by the straight-line
16931  * code, so read marks in the state must propagate to the parent regardless
16932  * of the state's write marks. That's what 'parent == state->parent' comparison
16933  * in mark_reg_read() is for.
16934  */
16935 static int propagate_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
16936                               const struct bpf_verifier_state *vstate,
16937                               struct bpf_verifier_state *vparent)
16938 {
16939         struct bpf_reg_state *state_reg, *parent_reg;
16940         struct bpf_func_state *state, *parent;
16941         int i, frame, err = 0;
16942
16943         if (vparent->curframe != vstate->curframe) {
16944                 WARN(1, "propagate_live: parent frame %d current frame %d\n",
16945                      vparent->curframe, vstate->curframe);
16946                 return -EFAULT;
16947         }
16948         /* Propagate read liveness of registers... */
16949         BUILD_BUG_ON(BPF_REG_FP + 1 != MAX_BPF_REG);
16950         for (frame = 0; frame <= vstate->curframe; frame++) {
16951                 parent = vparent->frame[frame];
16952                 state = vstate->frame[frame];
16953                 parent_reg = parent->regs;
16954                 state_reg = state->regs;
16955                 /* We don't need to worry about FP liveness, it's read-only */
16956                 for (i = frame < vstate->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
16957                         err = propagate_liveness_reg(env, &state_reg[i],
16958                                                      &parent_reg[i]);
16959                         if (err < 0)
16960                                 return err;
16961                         if (err == REG_LIVE_READ64)
16962                                 mark_insn_zext(env, &parent_reg[i]);
16963                 }
16964
16965                 /* Propagate stack slots. */
16966                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE &&
16967                             i < parent->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
16968                         parent_reg = &parent->stack[i].spilled_ptr;
16969                         state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
16970                         err = propagate_liveness_reg(env, state_reg,
16971                                                      parent_reg);
16972                         if (err < 0)
16973                                 return err;
16974                 }
16975         }
16976         return 0;
16977 }
16978
16979 /* find precise scalars in the previous equivalent state and
16980  * propagate them into the current state
16981  */
16982 static int propagate_precision(struct bpf_verifier_env *env,
16983                                const struct bpf_verifier_state *old)
16984 {
16985         struct bpf_reg_state *state_reg;
16986         struct bpf_func_state *state;
16987         int i, err = 0, fr;
16988         bool first;
16989
16990         for (fr = old->curframe; fr >= 0; fr--) {
16991                 state = old->frame[fr];
16992                 state_reg = state->regs;
16993                 first = true;
16994                 for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++, state_reg++) {
16995                         if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
16996                             !state_reg->precise ||
16997                             !(state_reg->live & REG_LIVE_READ))
16998                                 continue;
16999                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
17000                                 if (first)
17001                                         verbose(env, "frame %d: propagating r%d", fr, i);
17002                                 else
17003                                         verbose(env, ",r%d", i);
17004                         }
17005                         bt_set_frame_reg(&env->bt, fr, i);
17006                         first = false;
17007                 }
17008
17009                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
17010                         if (!is_spilled_reg(&state->stack[i]))
17011                                 continue;
17012                         state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
17013                         if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
17014                             !state_reg->precise ||
17015                             !(state_reg->live & REG_LIVE_READ))
17016                                 continue;
17017                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
17018                                 if (first)
17019                                         verbose(env, "frame %d: propagating fp%d",
17020                                                 fr, (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
17021                                 else
17022                                         verbose(env, ",fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
17023                         }
17024                         bt_set_frame_slot(&env->bt, fr, i);
17025                         first = false;
17026                 }
17027                 if (!first)
17028                         verbose(env, "\n");
17029         }
17030
17031         err = mark_chain_precision_batch(env);
17032         if (err < 0)
17033                 return err;
17034
17035         return 0;
17036 }
17037
17038 static bool states_maybe_looping(struct bpf_verifier_state *old,
17039                                  struct bpf_verifier_state *cur)
17040 {
17041         struct bpf_func_state *fold, *fcur;
17042         int i, fr = cur->curframe;
17043
17044         if (old->curframe != fr)
17045                 return false;
17046
17047         fold = old->frame[fr];
17048         fcur = cur->frame[fr];
17049         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
17050                 if (memcmp(&fold->regs[i], &fcur->regs[i],
17051                            offsetof(struct bpf_reg_state, parent)))
17052                         return false;
17053         return true;
17054 }
17055
17056 static bool is_iter_next_insn(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
17057 {
17058         return env->insn_aux_data[insn_idx].is_iter_next;
17059 }
17060
17061 /* is_state_visited() handles iter_next() (see process_iter_next_call() for
17062  * terminology) calls specially: as opposed to bounded BPF loops, it *expects*
17063  * states to match, which otherwise would look like an infinite loop. So while
17064  * iter_next() calls are taken care of, we still need to be careful and
17065  * prevent erroneous and too eager declaration of "ininite loop", when
17066  * iterators are involved.
17067  *
17068  * Here's a situation in pseudo-BPF assembly form:
17069  *
17070  *   0: again:                          ; set up iter_next() call args
17071  *   1:   r1 = &it                      ; <CHECKPOINT HERE>
17072  *   2:   call bpf_iter_num_next        ; this is iter_next() call
17073  *   3:   if r0 == 0 goto done
17074  *   4:   ... something useful here ...
17075  *   5:   goto again                    ; another iteration
17076  *   6: done:
17077  *   7:   r1 = &it
17078  *   8:   call bpf_iter_num_destroy     ; clean up iter state
17079  *   9:   exit
17080  *
17081  * This is a typical loop. Let's assume that we have a prune point at 1:,
17082  * before we get to `call bpf_iter_num_next` (e.g., because of that `goto
17083  * again`, assuming other heuristics don't get in a way).
17084  *
17085  * When we first time come to 1:, let's say we have some state X. We proceed
17086  * to 2:, fork states, enqueue ACTIVE, validate NULL case successfully, exit.
17087  * Now we come back to validate that forked ACTIVE state. We proceed through
17088  * 3-5, come to goto, jump to 1:. Let's assume our state didn't change, so we
17089  * are converging. But the problem is that we don't know that yet, as this
17090  * convergence has to happen at iter_next() call site only. So if nothing is
17091  * done, at 1: verifier will use bounded loop logic and declare infinite
17092  * looping (and would be *technically* correct, if not for iterator's
17093  * "eventual sticky NULL" contract, see process_iter_next_call()). But we
17094  * don't want that. So what we do in process_iter_next_call() when we go on
17095  * another ACTIVE iteration, we bump slot->iter.depth, to mark that it's
17096  * a different iteration. So when we suspect an infinite loop, we additionally
17097  * check if any of the *ACTIVE* iterator states depths differ. If yes, we
17098  * pretend we are not looping and wait for next iter_next() call.
17099  *
17100  * This only applies to ACTIVE state. In DRAINED state we don't expect to
17101  * loop, because that would actually mean infinite loop, as DRAINED state is
17102  * "sticky", and so we'll keep returning into the same instruction with the
17103  * same state (at least in one of possible code paths).
17104  *
17105  * This approach allows to keep infinite loop heuristic even in the face of
17106  * active iterator. E.g., C snippet below is and will be detected as
17107  * inifintely looping:
17108  *
17109  *   struct bpf_iter_num it;
17110  *   int *p, x;
17111  *
17112  *   bpf_iter_num_new(&it, 0, 10);
17113  *   while ((p = bpf_iter_num_next(&t))) {
17114  *       x = p;
17115  *       while (x--) {} // <<-- infinite loop here
17116  *   }
17117  *
17118  */
17119 static bool iter_active_depths_differ(struct bpf_verifier_state *old, struct bpf_verifier_state *cur)
17120 {
17121         struct bpf_reg_state *slot, *cur_slot;
17122         struct bpf_func_state *state;
17123         int i, fr;
17124
17125         for (fr = old->curframe; fr >= 0; fr--) {
17126                 state = old->frame[fr];
17127                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
17128                         if (state->stack[i].slot_type[0] != STACK_ITER)
17129                                 continue;
17130
17131                         slot = &state->stack[i].spilled_ptr;
17132                         if (slot->iter.state != BPF_ITER_STATE_ACTIVE)
17133                                 continue;
17134
17135                         cur_slot = &cur->frame[fr]->stack[i].spilled_ptr;
17136                         if (cur_slot->iter.depth != slot->iter.depth)
17137                                 return true;
17138                 }
17139         }
17140         return false;
17141 }
17142
17143 static int is_state_visited(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
17144 {
17145         struct bpf_verifier_state_list *new_sl;
17146         struct bpf_verifier_state_list *sl, **pprev;
17147         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state, *new, *loop_entry;
17148         int i, j, n, err, states_cnt = 0;
17149         bool force_new_state = env->test_state_freq || is_force_checkpoint(env, insn_idx);
17150         bool add_new_state = force_new_state;
17151         bool force_exact;
17152
17153         /* bpf progs typically have pruning point every 4 instructions
17154          * http://vger.kernel.org/bpfconf2019.html#session-1
17155          * Do not add new state for future pruning if the verifier hasn't seen
17156          * at least 2 jumps and at least 8 instructions.
17157          * This heuristics helps decrease 'total_states' and 'peak_states' metric.
17158          * In tests that amounts to up to 50% reduction into total verifier
17159          * memory consumption and 20% verifier time speedup.
17160          */
17161         if (env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed >= 2 &&
17162             env->insn_processed - env->prev_insn_processed >= 8)
17163                 add_new_state = true;
17164
17165         pprev = explored_state(env, insn_idx);
17166         sl = *pprev;
17167
17168         clean_live_states(env, insn_idx, cur);
17169
17170         while (sl) {
17171                 states_cnt++;
17172                 if (sl->state.insn_idx != insn_idx)
17173                         goto next;
17174
17175                 if (sl->state.branches) {
17176                         struct bpf_func_state *frame = sl->state.frame[sl->state.curframe];
17177
17178                         if (frame->in_async_callback_fn &&
17179                             frame->async_entry_cnt != cur->frame[cur->curframe]->async_entry_cnt) {
17180                                 /* Different async_entry_cnt means that the verifier is
17181                                  * processing another entry into async callback.
17182                                  * Seeing the same state is not an indication of infinite
17183                                  * loop or infinite recursion.
17184                                  * But finding the same state doesn't mean that it's safe
17185                                  * to stop processing the current state. The previous state
17186                                  * hasn't yet reached bpf_exit, since state.branches > 0.
17187                                  * Checking in_async_callback_fn alone is not enough either.
17188                                  * Since the verifier still needs to catch infinite loops
17189                                  * inside async callbacks.
17190                                  */
17191                                 goto skip_inf_loop_check;
17192                         }
17193                         /* BPF open-coded iterators loop detection is special.
17194                          * states_maybe_looping() logic is too simplistic in detecting
17195                          * states that *might* be equivalent, because it doesn't know
17196                          * about ID remapping, so don't even perform it.
17197                          * See process_iter_next_call() and iter_active_depths_differ()
17198                          * for overview of the logic. When current and one of parent
17199                          * states are detected as equivalent, it's a good thing: we prove
17200                          * convergence and can stop simulating further iterations.
17201                          * It's safe to assume that iterator loop will finish, taking into
17202                          * account iter_next() contract of eventually returning
17203                          * sticky NULL result.
17204                          *
17205                          * Note, that states have to be compared exactly in this case because
17206                          * read and precision marks might not be finalized inside the loop.
17207                          * E.g. as in the program below:
17208                          *
17209                          *     1. r7 = -16
17210                          *     2. r6 = bpf_get_prandom_u32()
17211                          *     3. while (bpf_iter_num_next(&fp[-8])) {
17212                          *     4.   if (r6 != 42) {
17213                          *     5.     r7 = -32
17214                          *     6.     r6 = bpf_get_prandom_u32()
17215                          *     7.     continue
17216                          *     8.   }
17217                          *     9.   r0 = r10
17218                          *    10.   r0 += r7
17219                          *    11.   r8 = *(u64 *)(r0 + 0)
17220                          *    12.   r6 = bpf_get_prandom_u32()
17221                          *    13. }
17222                          *
17223                          * Here verifier would first visit path 1-3, create a checkpoint at 3
17224                          * with r7=-16, continue to 4-7,3. Existing checkpoint at 3 does
17225                          * not have read or precision mark for r7 yet, thus inexact states
17226                          * comparison would discard current state with r7=-32
17227                          * => unsafe memory access at 11 would not be caught.
17228                          */
17229                         if (is_iter_next_insn(env, insn_idx)) {
17230                                 if (states_equal(env, &sl->state, cur, RANGE_WITHIN)) {
17231                                         struct bpf_func_state *cur_frame;
17232                                         struct bpf_reg_state *iter_state, *iter_reg;
17233                                         int spi;
17234
17235                                         cur_frame = cur->frame[cur->curframe];
17236                                         /* btf_check_iter_kfuncs() enforces that
17237                                          * iter state pointer is always the first arg
17238                                          */
17239                                         iter_reg = &cur_frame->regs[BPF_REG_1];
17240                                         /* current state is valid due to states_equal(),
17241                                          * so we can assume valid iter and reg state,
17242                                          * no need for extra (re-)validations
17243                                          */
17244                                         spi = __get_spi(iter_reg->off + iter_reg->var_off.value);
17245                                         iter_state = &func(env, iter_reg)->stack[spi].spilled_ptr;
17246                                         if (iter_state->iter.state == BPF_ITER_STATE_ACTIVE) {
17247                                                 update_loop_entry(cur, &sl->state);
17248                                                 goto hit;
17249                                         }
17250                                 }
17251                                 goto skip_inf_loop_check;
17252                         }
17253                         if (is_may_goto_insn_at(env, insn_idx)) {
17254                                 if (states_equal(env, &sl->state, cur, RANGE_WITHIN)) {
17255                                         update_loop_entry(cur, &sl->state);
17256                                         goto hit;
17257                                 }
17258                                 goto skip_inf_loop_check;
17259                         }
17260                         if (calls_callback(env, insn_idx)) {
17261                                 if (states_equal(env, &sl->state, cur, RANGE_WITHIN))
17262                                         goto hit;
17263                                 goto skip_inf_loop_check;
17264                         }
17265                         /* attempt to detect infinite loop to avoid unnecessary doomed work */
17266                         if (states_maybe_looping(&sl->state, cur) &&
17267                             states_equal(env, &sl->state, cur, EXACT) &&
17268                             !iter_active_depths_differ(&sl->state, cur) &&
17269                             sl->state.may_goto_depth == cur->may_goto_depth &&
17270                             sl->state.callback_unroll_depth == cur->callback_unroll_depth) {
17271                                 verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
17272                                 verbose(env, "infinite loop detected at insn %d\n", insn_idx);
17273                                 verbose(env, "cur state:");
17274                                 print_verifier_state(env, cur->frame[cur->curframe], true);
17275                                 verbose(env, "old state:");
17276                                 print_verifier_state(env, sl->state.frame[cur->curframe], true);
17277                                 return -EINVAL;
17278                         }
17279                         /* if the verifier is processing a loop, avoid adding new state
17280                          * too often, since different loop iterations have distinct
17281                          * states and may not help future pruning.
17282                          * This threshold shouldn't be too low to make sure that
17283                          * a loop with large bound will be rejected quickly.
17284                          * The most abusive loop will be:
17285                          * r1 += 1
17286                          * if r1 < 1000000 goto pc-2
17287                          * 1M insn_procssed limit / 100 == 10k peak states.
17288                          * This threshold shouldn't be too high either, since states
17289                          * at the end of the loop are likely to be useful in pruning.
17290                          */
17291 skip_inf_loop_check:
17292                         if (!force_new_state &&
17293                             env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed < 20 &&
17294                             env->insn_processed - env->prev_insn_processed < 100)
17295                                 add_new_state = false;
17296                         goto miss;
17297                 }
17298                 /* If sl->state is a part of a loop and this loop's entry is a part of
17299                  * current verification path then states have to be compared exactly.
17300                  * 'force_exact' is needed to catch the following case:
17301                  *
17302                  *                initial     Here state 'succ' was processed first,
17303                  *                  |         it was eventually tracked to produce a
17304                  *                  V         state identical to 'hdr'.
17305                  *     .---------> hdr        All branches from 'succ' had been explored
17306                  *     |            |         and thus 'succ' has its .branches == 0.
17307                  *     |            V
17308                  *     |    .------...        Suppose states 'cur' and 'succ' correspond
17309                  *     |    |       |         to the same instruction + callsites.
17310                  *     |    V       V         In such case it is necessary to check
17311                  *     |   ...     ...        if 'succ' and 'cur' are states_equal().
17312                  *     |    |       |         If 'succ' and 'cur' are a part of the
17313                  *     |    V       V         same loop exact flag has to be set.
17314                  *     |   succ <- cur        To check if that is the case, verify
17315                  *     |    |                 if loop entry of 'succ' is in current
17316                  *     |    V                 DFS path.
17317                  *     |   ...
17318                  *     |    |
17319                  *     '----'
17320                  *
17321                  * Additional details are in the comment before get_loop_entry().
17322                  */
17323                 loop_entry = get_loop_entry(&sl->state);
17324                 force_exact = loop_entry && loop_entry->branches > 0;
17325                 if (states_equal(env, &sl->state, cur, force_exact ? RANGE_WITHIN : NOT_EXACT)) {
17326                         if (force_exact)
17327                                 update_loop_entry(cur, loop_entry);
17328 hit:
17329                         sl->hit_cnt++;
17330                         /* reached equivalent register/stack state,
17331                          * prune the search.
17332                          * Registers read by the continuation are read by us.
17333                          * If we have any write marks in env->cur_state, they
17334                          * will prevent corresponding reads in the continuation
17335                          * from reaching our parent (an explored_state).  Our
17336                          * own state will get the read marks recorded, but
17337                          * they'll be immediately forgotten as we're pruning
17338                          * this state and will pop a new one.
17339                          */
17340                         err = propagate_liveness(env, &sl->state, cur);
17341
17342                         /* if previous state reached the exit with precision and
17343                          * current state is equivalent to it (except precsion marks)
17344                          * the precision needs to be propagated back in
17345                          * the current state.
17346                          */
17347                         if (is_jmp_point(env, env->insn_idx))
17348                                 err = err ? : push_jmp_history(env, cur, 0);
17349                         err = err ? : propagate_precision(env, &sl->state);
17350                         if (err)
17351                                 return err;
17352                         return 1;
17353                 }
17354 miss:
17355                 /* when new state is not going to be added do not increase miss count.
17356                  * Otherwise several loop iterations will remove the state
17357                  * recorded earlier. The goal of these heuristics is to have
17358                  * states from some iterations of the loop (some in the beginning
17359                  * and some at the end) to help pruning.
17360                  */
17361                 if (add_new_state)
17362                         sl->miss_cnt++;
17363                 /* heuristic to determine whether this state is beneficial
17364                  * to keep checking from state equivalence point of view.
17365                  * Higher numbers increase max_states_per_insn and verification time,
17366                  * but do not meaningfully decrease insn_processed.
17367                  * 'n' controls how many times state could miss before eviction.
17368                  * Use bigger 'n' for checkpoints because evicting checkpoint states
17369                  * too early would hinder iterator convergence.
17370                  */
17371                 n = is_force_checkpoint(env, insn_idx) && sl->state.branches > 0 ? 64 : 3;
17372                 if (sl->miss_cnt > sl->hit_cnt * n + n) {
17373                         /* the state is unlikely to be useful. Remove it to
17374                          * speed up verification
17375                          */
17376                         *pprev = sl->next;
17377                         if (sl->state.frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE &&
17378                             !sl->state.used_as_loop_entry) {
17379                                 u32 br = sl->state.branches;
17380
17381                                 WARN_ONCE(br,
17382                                           "BUG live_done but branches_to_explore %d\n",
17383                                           br);
17384                                 free_verifier_state(&sl->state, false);
17385                                 kfree(sl);
17386                                 env->peak_states--;
17387                         } else {
17388                                 /* cannot free this state, since parentage chain may
17389                                  * walk it later. Add it for free_list instead to
17390                                  * be freed at the end of verification
17391                                  */
17392                                 sl->next = env->free_list;
17393                                 env->free_list = sl;
17394                         }
17395                         sl = *pprev;
17396                         continue;
17397                 }
17398 next:
17399                 pprev = &sl->next;
17400                 sl = *pprev;
17401         }
17402
17403         if (env->max_states_per_insn < states_cnt)
17404                 env->max_states_per_insn = states_cnt;
17405
17406         if (!env->bpf_capable && states_cnt > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES)
17407                 return 0;
17408
17409         if (!add_new_state)
17410                 return 0;
17411
17412         /* There were no equivalent states, remember the current one.
17413          * Technically the current state is not proven to be safe yet,
17414          * but it will either reach outer most bpf_exit (which means it's safe)
17415          * or it will be rejected. When there are no loops the verifier won't be
17416          * seeing this tuple (frame[0].callsite, frame[1].callsite, .. insn_idx)
17417          * again on the way to bpf_exit.
17418          * When looping the sl->state.branches will be > 0 and this state
17419          * will not be considered for equivalence until branches == 0.
17420          */
17421         new_sl = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state_list), GFP_KERNEL);
17422         if (!new_sl)
17423                 return -ENOMEM;
17424         env->total_states++;
17425         env->peak_states++;
17426         env->prev_jmps_processed = env->jmps_processed;
17427         env->prev_insn_processed = env->insn_processed;
17428
17429         /* forget precise markings we inherited, see __mark_chain_precision */
17430         if (env->bpf_capable)
17431                 mark_all_scalars_imprecise(env, cur);
17432
17433         /* add new state to the head of linked list */
17434         new = &new_sl->state;
17435         err = copy_verifier_state(new, cur);
17436         if (err) {
17437                 free_verifier_state(new, false);
17438                 kfree(new_sl);
17439                 return err;
17440         }
17441         new->insn_idx = insn_idx;
17442         WARN_ONCE(new->branches != 1,
17443                   "BUG is_state_visited:branches_to_explore=%d insn %d\n", new->branches, insn_idx);
17444
17445         cur->parent = new;
17446         cur->first_insn_idx = insn_idx;
17447         cur->dfs_depth = new->dfs_depth + 1;
17448         clear_jmp_history(cur);
17449         new_sl->next = *explored_state(env, insn_idx);
17450         *explored_state(env, insn_idx) = new_sl;
17451         /* connect new state to parentage chain. Current frame needs all
17452          * registers connected. Only r6 - r9 of the callers are alive (pushed
17453          * to the stack implicitly by JITs) so in callers' frames connect just
17454          * r6 - r9 as an optimization. Callers will have r1 - r5 connected to
17455          * the state of the call instruction (with WRITTEN set), and r0 comes
17456          * from callee with its full parentage chain, anyway.
17457          */
17458         /* clear write marks in current state: the writes we did are not writes
17459          * our child did, so they don't screen off its reads from us.
17460          * (There are no read marks in current state, because reads always mark
17461          * their parent and current state never has children yet.  Only
17462          * explored_states can get read marks.)
17463          */
17464         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
17465                 for (i = j < cur->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++)
17466                         cur->frame[j]->regs[i].parent = &new->frame[j]->regs[i];
17467                 for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++)
17468                         cur->frame[j]->regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
17469         }
17470
17471         /* all stack frames are accessible from callee, clear them all */
17472         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
17473                 struct bpf_func_state *frame = cur->frame[j];
17474                 struct bpf_func_state *newframe = new->frame[j];
17475
17476                 for (i = 0; i < frame->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
17477                         frame->stack[i].spilled_ptr.live = REG_LIVE_NONE;
17478                         frame->stack[i].spilled_ptr.parent =
17479                                                 &newframe->stack[i].spilled_ptr;
17480                 }
17481         }
17482         return 0;
17483 }
17484
17485 /* Return true if it's OK to have the same insn return a different type. */
17486 static bool reg_type_mismatch_ok(enum bpf_reg_type type)
17487 {
17488         switch (base_type(type)) {
17489         case PTR_TO_CTX:
17490         case PTR_TO_SOCKET:
17491         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
17492         case PTR_TO_TCP_SOCK:
17493         case PTR_TO_XDP_SOCK:
17494         case PTR_TO_BTF_ID:
17495         case PTR_TO_ARENA:
17496                 return false;
17497         default:
17498                 return true;
17499         }
17500 }
17501
17502 /* If an instruction was previously used with particular pointer types, then we
17503  * need to be careful to avoid cases such as the below, where it may be ok
17504  * for one branch accessing the pointer, but not ok for the other branch:
17505  *
17506  * R1 = sock_ptr
17507  * goto X;
17508  * ...
17509  * R1 = some_other_valid_ptr;
17510  * goto X;
17511  * ...
17512  * R2 = *(u32 *)(R1 + 0);
17513  */
17514 static bool reg_type_mismatch(enum bpf_reg_type src, enum bpf_reg_type prev)
17515 {
17516         return src != prev && (!reg_type_mismatch_ok(src) ||
17517                                !reg_type_mismatch_ok(prev));
17518 }
17519
17520 static int save_aux_ptr_type(struct bpf_verifier_env *env, enum bpf_reg_type type,
17521                              bool allow_trust_missmatch)
17522 {
17523         enum bpf_reg_type *prev_type = &env->insn_aux_data[env->insn_idx].ptr_type;
17524
17525         if (*prev_type == NOT_INIT) {
17526                 /* Saw a valid insn
17527                  * dst_reg = *(u32 *)(src_reg + off)
17528                  * save type to validate intersecting paths
17529                  */
17530                 *prev_type = type;
17531         } else if (reg_type_mismatch(type, *prev_type)) {
17532                 /* Abuser program is trying to use the same insn
17533                  * dst_reg = *(u32*) (src_reg + off)
17534                  * with different pointer types:
17535                  * src_reg == ctx in one branch and
17536                  * src_reg == stack|map in some other branch.
17537                  * Reject it.
17538                  */
17539                 if (allow_trust_missmatch &&
17540                     base_type(type) == PTR_TO_BTF_ID &&
17541                     base_type(*prev_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
17542                         /*
17543                          * Have to support a use case when one path through
17544                          * the program yields TRUSTED pointer while another
17545                          * is UNTRUSTED. Fallback to UNTRUSTED to generate
17546                          * BPF_PROBE_MEM/BPF_PROBE_MEMSX.
17547                          */
17548                         *prev_type = PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED;
17549                 } else {
17550                         verbose(env, "same insn cannot be used with different pointers\n");
17551                         return -EINVAL;
17552                 }
17553         }
17554
17555         return 0;
17556 }
17557
17558 static int do_check(struct bpf_verifier_env *env)
17559 {
17560         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
17561         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
17562         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
17563         struct bpf_reg_state *regs;
17564         int insn_cnt = env->prog->len;
17565         bool do_print_state = false;
17566         int prev_insn_idx = -1;
17567
17568         for (;;) {
17569                 bool exception_exit = false;
17570                 struct bpf_insn *insn;
17571                 u8 class;
17572                 int err;
17573
17574                 /* reset current history entry on each new instruction */
17575                 env->cur_hist_ent = NULL;
17576
17577                 env->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
17578                 if (env->insn_idx >= insn_cnt) {
17579                         verbose(env, "invalid insn idx %d insn_cnt %d\n",
17580                                 env->insn_idx, insn_cnt);
17581                         return -EFAULT;
17582                 }
17583
17584                 insn = &insns[env->insn_idx];
17585                 class = BPF_CLASS(insn->code);
17586
17587                 if (++env->insn_processed > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS) {
17588                         verbose(env,
17589                                 "BPF program is too large. Processed %d insn\n",
17590                                 env->insn_processed);
17591                         return -E2BIG;
17592                 }
17593
17594                 state->last_insn_idx = env->prev_insn_idx;
17595
17596                 if (is_prune_point(env, env->insn_idx)) {
17597                         err = is_state_visited(env, env->insn_idx);
17598                         if (err < 0)
17599                                 return err;
17600                         if (err == 1) {
17601                                 /* found equivalent state, can prune the search */
17602                                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
17603                                         if (do_print_state)
17604                                                 verbose(env, "\nfrom %d to %d%s: safe\n",
17605                                                         env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
17606                                                         env->cur_state->speculative ?
17607                                                         " (speculative execution)" : "");
17608                                         else
17609                                                 verbose(env, "%d: safe\n", env->insn_idx);
17610                                 }
17611                                 goto process_bpf_exit;
17612                         }
17613                 }
17614
17615                 if (is_jmp_point(env, env->insn_idx)) {
17616                         err = push_jmp_history(env, state, 0);
17617                         if (err)
17618                                 return err;
17619                 }
17620
17621                 if (signal_pending(current))
17622                         return -EAGAIN;
17623
17624                 if (need_resched())
17625                         cond_resched();
17626
17627                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2 && do_print_state) {
17628                         verbose(env, "\nfrom %d to %d%s:",
17629                                 env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
17630                                 env->cur_state->speculative ?
17631                                 " (speculative execution)" : "");
17632                         print_verifier_state(env, state->frame[state->curframe], true);
17633                         do_print_state = false;
17634                 }
17635
17636                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
17637                         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
17638                                 .cb_call        = disasm_kfunc_name,
17639                                 .cb_print       = verbose,
17640                                 .private_data   = env,
17641                         };
17642
17643                         if (verifier_state_scratched(env))
17644                                 print_insn_state(env, state->frame[state->curframe]);
17645
17646                         verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
17647                         env->prev_log_pos = env->log.end_pos;
17648                         verbose(env, "%d: ", env->insn_idx);
17649                         print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
17650                         env->prev_insn_print_pos = env->log.end_pos - env->prev_log_pos;
17651                         env->prev_log_pos = env->log.end_pos;
17652                 }
17653
17654                 if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
17655                         err = bpf_prog_offload_verify_insn(env, env->insn_idx,
17656                                                            env->prev_insn_idx);
17657                         if (err)
17658                                 return err;
17659                 }
17660
17661                 regs = cur_regs(env);
17662                 sanitize_mark_insn_seen(env);
17663                 prev_insn_idx = env->insn_idx;
17664
17665                 if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
17666                         err = check_alu_op(env, insn);
17667                         if (err)
17668                                 return err;
17669
17670                 } else if (class == BPF_LDX) {
17671                         enum bpf_reg_type src_reg_type;
17672
17673                         /* check for reserved fields is already done */
17674
17675                         /* check src operand */
17676                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
17677                         if (err)
17678                                 return err;
17679
17680                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
17681                         if (err)
17682                                 return err;
17683
17684                         src_reg_type = regs[insn->src_reg].type;
17685
17686                         /* check that memory (src_reg + off) is readable,
17687                          * the state of dst_reg will be updated by this func
17688                          */
17689                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->src_reg,
17690                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
17691                                                BPF_READ, insn->dst_reg, false,
17692                                                BPF_MODE(insn->code) == BPF_MEMSX);
17693                         err = err ?: save_aux_ptr_type(env, src_reg_type, true);
17694                         err = err ?: reg_bounds_sanity_check(env, &regs[insn->dst_reg], "ldx");
17695                         if (err)
17696                                 return err;
17697                 } else if (class == BPF_STX) {
17698                         enum bpf_reg_type dst_reg_type;
17699
17700                         if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC) {
17701                                 err = check_atomic(env, env->insn_idx, insn);
17702                                 if (err)
17703                                         return err;
17704                                 env->insn_idx++;
17705                                 continue;
17706                         }
17707
17708                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM || insn->imm != 0) {
17709                                 verbose(env, "BPF_STX uses reserved fields\n");
17710                                 return -EINVAL;
17711                         }
17712
17713                         /* check src1 operand */
17714                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
17715                         if (err)
17716                                 return err;
17717                         /* check src2 operand */
17718                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
17719                         if (err)
17720                                 return err;
17721
17722                         dst_reg_type = regs[insn->dst_reg].type;
17723
17724                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
17725                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
17726                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
17727                                                BPF_WRITE, insn->src_reg, false, false);
17728                         if (err)
17729                                 return err;
17730
17731                         err = save_aux_ptr_type(env, dst_reg_type, false);
17732                         if (err)
17733                                 return err;
17734                 } else if (class == BPF_ST) {
17735                         enum bpf_reg_type dst_reg_type;
17736
17737                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM ||
17738                             insn->src_reg != BPF_REG_0) {
17739                                 verbose(env, "BPF_ST uses reserved fields\n");
17740                                 return -EINVAL;
17741                         }
17742                         /* check src operand */
17743                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
17744                         if (err)
17745                                 return err;
17746
17747                         dst_reg_type = regs[insn->dst_reg].type;
17748
17749                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
17750                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
17751                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
17752                                                BPF_WRITE, -1, false, false);
17753                         if (err)
17754                                 return err;
17755
17756                         err = save_aux_ptr_type(env, dst_reg_type, false);
17757                         if (err)
17758                                 return err;
17759                 } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
17760                         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
17761
17762                         env->jmps_processed++;
17763                         if (opcode == BPF_CALL) {
17764                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
17765                                     (insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL
17766                                      && insn->off != 0) ||
17767                                     (insn->src_reg != BPF_REG_0 &&
17768                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL &&
17769                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) ||
17770                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
17771                                     class == BPF_JMP32) {
17772                                         verbose(env, "BPF_CALL uses reserved fields\n");
17773                                         return -EINVAL;
17774                                 }
17775
17776                                 if (env->cur_state->active_lock.ptr) {
17777                                         if ((insn->src_reg == BPF_REG_0 && insn->imm != BPF_FUNC_spin_unlock) ||
17778                                             (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL &&
17779                                              (insn->off != 0 || !is_bpf_graph_api_kfunc(insn->imm)))) {
17780                                                 verbose(env, "function calls are not allowed while holding a lock\n");
17781                                                 return -EINVAL;
17782                                         }
17783                                 }
17784                                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL) {
17785                                         err = check_func_call(env, insn, &env->insn_idx);
17786                                 } else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) {
17787                                         err = check_kfunc_call(env, insn, &env->insn_idx);
17788                                         if (!err && is_bpf_throw_kfunc(insn)) {
17789                                                 exception_exit = true;
17790                                                 goto process_bpf_exit_full;
17791                                         }
17792                                 } else {
17793                                         err = check_helper_call(env, insn, &env->insn_idx);
17794                                 }
17795                                 if (err)
17796                                         return err;
17797
17798                                 mark_reg_scratched(env, BPF_REG_0);
17799                         } else if (opcode == BPF_JA) {
17800                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
17801                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
17802                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
17803                                     (class == BPF_JMP && insn->imm != 0) ||
17804                                     (class == BPF_JMP32 && insn->off != 0)) {
17805                                         verbose(env, "BPF_JA uses reserved fields\n");
17806                                         return -EINVAL;
17807                                 }
17808
17809                                 if (class == BPF_JMP)
17810                                         env->insn_idx += insn->off + 1;
17811                                 else
17812                                         env->insn_idx += insn->imm + 1;
17813                                 continue;
17814
17815                         } else if (opcode == BPF_EXIT) {
17816                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
17817                                     insn->imm != 0 ||
17818                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
17819                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
17820                                     class == BPF_JMP32) {
17821                                         verbose(env, "BPF_EXIT uses reserved fields\n");
17822                                         return -EINVAL;
17823                                 }
17824 process_bpf_exit_full:
17825                                 if (env->cur_state->active_lock.ptr && !env->cur_state->curframe) {
17826                                         verbose(env, "bpf_spin_unlock is missing\n");
17827                                         return -EINVAL;
17828                                 }
17829
17830                                 if (env->cur_state->active_rcu_lock && !env->cur_state->curframe) {
17831                                         verbose(env, "bpf_rcu_read_unlock is missing\n");
17832                                         return -EINVAL;
17833                                 }
17834
17835                                 /* We must do check_reference_leak here before
17836                                  * prepare_func_exit to handle the case when
17837                                  * state->curframe > 0, it may be a callback
17838                                  * function, for which reference_state must
17839                                  * match caller reference state when it exits.
17840                                  */
17841                                 err = check_reference_leak(env, exception_exit);
17842                                 if (err)
17843                                         return err;
17844
17845                                 /* The side effect of the prepare_func_exit
17846                                  * which is being skipped is that it frees
17847                                  * bpf_func_state. Typically, process_bpf_exit
17848                                  * will only be hit with outermost exit.
17849                                  * copy_verifier_state in pop_stack will handle
17850                                  * freeing of any extra bpf_func_state left over
17851                                  * from not processing all nested function
17852                                  * exits. We also skip return code checks as
17853                                  * they are not needed for exceptional exits.
17854                                  */
17855                                 if (exception_exit)
17856                                         goto process_bpf_exit;
17857
17858                                 if (state->curframe) {
17859                                         /* exit from nested function */
17860                                         err = prepare_func_exit(env, &env->insn_idx);
17861                                         if (err)
17862                                                 return err;
17863                                         do_print_state = true;
17864                                         continue;
17865                                 }
17866
17867                                 err = check_return_code(env, BPF_REG_0, "R0");
17868                                 if (err)
17869                                         return err;
17870 process_bpf_exit:
17871                                 mark_verifier_state_scratched(env);
17872                                 update_branch_counts(env, env->cur_state);
17873                                 err = pop_stack(env, &prev_insn_idx,
17874                                                 &env->insn_idx, pop_log);
17875                                 if (err < 0) {
17876                                         if (err != -ENOENT)
17877                                                 return err;
17878                                         break;
17879                                 } else {
17880                                         do_print_state = true;
17881                                         continue;
17882                                 }
17883                         } else {
17884                                 err = check_cond_jmp_op(env, insn, &env->insn_idx);
17885                                 if (err)
17886                                         return err;
17887                         }
17888                 } else if (class == BPF_LD) {
17889                         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
17890
17891                         if (mode == BPF_ABS || mode == BPF_IND) {
17892                                 err = check_ld_abs(env, insn);
17893                                 if (err)
17894                                         return err;
17895
17896                         } else if (mode == BPF_IMM) {
17897                                 err = check_ld_imm(env, insn);
17898                                 if (err)
17899                                         return err;
17900
17901                                 env->insn_idx++;
17902                                 sanitize_mark_insn_seen(env);
17903                         } else {
17904                                 verbose(env, "invalid BPF_LD mode\n");
17905                                 return -EINVAL;
17906                         }
17907                 } else {
17908                         verbose(env, "unknown insn class %d\n", class);
17909                         return -EINVAL;
17910                 }
17911
17912                 env->insn_idx++;
17913         }
17914
17915         return 0;
17916 }
17917
17918 static int find_btf_percpu_datasec(struct btf *btf)
17919 {
17920         const struct btf_type *t;
17921         const char *tname;
17922         int i, n;
17923
17924         /*
17925          * Both vmlinux and module each have their own ".data..percpu"
17926          * DATASECs in BTF. So for module's case, we need to skip vmlinux BTF
17927          * types to look at only module's own BTF types.
17928          */
17929         n = btf_nr_types(btf);
17930         if (btf_is_module(btf))
17931                 i = btf_nr_types(btf_vmlinux);
17932         else
17933                 i = 1;
17934
17935         for(; i < n; i++) {
17936                 t = btf_type_by_id(btf, i);
17937                 if (BTF_INFO_KIND(t->info) != BTF_KIND_DATASEC)
17938                         continue;
17939
17940                 tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
17941                 if (!strcmp(tname, ".data..percpu"))
17942                         return i;
17943         }
17944
17945         return -ENOENT;
17946 }
17947
17948 /* replace pseudo btf_id with kernel symbol address */
17949 static int check_pseudo_btf_id(struct bpf_verifier_env *env,
17950                                struct bpf_insn *insn,
17951                                struct bpf_insn_aux_data *aux)
17952 {
17953         const struct btf_var_secinfo *vsi;
17954         const struct btf_type *datasec;
17955         struct btf_mod_pair *btf_mod;
17956         const struct btf_type *t;
17957         const char *sym_name;
17958         bool percpu = false;
17959         u32 type, id = insn->imm;
17960         struct btf *btf;
17961         s32 datasec_id;
17962         u64 addr;
17963         int i, btf_fd, err;
17964
17965         btf_fd = insn[1].imm;
17966         if (btf_fd) {
17967                 btf = btf_get_by_fd(btf_fd);
17968                 if (IS_ERR(btf)) {
17969                         verbose(env, "invalid module BTF object FD specified.\n");
17970                         return -EINVAL;
17971                 }
17972         } else {
17973                 if (!btf_vmlinux) {
17974                         verbose(env, "kernel is missing BTF, make sure CONFIG_DEBUG_INFO_BTF=y is specified in Kconfig.\n");
17975                         return -EINVAL;
17976                 }
17977                 btf = btf_vmlinux;
17978                 btf_get(btf);
17979         }
17980
17981         t = btf_type_by_id(btf, id);
17982         if (!t) {
17983                 verbose(env, "ldimm64 insn specifies invalid btf_id %d.\n", id);
17984                 err = -ENOENT;
17985                 goto err_put;
17986         }
17987
17988         if (!btf_type_is_var(t) && !btf_type_is_func(t)) {
17989                 verbose(env, "pseudo btf_id %d in ldimm64 isn't KIND_VAR or KIND_FUNC\n", id);
17990                 err = -EINVAL;
17991                 goto err_put;
17992         }
17993
17994         sym_name = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
17995         addr = kallsyms_lookup_name(sym_name);
17996         if (!addr) {
17997                 verbose(env, "ldimm64 failed to find the address for kernel symbol '%s'.\n",
17998                         sym_name);
17999                 err = -ENOENT;
18000                 goto err_put;
18001         }
18002         insn[0].imm = (u32)addr;
18003         insn[1].imm = addr >> 32;
18004
18005         if (btf_type_is_func(t)) {
18006                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY;
18007                 aux->btf_var.mem_size = 0;
18008                 goto check_btf;
18009         }
18010
18011         datasec_id = find_btf_percpu_datasec(btf);
18012         if (datasec_id > 0) {
18013                 datasec = btf_type_by_id(btf, datasec_id);
18014                 for_each_vsi(i, datasec, vsi) {
18015                         if (vsi->type == id) {
18016                                 percpu = true;
18017                                 break;
18018                         }
18019                 }
18020         }
18021
18022         type = t->type;
18023         t = btf_type_skip_modifiers(btf, type, NULL);
18024         if (percpu) {
18025                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU;
18026                 aux->btf_var.btf = btf;
18027                 aux->btf_var.btf_id = type;
18028         } else if (!btf_type_is_struct(t)) {
18029                 const struct btf_type *ret;
18030                 const char *tname;
18031                 u32 tsize;
18032
18033                 /* resolve the type size of ksym. */
18034                 ret = btf_resolve_size(btf, t, &tsize);
18035                 if (IS_ERR(ret)) {
18036                         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
18037                         verbose(env, "ldimm64 unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
18038                                 tname, PTR_ERR(ret));
18039                         err = -EINVAL;
18040                         goto err_put;
18041                 }
18042                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY;
18043                 aux->btf_var.mem_size = tsize;
18044         } else {
18045                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_BTF_ID;
18046                 aux->btf_var.btf = btf;
18047                 aux->btf_var.btf_id = type;
18048         }
18049 check_btf:
18050         /* check whether we recorded this BTF (and maybe module) already */
18051         for (i = 0; i < env->used_btf_cnt; i++) {
18052                 if (env->used_btfs[i].btf == btf) {
18053                         btf_put(btf);
18054                         return 0;
18055                 }
18056         }
18057
18058         if (env->used_btf_cnt >= MAX_USED_BTFS) {
18059                 err = -E2BIG;
18060                 goto err_put;
18061         }
18062
18063         btf_mod = &env->used_btfs[env->used_btf_cnt];
18064         btf_mod->btf = btf;
18065         btf_mod->module = NULL;
18066
18067         /* if we reference variables from kernel module, bump its refcount */
18068         if (btf_is_module(btf)) {
18069                 btf_mod->module = btf_try_get_module(btf);
18070                 if (!btf_mod->module) {
18071                         err = -ENXIO;
18072                         goto err_put;
18073                 }
18074         }
18075
18076         env->used_btf_cnt++;
18077
18078         return 0;
18079 err_put:
18080         btf_put(btf);
18081         return err;
18082 }
18083
18084 static bool is_tracing_prog_type(enum bpf_prog_type type)
18085 {
18086         switch (type) {
18087         case BPF_PROG_TYPE_KPROBE:
18088         case BPF_PROG_TYPE_TRACEPOINT:
18089         case BPF_PROG_TYPE_PERF_EVENT:
18090         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
18091         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT_WRITABLE:
18092                 return true;
18093         default:
18094                 return false;
18095         }
18096 }
18097
18098 static int check_map_prog_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
18099                                         struct bpf_map *map,
18100                                         struct bpf_prog *prog)
18101
18102 {
18103         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(prog);
18104
18105         if (btf_record_has_field(map->record, BPF_LIST_HEAD) ||
18106             btf_record_has_field(map->record, BPF_RB_ROOT)) {
18107                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
18108                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_{list_head,rb_root} yet\n");
18109                         return -EINVAL;
18110                 }
18111         }
18112
18113         if (btf_record_has_field(map->record, BPF_SPIN_LOCK)) {
18114                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER) {
18115                         verbose(env, "socket filter progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
18116                         return -EINVAL;
18117                 }
18118
18119                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
18120                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
18121                         return -EINVAL;
18122                 }
18123         }
18124
18125         if (btf_record_has_field(map->record, BPF_TIMER)) {
18126                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
18127                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_timer yet\n");
18128                         return -EINVAL;
18129                 }
18130         }
18131
18132         if ((bpf_prog_is_offloaded(prog->aux) || bpf_map_is_offloaded(map)) &&
18133             !bpf_offload_prog_map_match(prog, map)) {
18134                 verbose(env, "offload device mismatch between prog and map\n");
18135                 return -EINVAL;
18136         }
18137
18138         if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_STRUCT_OPS) {
18139                 verbose(env, "bpf_struct_ops map cannot be used in prog\n");
18140                 return -EINVAL;
18141         }
18142
18143         if (prog->sleepable)
18144                 switch (map->map_type) {
18145                 case BPF_MAP_TYPE_HASH:
18146                 case BPF_MAP_TYPE_LRU_HASH:
18147                 case BPF_MAP_TYPE_ARRAY:
18148                 case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH:
18149                 case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY:
18150                 case BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH:
18151                 case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
18152                 case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
18153                 case BPF_MAP_TYPE_RINGBUF:
18154                 case BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF:
18155                 case BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE:
18156                 case BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE:
18157                 case BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE:
18158                 case BPF_MAP_TYPE_CGRP_STORAGE:
18159                 case BPF_MAP_TYPE_QUEUE:
18160                 case BPF_MAP_TYPE_STACK:
18161                 case BPF_MAP_TYPE_ARENA:
18162                         break;
18163                 default:
18164                         verbose(env,
18165                                 "Sleepable programs can only use array, hash, ringbuf and local storage maps\n");
18166                         return -EINVAL;
18167                 }
18168
18169         return 0;
18170 }
18171
18172 static bool bpf_map_is_cgroup_storage(struct bpf_map *map)
18173 {
18174         return (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE ||
18175                 map->map_type == BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE);
18176 }
18177
18178 /* find and rewrite pseudo imm in ld_imm64 instructions:
18179  *
18180  * 1. if it accesses map FD, replace it with actual map pointer.
18181  * 2. if it accesses btf_id of a VAR, replace it with pointer to the var.
18182  *
18183  * NOTE: btf_vmlinux is required for converting pseudo btf_id.
18184  */
18185 static int resolve_pseudo_ldimm64(struct bpf_verifier_env *env)
18186 {
18187         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
18188         int insn_cnt = env->prog->len;
18189         int i, j, err;
18190
18191         err = bpf_prog_calc_tag(env->prog);
18192         if (err)
18193                 return err;
18194
18195         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
18196                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
18197                     ((BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM && BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEMSX) ||
18198                     insn->imm != 0)) {
18199                         verbose(env, "BPF_LDX uses reserved fields\n");
18200                         return -EINVAL;
18201                 }
18202
18203                 if (insn[0].code == (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW)) {
18204                         struct bpf_insn_aux_data *aux;
18205                         struct bpf_map *map;
18206                         struct fd f;
18207                         u64 addr;
18208                         u32 fd;
18209
18210                         if (i == insn_cnt - 1 || insn[1].code != 0 ||
18211                             insn[1].dst_reg != 0 || insn[1].src_reg != 0 ||
18212                             insn[1].off != 0) {
18213                                 verbose(env, "invalid bpf_ld_imm64 insn\n");
18214                                 return -EINVAL;
18215                         }
18216
18217                         if (insn[0].src_reg == 0)
18218                                 /* valid generic load 64-bit imm */
18219                                 goto next_insn;
18220
18221                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
18222                                 aux = &env->insn_aux_data[i];
18223                                 err = check_pseudo_btf_id(env, insn, aux);
18224                                 if (err)
18225                                         return err;
18226                                 goto next_insn;
18227                         }
18228
18229                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC) {
18230                                 aux = &env->insn_aux_data[i];
18231                                 aux->ptr_type = PTR_TO_FUNC;
18232                                 goto next_insn;
18233                         }
18234
18235                         /* In final convert_pseudo_ld_imm64() step, this is
18236                          * converted into regular 64-bit imm load insn.
18237                          */
18238                         switch (insn[0].src_reg) {
18239                         case BPF_PSEUDO_MAP_VALUE:
18240                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE:
18241                                 break;
18242                         case BPF_PSEUDO_MAP_FD:
18243                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX:
18244                                 if (insn[1].imm == 0)
18245                                         break;
18246                                 fallthrough;
18247                         default:
18248                                 verbose(env, "unrecognized bpf_ld_imm64 insn\n");
18249                                 return -EINVAL;
18250                         }
18251
18252                         switch (insn[0].src_reg) {
18253                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE:
18254                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX:
18255                                 if (bpfptr_is_null(env->fd_array)) {
18256                                         verbose(env, "fd_idx without fd_array is invalid\n");
18257                                         return -EPROTO;
18258                                 }
18259                                 if (copy_from_bpfptr_offset(&fd, env->fd_array,
18260                                                             insn[0].imm * sizeof(fd),
18261                                                             sizeof(fd)))
18262                                         return -EFAULT;
18263                                 break;
18264                         default:
18265                                 fd = insn[0].imm;
18266                                 break;
18267                         }
18268
18269                         f = fdget(fd);
18270                         map = __bpf_map_get(f);
18271                         if (IS_ERR(map)) {
18272                                 verbose(env, "fd %d is not pointing to valid bpf_map\n",
18273                                         insn[0].imm);
18274                                 return PTR_ERR(map);
18275                         }
18276
18277                         err = check_map_prog_compatibility(env, map, env->prog);
18278                         if (err) {
18279                                 fdput(f);
18280                                 return err;
18281                         }
18282
18283                         aux = &env->insn_aux_data[i];
18284                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD ||
18285                             insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX) {
18286                                 addr = (unsigned long)map;
18287                         } else {
18288                                 u32 off = insn[1].imm;
18289
18290                                 if (off >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
18291                                         verbose(env, "direct value offset of %u is not allowed\n", off);
18292                                         fdput(f);
18293                                         return -EINVAL;
18294                                 }
18295
18296                                 if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
18297                                         verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
18298                                         fdput(f);
18299                                         return -EINVAL;
18300                                 }
18301
18302                                 err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
18303                                 if (err) {
18304                                         verbose(env, "invalid access to map value pointer, value_size=%u off=%u\n",
18305                                                 map->value_size, off);
18306                                         fdput(f);
18307                                         return err;
18308                                 }
18309
18310                                 aux->map_off = off;
18311                                 addr += off;
18312                         }
18313
18314                         insn[0].imm = (u32)addr;
18315                         insn[1].imm = addr >> 32;
18316
18317                         /* check whether we recorded this map already */
18318                         for (j = 0; j < env->used_map_cnt; j++) {
18319                                 if (env->used_maps[j] == map) {
18320                                         aux->map_index = j;
18321                                         fdput(f);
18322                                         goto next_insn;
18323                                 }
18324                         }
18325
18326                         if (env->used_map_cnt >= MAX_USED_MAPS) {
18327                                 fdput(f);
18328                                 return -E2BIG;
18329                         }
18330
18331                         if (env->prog->sleepable)
18332                                 atomic64_inc(&map->sleepable_refcnt);
18333                         /* hold the map. If the program is rejected by verifier,
18334                          * the map will be released by release_maps() or it
18335                          * will be used by the valid program until it's unloaded
18336                          * and all maps are released in bpf_free_used_maps()
18337                          */
18338                         bpf_map_inc(map);
18339
18340                         aux->map_index = env->used_map_cnt;
18341                         env->used_maps[env->used_map_cnt++] = map;
18342
18343                         if (bpf_map_is_cgroup_storage(map) &&
18344                             bpf_cgroup_storage_assign(env->prog->aux, map)) {
18345                                 verbose(env, "only one cgroup storage of each type is allowed\n");
18346                                 fdput(f);
18347                                 return -EBUSY;
18348                         }
18349                         if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_ARENA) {
18350                                 if (env->prog->aux->arena) {
18351                                         verbose(env, "Only one arena per program\n");
18352                                         fdput(f);
18353                                         return -EBUSY;
18354                                 }
18355                                 if (!env->allow_ptr_leaks || !env->bpf_capable) {
18356                                         verbose(env, "CAP_BPF and CAP_PERFMON are required to use arena\n");
18357                                         fdput(f);
18358                                         return -EPERM;
18359                                 }
18360                                 if (!env->prog->jit_requested) {
18361                                         verbose(env, "JIT is required to use arena\n");
18362                                         return -EOPNOTSUPP;
18363                                 }
18364                                 if (!bpf_jit_supports_arena()) {
18365                                         verbose(env, "JIT doesn't support arena\n");
18366                                         return -EOPNOTSUPP;
18367                                 }
18368                                 env->prog->aux->arena = (void *)map;
18369                                 if (!bpf_arena_get_user_vm_start(env->prog->aux->arena)) {
18370                                         verbose(env, "arena's user address must be set via map_extra or mmap()\n");
18371                                         return -EINVAL;
18372                                 }
18373                         }
18374
18375                         fdput(f);
18376 next_insn:
18377                         insn++;
18378                         i++;
18379                         continue;
18380                 }
18381
18382                 /* Basic sanity check before we invest more work here. */
18383                 if (!bpf_opcode_in_insntable(insn->code)) {
18384                         verbose(env, "unknown opcode %02x\n", insn->code);
18385                         return -EINVAL;
18386                 }
18387         }
18388
18389         /* now all pseudo BPF_LD_IMM64 instructions load valid
18390          * 'struct bpf_map *' into a register instead of user map_fd.
18391          * These pointers will be used later by verifier to validate map access.
18392          */
18393         return 0;
18394 }
18395
18396 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
18397 static void release_maps(struct bpf_verifier_env *env)
18398 {
18399         __bpf_free_used_maps(env->prog->aux, env->used_maps,
18400                              env->used_map_cnt);
18401 }
18402
18403 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
18404 static void release_btfs(struct bpf_verifier_env *env)
18405 {
18406         __bpf_free_used_btfs(env->prog->aux, env->used_btfs,
18407                              env->used_btf_cnt);
18408 }
18409
18410 /* convert pseudo BPF_LD_IMM64 into generic BPF_LD_IMM64 */
18411 static void convert_pseudo_ld_imm64(struct bpf_verifier_env *env)
18412 {
18413         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
18414         int insn_cnt = env->prog->len;
18415         int i;
18416
18417         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
18418                 if (insn->code != (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW))
18419                         continue;
18420                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC)
18421                         continue;
18422                 insn->src_reg = 0;
18423         }
18424 }
18425
18426 /* single env->prog->insni[off] instruction was replaced with the range
18427  * insni[off, off + cnt).  Adjust corresponding insn_aux_data by copying
18428  * [0, off) and [off, end) to new locations, so the patched range stays zero
18429  */
18430 static void adjust_insn_aux_data(struct bpf_verifier_env *env,
18431                                  struct bpf_insn_aux_data *new_data,
18432                                  struct bpf_prog *new_prog, u32 off, u32 cnt)
18433 {
18434         struct bpf_insn_aux_data *old_data = env->insn_aux_data;
18435         struct bpf_insn *insn = new_prog->insnsi;
18436         u32 old_seen = old_data[off].seen;
18437         u32 prog_len;
18438         int i;
18439
18440         /* aux info at OFF always needs adjustment, no matter fast path
18441          * (cnt == 1) is taken or not. There is no guarantee INSN at OFF is the
18442          * original insn at old prog.
18443          */
18444         old_data[off].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + off + cnt - 1);
18445
18446         if (cnt == 1)
18447                 return;
18448         prog_len = new_prog->len;
18449
18450         memcpy(new_data, old_data, sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * off);
18451         memcpy(new_data + off + cnt - 1, old_data + off,
18452                sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * (prog_len - off - cnt + 1));
18453         for (i = off; i < off + cnt - 1; i++) {
18454                 /* Expand insni[off]'s seen count to the patched range. */
18455                 new_data[i].seen = old_seen;
18456                 new_data[i].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + i);
18457         }
18458         env->insn_aux_data = new_data;
18459         vfree(old_data);
18460 }
18461
18462 static void adjust_subprog_starts(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 len)
18463 {
18464         int i;
18465
18466         if (len == 1)
18467                 return;
18468         /* NOTE: fake 'exit' subprog should be updated as well. */
18469         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++) {
18470                 if (env->subprog_info[i].start <= off)
18471                         continue;
18472                 env->subprog_info[i].start += len - 1;
18473         }
18474 }
18475
18476 static void adjust_poke_descs(struct bpf_prog *prog, u32 off, u32 len)
18477 {
18478         struct bpf_jit_poke_descriptor *tab = prog->aux->poke_tab;
18479         int i, sz = prog->aux->size_poke_tab;
18480         struct bpf_jit_poke_descriptor *desc;
18481
18482         for (i = 0; i < sz; i++) {
18483                 desc = &tab[i];
18484                 if (desc->insn_idx <= off)
18485                         continue;
18486                 desc->insn_idx += len - 1;
18487         }
18488 }
18489
18490 static struct bpf_prog *bpf_patch_insn_data(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
18491                                             const struct bpf_insn *patch, u32 len)
18492 {
18493         struct bpf_prog *new_prog;
18494         struct bpf_insn_aux_data *new_data = NULL;
18495
18496         if (len > 1) {
18497                 new_data = vzalloc(array_size(env->prog->len + len - 1,
18498                                               sizeof(struct bpf_insn_aux_data)));
18499                 if (!new_data)
18500                         return NULL;
18501         }
18502
18503         new_prog = bpf_patch_insn_single(env->prog, off, patch, len);
18504         if (IS_ERR(new_prog)) {
18505                 if (PTR_ERR(new_prog) == -ERANGE)
18506                         verbose(env,
18507                                 "insn %d cannot be patched due to 16-bit range\n",
18508                                 env->insn_aux_data[off].orig_idx);
18509                 vfree(new_data);
18510                 return NULL;
18511         }
18512         adjust_insn_aux_data(env, new_data, new_prog, off, len);
18513         adjust_subprog_starts(env, off, len);
18514         adjust_poke_descs(new_prog, off, len);
18515         return new_prog;
18516 }
18517
18518 static int adjust_subprog_starts_after_remove(struct bpf_verifier_env *env,
18519                                               u32 off, u32 cnt)
18520 {
18521         int i, j;
18522
18523         /* find first prog starting at or after off (first to remove) */
18524         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
18525                 if (env->subprog_info[i].start >= off)
18526                         break;
18527         /* find first prog starting at or after off + cnt (first to stay) */
18528         for (j = i; j < env->subprog_cnt; j++)
18529                 if (env->subprog_info[j].start >= off + cnt)
18530                         break;
18531         /* if j doesn't start exactly at off + cnt, we are just removing
18532          * the front of previous prog
18533          */
18534         if (env->subprog_info[j].start != off + cnt)
18535                 j--;
18536
18537         if (j > i) {
18538                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
18539                 int move;
18540
18541                 /* move fake 'exit' subprog as well */
18542                 move = env->subprog_cnt + 1 - j;
18543
18544                 memmove(env->subprog_info + i,
18545                         env->subprog_info + j,
18546                         sizeof(*env->subprog_info) * move);
18547                 env->subprog_cnt -= j - i;
18548
18549                 /* remove func_info */
18550                 if (aux->func_info) {
18551                         move = aux->func_info_cnt - j;
18552
18553                         memmove(aux->func_info + i,
18554                                 aux->func_info + j,
18555                                 sizeof(*aux->func_info) * move);
18556                         aux->func_info_cnt -= j - i;
18557                         /* func_info->insn_off is set after all code rewrites,
18558                          * in adjust_btf_func() - no need to adjust
18559                          */
18560                 }
18561         } else {
18562                 /* convert i from "first prog to remove" to "first to adjust" */
18563                 if (env->subprog_info[i].start == off)
18564                         i++;
18565         }
18566
18567         /* update fake 'exit' subprog as well */
18568         for (; i <= env->subprog_cnt; i++)
18569                 env->subprog_info[i].start -= cnt;
18570
18571         return 0;
18572 }
18573
18574 static int bpf_adj_linfo_after_remove(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
18575                                       u32 cnt)
18576 {
18577         struct bpf_prog *prog = env->prog;
18578         u32 i, l_off, l_cnt, nr_linfo;
18579         struct bpf_line_info *linfo;
18580
18581         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
18582         if (!nr_linfo)
18583                 return 0;
18584
18585         linfo = prog->aux->linfo;
18586
18587         /* find first line info to remove, count lines to be removed */
18588         for (i = 0; i < nr_linfo; i++)
18589                 if (linfo[i].insn_off >= off)
18590                         break;
18591
18592         l_off = i;
18593         l_cnt = 0;
18594         for (; i < nr_linfo; i++)
18595                 if (linfo[i].insn_off < off + cnt)
18596                         l_cnt++;
18597                 else
18598                         break;
18599
18600         /* First live insn doesn't match first live linfo, it needs to "inherit"
18601          * last removed linfo.  prog is already modified, so prog->len == off
18602          * means no live instructions after (tail of the program was removed).
18603          */
18604         if (prog->len != off && l_cnt &&
18605             (i == nr_linfo || linfo[i].insn_off != off + cnt)) {
18606                 l_cnt--;
18607                 linfo[--i].insn_off = off + cnt;
18608         }
18609
18610         /* remove the line info which refer to the removed instructions */
18611         if (l_cnt) {
18612                 memmove(linfo + l_off, linfo + i,
18613                         sizeof(*linfo) * (nr_linfo - i));
18614
18615                 prog->aux->nr_linfo -= l_cnt;
18616                 nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
18617         }
18618
18619         /* pull all linfo[i].insn_off >= off + cnt in by cnt */
18620         for (i = l_off; i < nr_linfo; i++)
18621                 linfo[i].insn_off -= cnt;
18622
18623         /* fix up all subprogs (incl. 'exit') which start >= off */
18624         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++)
18625                 if (env->subprog_info[i].linfo_idx > l_off) {
18626                         /* program may have started in the removed region but
18627                          * may not be fully removed
18628                          */
18629                         if (env->subprog_info[i].linfo_idx >= l_off + l_cnt)
18630                                 env->subprog_info[i].linfo_idx -= l_cnt;
18631                         else
18632                                 env->subprog_info[i].linfo_idx = l_off;
18633                 }
18634
18635         return 0;
18636 }
18637
18638 static int verifier_remove_insns(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 cnt)
18639 {
18640         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
18641         unsigned int orig_prog_len = env->prog->len;
18642         int err;
18643
18644         if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
18645                 bpf_prog_offload_remove_insns(env, off, cnt);
18646
18647         err = bpf_remove_insns(env->prog, off, cnt);
18648         if (err)
18649                 return err;
18650
18651         err = adjust_subprog_starts_after_remove(env, off, cnt);
18652         if (err)
18653                 return err;
18654
18655         err = bpf_adj_linfo_after_remove(env, off, cnt);
18656         if (err)
18657                 return err;
18658
18659         memmove(aux_data + off, aux_data + off + cnt,
18660                 sizeof(*aux_data) * (orig_prog_len - off - cnt));
18661
18662         return 0;
18663 }
18664
18665 /* The verifier does more data flow analysis than llvm and will not
18666  * explore branches that are dead at run time. Malicious programs can
18667  * have dead code too. Therefore replace all dead at-run-time code
18668  * with 'ja -1'.
18669  *
18670  * Just nops are not optimal, e.g. if they would sit at the end of the
18671  * program and through another bug we would manage to jump there, then
18672  * we'd execute beyond program memory otherwise. Returning exception
18673  * code also wouldn't work since we can have subprogs where the dead
18674  * code could be located.
18675  */
18676 static void sanitize_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
18677 {
18678         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
18679         struct bpf_insn trap = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, -1);
18680         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
18681         const int insn_cnt = env->prog->len;
18682         int i;
18683
18684         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
18685                 if (aux_data[i].seen)
18686                         continue;
18687                 memcpy(insn + i, &trap, sizeof(trap));
18688                 aux_data[i].zext_dst = false;
18689         }
18690 }
18691
18692 static bool insn_is_cond_jump(u8 code)
18693 {
18694         u8 op;
18695
18696         op = BPF_OP(code);
18697         if (BPF_CLASS(code) == BPF_JMP32)
18698                 return op != BPF_JA;
18699
18700         if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP)
18701                 return false;
18702
18703         return op != BPF_JA && op != BPF_EXIT && op != BPF_CALL;
18704 }
18705
18706 static void opt_hard_wire_dead_code_branches(struct bpf_verifier_env *env)
18707 {
18708         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
18709         struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
18710         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
18711         const int insn_cnt = env->prog->len;
18712         int i;
18713
18714         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
18715                 if (!insn_is_cond_jump(insn->code))
18716                         continue;
18717
18718                 if (!aux_data[i + 1].seen)
18719                         ja.off = insn->off;
18720                 else if (!aux_data[i + 1 + insn->off].seen)
18721                         ja.off = 0;
18722                 else
18723                         continue;
18724
18725                 if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
18726                         bpf_prog_offload_replace_insn(env, i, &ja);
18727
18728                 memcpy(insn, &ja, sizeof(ja));
18729         }
18730 }
18731
18732 static int opt_remove_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
18733 {
18734         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
18735         int insn_cnt = env->prog->len;
18736         int i, err;
18737
18738         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
18739                 int j;
18740
18741                 j = 0;
18742                 while (i + j < insn_cnt && !aux_data[i + j].seen)
18743                         j++;
18744                 if (!j)
18745                         continue;
18746
18747                 err = verifier_remove_insns(env, i, j);
18748                 if (err)
18749                         return err;
18750                 insn_cnt = env->prog->len;
18751         }
18752
18753         return 0;
18754 }
18755
18756 static int opt_remove_nops(struct bpf_verifier_env *env)
18757 {
18758         const struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
18759         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
18760         int insn_cnt = env->prog->len;
18761         int i, err;
18762
18763         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
18764                 if (memcmp(&insn[i], &ja, sizeof(ja)))
18765                         continue;
18766
18767                 err = verifier_remove_insns(env, i, 1);
18768                 if (err)
18769                         return err;
18770                 insn_cnt--;
18771                 i--;
18772         }
18773
18774         return 0;
18775 }
18776
18777 static int opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(struct bpf_verifier_env *env,
18778                                          const union bpf_attr *attr)
18779 {
18780         struct bpf_insn *patch, zext_patch[2], rnd_hi32_patch[4];
18781         struct bpf_insn_aux_data *aux = env->insn_aux_data;
18782         int i, patch_len, delta = 0, len = env->prog->len;
18783         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
18784         struct bpf_prog *new_prog;
18785         bool rnd_hi32;
18786
18787         rnd_hi32 = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_RND_HI32;
18788         zext_patch[1] = BPF_ZEXT_REG(0);
18789         rnd_hi32_patch[1] = BPF_ALU64_IMM(BPF_MOV, BPF_REG_AX, 0);
18790         rnd_hi32_patch[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_AX, 32);
18791         rnd_hi32_patch[3] = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, 0, BPF_REG_AX);
18792         for (i = 0; i < len; i++) {
18793                 int adj_idx = i + delta;
18794                 struct bpf_insn insn;
18795                 int load_reg;
18796
18797                 insn = insns[adj_idx];
18798                 load_reg = insn_def_regno(&insn);
18799                 if (!aux[adj_idx].zext_dst) {
18800                         u8 code, class;
18801                         u32 imm_rnd;
18802
18803                         if (!rnd_hi32)
18804                                 continue;
18805
18806                         code = insn.code;
18807                         class = BPF_CLASS(code);
18808                         if (load_reg == -1)
18809                                 continue;
18810
18811                         /* NOTE: arg "reg" (the fourth one) is only used for
18812                          *       BPF_STX + SRC_OP, so it is safe to pass NULL
18813                          *       here.
18814                          */
18815                         if (is_reg64(env, &insn, load_reg, NULL, DST_OP)) {
18816                                 if (class == BPF_LD &&
18817                                     BPF_MODE(code) == BPF_IMM)
18818                                         i++;
18819                                 continue;
18820                         }
18821
18822                         /* ctx load could be transformed into wider load. */
18823                         if (class == BPF_LDX &&
18824                             aux[adj_idx].ptr_type == PTR_TO_CTX)
18825                                 continue;
18826
18827                         imm_rnd = get_random_u32();
18828                         rnd_hi32_patch[0] = insn;
18829                         rnd_hi32_patch[1].imm = imm_rnd;
18830                         rnd_hi32_patch[3].dst_reg = load_reg;
18831                         patch = rnd_hi32_patch;
18832                         patch_len = 4;
18833                         goto apply_patch_buffer;
18834                 }
18835
18836                 /* Add in an zero-extend instruction if a) the JIT has requested
18837                  * it or b) it's a CMPXCHG.
18838                  *
18839                  * The latter is because: BPF_CMPXCHG always loads a value into
18840                  * R0, therefore always zero-extends. However some archs'
18841                  * equivalent instruction only does this load when the
18842                  * comparison is successful. This detail of CMPXCHG is
18843                  * orthogonal to the general zero-extension behaviour of the
18844                  * CPU, so it's treated independently of bpf_jit_needs_zext.
18845                  */
18846                 if (!bpf_jit_needs_zext() && !is_cmpxchg_insn(&insn))
18847                         continue;
18848
18849                 /* Zero-extension is done by the caller. */
18850                 if (bpf_pseudo_kfunc_call(&insn))
18851                         continue;
18852
18853                 if (WARN_ON(load_reg == -1)) {
18854                         verbose(env, "verifier bug. zext_dst is set, but no reg is defined\n");
18855                         return -EFAULT;
18856                 }
18857
18858                 zext_patch[0] = insn;
18859                 zext_patch[1].dst_reg = load_reg;
18860                 zext_patch[1].src_reg = load_reg;
18861                 patch = zext_patch;
18862                 patch_len = 2;
18863 apply_patch_buffer:
18864                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, adj_idx, patch, patch_len);
18865                 if (!new_prog)
18866                         return -ENOMEM;
18867                 env->prog = new_prog;
18868                 insns = new_prog->insnsi;
18869                 aux = env->insn_aux_data;
18870                 delta += patch_len - 1;
18871         }
18872
18873         return 0;
18874 }
18875
18876 /* convert load instructions that access fields of a context type into a
18877  * sequence of instructions that access fields of the underlying structure:
18878  *     struct __sk_buff    -> struct sk_buff
18879  *     struct bpf_sock_ops -> struct sock
18880  */
18881 static int convert_ctx_accesses(struct bpf_verifier_env *env)
18882 {
18883         const struct bpf_verifier_ops *ops = env->ops;
18884         int i, cnt, size, ctx_field_size, delta = 0;
18885         const int insn_cnt = env->prog->len;
18886         struct bpf_insn insn_buf[16], *insn;
18887         u32 target_size, size_default, off;
18888         struct bpf_prog *new_prog;
18889         enum bpf_access_type type;
18890         bool is_narrower_load;
18891
18892         if (ops->gen_prologue || env->seen_direct_write) {
18893                 if (!ops->gen_prologue) {
18894                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
18895                         return -EINVAL;
18896                 }
18897                 cnt = ops->gen_prologue(insn_buf, env->seen_direct_write,
18898                                         env->prog);
18899                 if (cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
18900                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
18901                         return -EINVAL;
18902                 } else if (cnt) {
18903                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, 0, insn_buf, cnt);
18904                         if (!new_prog)
18905                                 return -ENOMEM;
18906
18907                         env->prog = new_prog;
18908                         delta += cnt - 1;
18909                 }
18910         }
18911
18912         if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
18913                 return 0;
18914
18915         insn = env->prog->insnsi + delta;
18916
18917         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
18918                 bpf_convert_ctx_access_t convert_ctx_access;
18919                 u8 mode;
18920
18921                 if (insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_B) ||
18922                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_H) ||
18923                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_W) ||
18924                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_DW) ||
18925                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEMSX | BPF_B) ||
18926                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEMSX | BPF_H) ||
18927                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEMSX | BPF_W)) {
18928                         type = BPF_READ;
18929                 } else if (insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_B) ||
18930                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_H) ||
18931                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_W) ||
18932                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_DW) ||
18933                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_B) ||
18934                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_H) ||
18935                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_W) ||
18936                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_DW)) {
18937                         type = BPF_WRITE;
18938                 } else {
18939                         continue;
18940                 }
18941
18942                 if (type == BPF_WRITE &&
18943                     env->insn_aux_data[i + delta].sanitize_stack_spill) {
18944                         struct bpf_insn patch[] = {
18945                                 *insn,
18946                                 BPF_ST_NOSPEC(),
18947                         };
18948
18949                         cnt = ARRAY_SIZE(patch);
18950                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patch, cnt);
18951                         if (!new_prog)
18952                                 return -ENOMEM;
18953
18954                         delta    += cnt - 1;
18955                         env->prog = new_prog;
18956                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18957                         continue;
18958                 }
18959
18960                 switch ((int)env->insn_aux_data[i + delta].ptr_type) {
18961                 case PTR_TO_CTX:
18962                         if (!ops->convert_ctx_access)
18963                                 continue;
18964                         convert_ctx_access = ops->convert_ctx_access;
18965                         break;
18966                 case PTR_TO_SOCKET:
18967                 case PTR_TO_SOCK_COMMON:
18968                         convert_ctx_access = bpf_sock_convert_ctx_access;
18969                         break;
18970                 case PTR_TO_TCP_SOCK:
18971                         convert_ctx_access = bpf_tcp_sock_convert_ctx_access;
18972                         break;
18973                 case PTR_TO_XDP_SOCK:
18974                         convert_ctx_access = bpf_xdp_sock_convert_ctx_access;
18975                         break;
18976                 case PTR_TO_BTF_ID:
18977                 case PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED:
18978                 /* PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC always has a valid lifetime, unlike
18979                  * PTR_TO_BTF_ID, and an active ref_obj_id, but the same cannot
18980                  * be said once it is marked PTR_UNTRUSTED, hence we must handle
18981                  * any faults for loads into such types. BPF_WRITE is disallowed
18982                  * for this case.
18983                  */
18984                 case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | PTR_UNTRUSTED:
18985                         if (type == BPF_READ) {
18986                                 if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_MEM)
18987                                         insn->code = BPF_LDX | BPF_PROBE_MEM |
18988                                                      BPF_SIZE((insn)->code);
18989                                 else
18990                                         insn->code = BPF_LDX | BPF_PROBE_MEMSX |
18991                                                      BPF_SIZE((insn)->code);
18992                                 env->prog->aux->num_exentries++;
18993                         }
18994                         continue;
18995                 case PTR_TO_ARENA:
18996                         if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_MEMSX) {
18997                                 verbose(env, "sign extending loads from arena are not supported yet\n");
18998                                 return -EOPNOTSUPP;
18999                         }
19000                         insn->code = BPF_CLASS(insn->code) | BPF_PROBE_MEM32 | BPF_SIZE(insn->code);
19001                         env->prog->aux->num_exentries++;
19002                         continue;
19003                 default:
19004                         continue;
19005                 }
19006
19007                 ctx_field_size = env->insn_aux_data[i + delta].ctx_field_size;
19008                 size = BPF_LDST_BYTES(insn);
19009                 mode = BPF_MODE(insn->code);
19010
19011                 /* If the read access is a narrower load of the field,
19012                  * convert to a 4/8-byte load, to minimum program type specific
19013                  * convert_ctx_access changes. If conversion is successful,
19014                  * we will apply proper mask to the result.
19015                  */
19016                 is_narrower_load = size < ctx_field_size;
19017                 size_default = bpf_ctx_off_adjust_machine(ctx_field_size);
19018                 off = insn->off;
19019                 if (is_narrower_load) {
19020                         u8 size_code;
19021
19022                         if (type == BPF_WRITE) {
19023                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx access misconfigured\n");
19024                                 return -EINVAL;
19025                         }
19026
19027                         size_code = BPF_H;
19028                         if (ctx_field_size == 4)
19029                                 size_code = BPF_W;
19030                         else if (ctx_field_size == 8)
19031                                 size_code = BPF_DW;
19032
19033                         insn->off = off & ~(size_default - 1);
19034                         insn->code = BPF_LDX | BPF_MEM | size_code;
19035                 }
19036
19037                 target_size = 0;
19038                 cnt = convert_ctx_access(type, insn, insn_buf, env->prog,
19039                                          &target_size);
19040                 if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf) ||
19041                     (ctx_field_size && !target_size)) {
19042                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
19043                         return -EINVAL;
19044                 }
19045
19046                 if (is_narrower_load && size < target_size) {
19047                         u8 shift = bpf_ctx_narrow_access_offset(
19048                                 off, size, size_default) * 8;
19049                         if (shift && cnt + 1 >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
19050                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx load misconfigured\n");
19051                                 return -EINVAL;
19052                         }
19053                         if (ctx_field_size <= 4) {
19054                                 if (shift)
19055                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_RSH,
19056                                                                         insn->dst_reg,
19057                                                                         shift);
19058                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
19059                                                                 (1 << size * 8) - 1);
19060                         } else {
19061                                 if (shift)
19062                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_RSH,
19063                                                                         insn->dst_reg,
19064                                                                         shift);
19065                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
19066                                                                 (1ULL << size * 8) - 1);
19067                         }
19068                 }
19069                 if (mode == BPF_MEMSX)
19070                         insn_buf[cnt++] = BPF_RAW_INSN(BPF_ALU64 | BPF_MOV | BPF_X,
19071                                                        insn->dst_reg, insn->dst_reg,
19072                                                        size * 8, 0);
19073
19074                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
19075                 if (!new_prog)
19076                         return -ENOMEM;
19077
19078                 delta += cnt - 1;
19079
19080                 /* keep walking new program and skip insns we just inserted */
19081                 env->prog = new_prog;
19082                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
19083         }
19084
19085         return 0;
19086 }
19087
19088 static int jit_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
19089 {
19090         struct bpf_prog *prog = env->prog, **func, *tmp;
19091         int i, j, subprog_start, subprog_end = 0, len, subprog;
19092         struct bpf_map *map_ptr;
19093         struct bpf_insn *insn;
19094         void *old_bpf_func;
19095         int err, num_exentries;
19096
19097         if (env->subprog_cnt <= 1)
19098                 return 0;
19099
19100         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
19101                 if (!bpf_pseudo_func(insn) && !bpf_pseudo_call(insn))
19102                         continue;
19103
19104                 /* Upon error here we cannot fall back to interpreter but
19105                  * need a hard reject of the program. Thus -EFAULT is
19106                  * propagated in any case.
19107                  */
19108                 subprog = find_subprog(env, i + insn->imm + 1);
19109                 if (subprog < 0) {
19110                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
19111                                   i + insn->imm + 1);
19112                         return -EFAULT;
19113                 }
19114                 /* temporarily remember subprog id inside insn instead of
19115                  * aux_data, since next loop will split up all insns into funcs
19116                  */
19117                 insn->off = subprog;
19118                 /* remember original imm in case JIT fails and fallback
19119                  * to interpreter will be needed
19120                  */
19121                 env->insn_aux_data[i].call_imm = insn->imm;
19122                 /* point imm to __bpf_call_base+1 from JITs point of view */
19123                 insn->imm = 1;
19124                 if (bpf_pseudo_func(insn))
19125                         /* jit (e.g. x86_64) may emit fewer instructions
19126                          * if it learns a u32 imm is the same as a u64 imm.
19127                          * Force a non zero here.
19128                          */
19129                         insn[1].imm = 1;
19130         }
19131
19132         err = bpf_prog_alloc_jited_linfo(prog);
19133         if (err)
19134                 goto out_undo_insn;
19135
19136         err = -ENOMEM;
19137         func = kcalloc(env->subprog_cnt, sizeof(prog), GFP_KERNEL);
19138         if (!func)
19139                 goto out_undo_insn;
19140
19141         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
19142                 subprog_start = subprog_end;
19143                 subprog_end = env->subprog_info[i + 1].start;
19144
19145                 len = subprog_end - subprog_start;
19146                 /* bpf_prog_run() doesn't call subprogs directly,
19147                  * hence main prog stats include the runtime of subprogs.
19148                  * subprogs don't have IDs and not reachable via prog_get_next_id
19149                  * func[i]->stats will never be accessed and stays NULL
19150                  */
19151                 func[i] = bpf_prog_alloc_no_stats(bpf_prog_size(len), GFP_USER);
19152                 if (!func[i])
19153                         goto out_free;
19154                 memcpy(func[i]->insnsi, &prog->insnsi[subprog_start],
19155                        len * sizeof(struct bpf_insn));
19156                 func[i]->type = prog->type;
19157                 func[i]->len = len;
19158                 if (bpf_prog_calc_tag(func[i]))
19159                         goto out_free;
19160                 func[i]->is_func = 1;
19161                 func[i]->aux->func_idx = i;
19162                 /* Below members will be freed only at prog->aux */
19163                 func[i]->aux->btf = prog->aux->btf;
19164                 func[i]->aux->func_info = prog->aux->func_info;
19165                 func[i]->aux->func_info_cnt = prog->aux->func_info_cnt;
19166                 func[i]->aux->poke_tab = prog->aux->poke_tab;
19167                 func[i]->aux->size_poke_tab = prog->aux->size_poke_tab;
19168
19169                 for (j = 0; j < prog->aux->size_poke_tab; j++) {
19170                         struct bpf_jit_poke_descriptor *poke;
19171
19172                         poke = &prog->aux->poke_tab[j];
19173                         if (poke->insn_idx < subprog_end &&
19174                             poke->insn_idx >= subprog_start)
19175                                 poke->aux = func[i]->aux;
19176                 }
19177
19178                 func[i]->aux->name[0] = 'F';
19179                 func[i]->aux->stack_depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
19180                 func[i]->jit_requested = 1;
19181                 func[i]->blinding_requested = prog->blinding_requested;
19182                 func[i]->aux->kfunc_tab = prog->aux->kfunc_tab;
19183                 func[i]->aux->kfunc_btf_tab = prog->aux->kfunc_btf_tab;
19184                 func[i]->aux->linfo = prog->aux->linfo;
19185                 func[i]->aux->nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
19186                 func[i]->aux->jited_linfo = prog->aux->jited_linfo;
19187                 func[i]->aux->linfo_idx = env->subprog_info[i].linfo_idx;
19188                 func[i]->aux->arena = prog->aux->arena;
19189                 num_exentries = 0;
19190                 insn = func[i]->insnsi;
19191                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
19192                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
19193                             (BPF_MODE(insn->code) == BPF_PROBE_MEM ||
19194                              BPF_MODE(insn->code) == BPF_PROBE_MEM32 ||
19195                              BPF_MODE(insn->code) == BPF_PROBE_MEMSX))
19196                                 num_exentries++;
19197                         if ((BPF_CLASS(insn->code) == BPF_STX ||
19198                              BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ST) &&
19199                              BPF_MODE(insn->code) == BPF_PROBE_MEM32)
19200                                 num_exentries++;
19201                 }
19202                 func[i]->aux->num_exentries = num_exentries;
19203                 func[i]->aux->tail_call_reachable = env->subprog_info[i].tail_call_reachable;
19204                 func[i]->aux->exception_cb = env->subprog_info[i].is_exception_cb;
19205                 if (!i)
19206                         func[i]->aux->exception_boundary = env->seen_exception;
19207                 func[i] = bpf_int_jit_compile(func[i]);
19208                 if (!func[i]->jited) {
19209                         err = -ENOTSUPP;
19210                         goto out_free;
19211                 }
19212                 cond_resched();
19213         }
19214
19215         /* at this point all bpf functions were successfully JITed
19216          * now populate all bpf_calls with correct addresses and
19217          * run last pass of JIT
19218          */
19219         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
19220                 insn = func[i]->insnsi;
19221                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
19222                         if (bpf_pseudo_func(insn)) {
19223                                 subprog = insn->off;
19224                                 insn[0].imm = (u32)(long)func[subprog]->bpf_func;
19225                                 insn[1].imm = ((u64)(long)func[subprog]->bpf_func) >> 32;
19226                                 continue;
19227                         }
19228                         if (!bpf_pseudo_call(insn))
19229                                 continue;
19230                         subprog = insn->off;
19231                         insn->imm = BPF_CALL_IMM(func[subprog]->bpf_func);
19232                 }
19233
19234                 /* we use the aux data to keep a list of the start addresses
19235                  * of the JITed images for each function in the program
19236                  *
19237                  * for some architectures, such as powerpc64, the imm field
19238                  * might not be large enough to hold the offset of the start
19239                  * address of the callee's JITed image from __bpf_call_base
19240                  *
19241                  * in such cases, we can lookup the start address of a callee
19242                  * by using its subprog id, available from the off field of
19243                  * the call instruction, as an index for this list
19244                  */
19245                 func[i]->aux->func = func;
19246                 func[i]->aux->func_cnt = env->subprog_cnt - env->hidden_subprog_cnt;
19247                 func[i]->aux->real_func_cnt = env->subprog_cnt;
19248         }
19249         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
19250                 old_bpf_func = func[i]->bpf_func;
19251                 tmp = bpf_int_jit_compile(func[i]);
19252                 if (tmp != func[i] || func[i]->bpf_func != old_bpf_func) {
19253                         verbose(env, "JIT doesn't support bpf-to-bpf calls\n");
19254                         err = -ENOTSUPP;
19255                         goto out_free;
19256                 }
19257                 cond_resched();
19258         }
19259
19260         /* finally lock prog and jit images for all functions and
19261          * populate kallsysm. Begin at the first subprogram, since
19262          * bpf_prog_load will add the kallsyms for the main program.
19263          */
19264         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
19265                 bpf_prog_lock_ro(func[i]);
19266                 bpf_prog_kallsyms_add(func[i]);
19267         }
19268
19269         /* Last step: make now unused interpreter insns from main
19270          * prog consistent for later dump requests, so they can
19271          * later look the same as if they were interpreted only.
19272          */
19273         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
19274                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
19275                         insn[0].imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
19276                         insn[1].imm = insn->off;
19277                         insn->off = 0;
19278                         continue;
19279                 }
19280                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
19281                         continue;
19282                 insn->off = env->insn_aux_data[i].call_imm;
19283                 subprog = find_subprog(env, i + insn->off + 1);
19284                 insn->imm = subprog;
19285         }
19286
19287         prog->jited = 1;
19288         prog->bpf_func = func[0]->bpf_func;
19289         prog->jited_len = func[0]->jited_len;
19290         prog->aux->extable = func[0]->aux->extable;
19291         prog->aux->num_exentries = func[0]->aux->num_exentries;
19292         prog->aux->func = func;
19293         prog->aux->func_cnt = env->subprog_cnt - env->hidden_subprog_cnt;
19294         prog->aux->real_func_cnt = env->subprog_cnt;
19295         prog->aux->bpf_exception_cb = (void *)func[env->exception_callback_subprog]->bpf_func;
19296         prog->aux->exception_boundary = func[0]->aux->exception_boundary;
19297         bpf_prog_jit_attempt_done(prog);
19298         return 0;
19299 out_free:
19300         /* We failed JIT'ing, so at this point we need to unregister poke
19301          * descriptors from subprogs, so that kernel is not attempting to
19302          * patch it anymore as we're freeing the subprog JIT memory.
19303          */
19304         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
19305                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
19306                 map_ptr->ops->map_poke_untrack(map_ptr, prog->aux);
19307         }
19308         /* At this point we're guaranteed that poke descriptors are not
19309          * live anymore. We can just unlink its descriptor table as it's
19310          * released with the main prog.
19311          */
19312         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
19313                 if (!func[i])
19314                         continue;
19315                 func[i]->aux->poke_tab = NULL;
19316                 bpf_jit_free(func[i]);
19317         }
19318         kfree(func);
19319 out_undo_insn:
19320         /* cleanup main prog to be interpreted */
19321         prog->jit_requested = 0;
19322         prog->blinding_requested = 0;
19323         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
19324                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
19325                         continue;
19326                 insn->off = 0;
19327                 insn->imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
19328         }
19329         bpf_prog_jit_attempt_done(prog);
19330         return err;
19331 }
19332
19333 static int fixup_call_args(struct bpf_verifier_env *env)
19334 {
19335 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
19336         struct bpf_prog *prog = env->prog;
19337         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
19338         bool has_kfunc_call = bpf_prog_has_kfunc_call(prog);
19339         int i, depth;
19340 #endif
19341         int err = 0;
19342
19343         if (env->prog->jit_requested &&
19344             !bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
19345                 err = jit_subprogs(env);
19346                 if (err == 0)
19347                         return 0;
19348                 if (err == -EFAULT)
19349                         return err;
19350         }
19351 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
19352         if (has_kfunc_call) {
19353                 verbose(env, "calling kernel functions are not allowed in non-JITed programs\n");
19354                 return -EINVAL;
19355         }
19356         if (env->subprog_cnt > 1 && env->prog->aux->tail_call_reachable) {
19357                 /* When JIT fails the progs with bpf2bpf calls and tail_calls
19358                  * have to be rejected, since interpreter doesn't support them yet.
19359                  */
19360                 verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
19361                 return -EINVAL;
19362         }
19363         for (i = 0; i < prog->len; i++, insn++) {
19364                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
19365                         /* When JIT fails the progs with callback calls
19366                          * have to be rejected, since interpreter doesn't support them yet.
19367                          */
19368                         verbose(env, "callbacks are not allowed in non-JITed programs\n");
19369                         return -EINVAL;
19370                 }
19371
19372                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
19373                         continue;
19374                 depth = get_callee_stack_depth(env, insn, i);
19375                 if (depth < 0)
19376                         return depth;
19377                 bpf_patch_call_args(insn, depth);
19378         }
19379         err = 0;
19380 #endif
19381         return err;
19382 }
19383
19384 /* replace a generic kfunc with a specialized version if necessary */
19385 static void specialize_kfunc(struct bpf_verifier_env *env,
19386                              u32 func_id, u16 offset, unsigned long *addr)
19387 {
19388         struct bpf_prog *prog = env->prog;
19389         bool seen_direct_write;
19390         void *xdp_kfunc;
19391         bool is_rdonly;
19392
19393         if (bpf_dev_bound_kfunc_id(func_id)) {
19394                 xdp_kfunc = bpf_dev_bound_resolve_kfunc(prog, func_id);
19395                 if (xdp_kfunc) {
19396                         *addr = (unsigned long)xdp_kfunc;
19397                         return;
19398                 }
19399                 /* fallback to default kfunc when not supported by netdev */
19400         }
19401
19402         if (offset)
19403                 return;
19404
19405         if (func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_from_skb]) {
19406                 seen_direct_write = env->seen_direct_write;
19407                 is_rdonly = !may_access_direct_pkt_data(env, NULL, BPF_WRITE);
19408
19409                 if (is_rdonly)
19410                         *addr = (unsigned long)bpf_dynptr_from_skb_rdonly;
19411
19412                 /* restore env->seen_direct_write to its original value, since
19413                  * may_access_direct_pkt_data mutates it
19414                  */
19415                 env->seen_direct_write = seen_direct_write;
19416         }
19417 }
19418
19419 static void __fixup_collection_insert_kfunc(struct bpf_insn_aux_data *insn_aux,
19420                                             u16 struct_meta_reg,
19421                                             u16 node_offset_reg,
19422                                             struct bpf_insn *insn,
19423                                             struct bpf_insn *insn_buf,
19424                                             int *cnt)
19425 {
19426         struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = insn_aux->kptr_struct_meta;
19427         struct bpf_insn addr[2] = { BPF_LD_IMM64(struct_meta_reg, (long)kptr_struct_meta) };
19428
19429         insn_buf[0] = addr[0];
19430         insn_buf[1] = addr[1];
19431         insn_buf[2] = BPF_MOV64_IMM(node_offset_reg, insn_aux->insert_off);
19432         insn_buf[3] = *insn;
19433         *cnt = 4;
19434 }
19435
19436 static int fixup_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
19437                             struct bpf_insn *insn_buf, int insn_idx, int *cnt)
19438 {
19439         const struct bpf_kfunc_desc *desc;
19440
19441         if (!insn->imm) {
19442                 verbose(env, "invalid kernel function call not eliminated in verifier pass\n");
19443                 return -EINVAL;
19444         }
19445
19446         *cnt = 0;
19447
19448         /* insn->imm has the btf func_id. Replace it with an offset relative to
19449          * __bpf_call_base, unless the JIT needs to call functions that are
19450          * further than 32 bits away (bpf_jit_supports_far_kfunc_call()).
19451          */
19452         desc = find_kfunc_desc(env->prog, insn->imm, insn->off);
19453         if (!desc) {
19454                 verbose(env, "verifier internal error: kernel function descriptor not found for func_id %u\n",
19455                         insn->imm);
19456                 return -EFAULT;
19457         }
19458
19459         if (!bpf_jit_supports_far_kfunc_call())
19460                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(desc->addr);
19461         if (insn->off)
19462                 return 0;
19463         if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl] ||
19464             desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_percpu_obj_new_impl]) {
19465                 struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = env->insn_aux_data[insn_idx].kptr_struct_meta;
19466                 struct bpf_insn addr[2] = { BPF_LD_IMM64(BPF_REG_2, (long)kptr_struct_meta) };
19467                 u64 obj_new_size = env->insn_aux_data[insn_idx].obj_new_size;
19468
19469                 if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_percpu_obj_new_impl] && kptr_struct_meta) {
19470                         verbose(env, "verifier internal error: NULL kptr_struct_meta expected at insn_idx %d\n",
19471                                 insn_idx);
19472                         return -EFAULT;
19473                 }
19474
19475                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_1, obj_new_size);
19476                 insn_buf[1] = addr[0];
19477                 insn_buf[2] = addr[1];
19478                 insn_buf[3] = *insn;
19479                 *cnt = 4;
19480         } else if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_drop_impl] ||
19481                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_percpu_obj_drop_impl] ||
19482                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl]) {
19483                 struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = env->insn_aux_data[insn_idx].kptr_struct_meta;
19484                 struct bpf_insn addr[2] = { BPF_LD_IMM64(BPF_REG_2, (long)kptr_struct_meta) };
19485
19486                 if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_percpu_obj_drop_impl] && kptr_struct_meta) {
19487                         verbose(env, "verifier internal error: NULL kptr_struct_meta expected at insn_idx %d\n",
19488                                 insn_idx);
19489                         return -EFAULT;
19490                 }
19491
19492                 if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl] &&
19493                     !kptr_struct_meta) {
19494                         verbose(env, "verifier internal error: kptr_struct_meta expected at insn_idx %d\n",
19495                                 insn_idx);
19496                         return -EFAULT;
19497                 }
19498
19499                 insn_buf[0] = addr[0];
19500                 insn_buf[1] = addr[1];
19501                 insn_buf[2] = *insn;
19502                 *cnt = 3;
19503         } else if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl] ||
19504                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
19505                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
19506                 struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = env->insn_aux_data[insn_idx].kptr_struct_meta;
19507                 int struct_meta_reg = BPF_REG_3;
19508                 int node_offset_reg = BPF_REG_4;
19509
19510                 /* rbtree_add has extra 'less' arg, so args-to-fixup are in diff regs */
19511                 if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
19512                         struct_meta_reg = BPF_REG_4;
19513                         node_offset_reg = BPF_REG_5;
19514                 }
19515
19516                 if (!kptr_struct_meta) {
19517                         verbose(env, "verifier internal error: kptr_struct_meta expected at insn_idx %d\n",
19518                                 insn_idx);
19519                         return -EFAULT;
19520                 }
19521
19522                 __fixup_collection_insert_kfunc(&env->insn_aux_data[insn_idx], struct_meta_reg,
19523                                                 node_offset_reg, insn, insn_buf, cnt);
19524         } else if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx] ||
19525                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rdonly_cast]) {
19526                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_REG(BPF_REG_0, BPF_REG_1);
19527                 *cnt = 1;
19528         }
19529         return 0;
19530 }
19531
19532 /* The function requires that first instruction in 'patch' is insnsi[prog->len - 1] */
19533 static int add_hidden_subprog(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *patch, int len)
19534 {
19535         struct bpf_subprog_info *info = env->subprog_info;
19536         int cnt = env->subprog_cnt;
19537         struct bpf_prog *prog;
19538
19539         /* We only reserve one slot for hidden subprogs in subprog_info. */
19540         if (env->hidden_subprog_cnt) {
19541                 verbose(env, "verifier internal error: only one hidden subprog supported\n");
19542                 return -EFAULT;
19543         }
19544         /* We're not patching any existing instruction, just appending the new
19545          * ones for the hidden subprog. Hence all of the adjustment operations
19546          * in bpf_patch_insn_data are no-ops.
19547          */
19548         prog = bpf_patch_insn_data(env, env->prog->len - 1, patch, len);
19549         if (!prog)
19550                 return -ENOMEM;
19551         env->prog = prog;
19552         info[cnt + 1].start = info[cnt].start;
19553         info[cnt].start = prog->len - len + 1;
19554         env->subprog_cnt++;
19555         env->hidden_subprog_cnt++;
19556         return 0;
19557 }
19558
19559 /* Do various post-verification rewrites in a single program pass.
19560  * These rewrites simplify JIT and interpreter implementations.
19561  */
19562 static int do_misc_fixups(struct bpf_verifier_env *env)
19563 {
19564         struct bpf_prog *prog = env->prog;
19565         enum bpf_attach_type eatype = prog->expected_attach_type;
19566         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(prog);
19567         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
19568         const struct bpf_func_proto *fn;
19569         const int insn_cnt = prog->len;
19570         const struct bpf_map_ops *ops;
19571         struct bpf_insn_aux_data *aux;
19572         struct bpf_insn insn_buf[16];
19573         struct bpf_prog *new_prog;
19574         struct bpf_map *map_ptr;
19575         int i, ret, cnt, delta = 0, cur_subprog = 0;
19576         struct bpf_subprog_info *subprogs = env->subprog_info;
19577         u16 stack_depth = subprogs[cur_subprog].stack_depth;
19578         u16 stack_depth_extra = 0;
19579
19580         if (env->seen_exception && !env->exception_callback_subprog) {
19581                 struct bpf_insn patch[] = {
19582                         env->prog->insnsi[insn_cnt - 1],
19583                         BPF_MOV64_REG(BPF_REG_0, BPF_REG_1),
19584                         BPF_EXIT_INSN(),
19585                 };
19586
19587                 ret = add_hidden_subprog(env, patch, ARRAY_SIZE(patch));
19588                 if (ret < 0)
19589                         return ret;
19590                 prog = env->prog;
19591                 insn = prog->insnsi;
19592
19593                 env->exception_callback_subprog = env->subprog_cnt - 1;
19594                 /* Don't update insn_cnt, as add_hidden_subprog always appends insns */
19595                 mark_subprog_exc_cb(env, env->exception_callback_subprog);
19596         }
19597
19598         for (i = 0; i < insn_cnt;) {
19599                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_MOV | BPF_X) && insn->imm) {
19600                         if ((insn->off == BPF_ADDR_SPACE_CAST && insn->imm == 1) ||
19601                             (((struct bpf_map *)env->prog->aux->arena)->map_flags & BPF_F_NO_USER_CONV)) {
19602                                 /* convert to 32-bit mov that clears upper 32-bit */
19603                                 insn->code = BPF_ALU | BPF_MOV | BPF_X;
19604                                 /* clear off, so it's a normal 'wX = wY' from JIT pov */
19605                                 insn->off = 0;
19606                         } /* cast from as(0) to as(1) should be handled by JIT */
19607                         goto next_insn;
19608                 }
19609
19610                 if (env->insn_aux_data[i + delta].needs_zext)
19611                         /* Convert BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 to 32-bit ALU */
19612                         insn->code = BPF_ALU | BPF_OP(insn->code) | BPF_SRC(insn->code);
19613
19614                 /* Make divide-by-zero exceptions impossible. */
19615                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_X) ||
19616                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X) ||
19617                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X) ||
19618                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X)) {
19619                         bool is64 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64;
19620                         bool isdiv = BPF_OP(insn->code) == BPF_DIV;
19621                         struct bpf_insn *patchlet;
19622                         struct bpf_insn chk_and_div[] = {
19623                                 /* [R,W]x div 0 -> 0 */
19624                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
19625                                              BPF_JNE | BPF_K, insn->src_reg,
19626                                              0, 2, 0),
19627                                 BPF_ALU32_REG(BPF_XOR, insn->dst_reg, insn->dst_reg),
19628                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
19629                                 *insn,
19630                         };
19631                         struct bpf_insn chk_and_mod[] = {
19632                                 /* [R,W]x mod 0 -> [R,W]x */
19633                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
19634                                              BPF_JEQ | BPF_K, insn->src_reg,
19635                                              0, 1 + (is64 ? 0 : 1), 0),
19636                                 *insn,
19637                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
19638                                 BPF_MOV32_REG(insn->dst_reg, insn->dst_reg),
19639                         };
19640
19641                         patchlet = isdiv ? chk_and_div : chk_and_mod;
19642                         cnt = isdiv ? ARRAY_SIZE(chk_and_div) :
19643                                       ARRAY_SIZE(chk_and_mod) - (is64 ? 2 : 0);
19644
19645                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patchlet, cnt);
19646                         if (!new_prog)
19647                                 return -ENOMEM;
19648
19649                         delta    += cnt - 1;
19650                         env->prog = prog = new_prog;
19651                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
19652                         goto next_insn;
19653                 }
19654
19655                 /* Implement LD_ABS and LD_IND with a rewrite, if supported by the program type. */
19656                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LD &&
19657                     (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ABS ||
19658                      BPF_MODE(insn->code) == BPF_IND)) {
19659                         cnt = env->ops->gen_ld_abs(insn, insn_buf);
19660                         if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
19661                                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
19662                                 return -EINVAL;
19663                         }
19664
19665                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
19666                         if (!new_prog)
19667                                 return -ENOMEM;
19668
19669                         delta    += cnt - 1;
19670                         env->prog = prog = new_prog;
19671                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
19672                         goto next_insn;
19673                 }
19674
19675                 /* Rewrite pointer arithmetic to mitigate speculation attacks. */
19676                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X) ||
19677                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X)) {
19678                         const u8 code_add = BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X;
19679                         const u8 code_sub = BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X;
19680                         struct bpf_insn *patch = &insn_buf[0];
19681                         bool issrc, isneg, isimm;
19682                         u32 off_reg;
19683
19684                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
19685                         if (!aux->alu_state ||
19686                             aux->alu_state == BPF_ALU_NON_POINTER)
19687                                 goto next_insn;
19688
19689                         isneg = aux->alu_state & BPF_ALU_NEG_VALUE;
19690                         issrc = (aux->alu_state & BPF_ALU_SANITIZE) ==
19691                                 BPF_ALU_SANITIZE_SRC;
19692                         isimm = aux->alu_state & BPF_ALU_IMMEDIATE;
19693
19694                         off_reg = issrc ? insn->src_reg : insn->dst_reg;
19695                         if (isimm) {
19696                                 *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit);
19697                         } else {
19698                                 if (isneg)
19699                                         *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
19700                                 *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit);
19701                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_SUB, BPF_REG_AX, off_reg);
19702                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, BPF_REG_AX, off_reg);
19703                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_NEG, BPF_REG_AX, 0);
19704                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_ARSH, BPF_REG_AX, 63);
19705                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_AND, BPF_REG_AX, off_reg);
19706                         }
19707                         if (!issrc)
19708                                 *patch++ = BPF_MOV64_REG(insn->dst_reg, insn->src_reg);
19709                         insn->src_reg = BPF_REG_AX;
19710                         if (isneg)
19711                                 insn->code = insn->code == code_add ?
19712                                              code_sub : code_add;
19713                         *patch++ = *insn;
19714                         if (issrc && isneg && !isimm)
19715                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
19716                         cnt = patch - insn_buf;
19717
19718                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
19719                         if (!new_prog)
19720                                 return -ENOMEM;
19721
19722                         delta    += cnt - 1;
19723                         env->prog = prog = new_prog;
19724                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
19725                         goto next_insn;
19726                 }
19727
19728                 if (is_may_goto_insn(insn)) {
19729                         int stack_off = -stack_depth - 8;
19730
19731                         stack_depth_extra = 8;
19732                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_AX, BPF_REG_10, stack_off);
19733                         insn_buf[1] = BPF_JMP_IMM(BPF_JEQ, BPF_REG_AX, 0, insn->off + 2);
19734                         insn_buf[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_SUB, BPF_REG_AX, 1);
19735                         insn_buf[3] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_AX, stack_off);
19736                         cnt = 4;
19737
19738                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
19739                         if (!new_prog)
19740                                 return -ENOMEM;
19741
19742                         delta += cnt - 1;
19743                         env->prog = prog = new_prog;
19744                         insn = new_prog->insnsi + i + delta;
19745                         goto next_insn;
19746                 }
19747
19748                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL))
19749                         goto next_insn;
19750                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
19751                         goto next_insn;
19752                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) {
19753                         ret = fixup_kfunc_call(env, insn, insn_buf, i + delta, &cnt);
19754                         if (ret)
19755                                 return ret;
19756                         if (cnt == 0)
19757                                 goto next_insn;
19758
19759                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
19760                         if (!new_prog)
19761                                 return -ENOMEM;
19762
19763                         delta    += cnt - 1;
19764                         env->prog = prog = new_prog;
19765                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
19766                         goto next_insn;
19767                 }
19768
19769                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_route_realm)
19770                         prog->dst_needed = 1;
19771                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_prandom_u32)
19772                         bpf_user_rnd_init_once();
19773                 if (insn->imm == BPF_FUNC_override_return)
19774                         prog->kprobe_override = 1;
19775                 if (insn->imm == BPF_FUNC_tail_call) {
19776                         /* If we tail call into other programs, we
19777                          * cannot make any assumptions since they can
19778                          * be replaced dynamically during runtime in
19779                          * the program array.
19780                          */
19781                         prog->cb_access = 1;
19782                         if (!allow_tail_call_in_subprogs(env))
19783                                 prog->aux->stack_depth = MAX_BPF_STACK;
19784                         prog->aux->max_pkt_offset = MAX_PACKET_OFF;
19785
19786                         /* mark bpf_tail_call as different opcode to avoid
19787                          * conditional branch in the interpreter for every normal
19788                          * call and to prevent accidental JITing by JIT compiler
19789                          * that doesn't support bpf_tail_call yet
19790                          */
19791                         insn->imm = 0;
19792                         insn->code = BPF_JMP | BPF_TAIL_CALL;
19793
19794                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
19795                         if (env->bpf_capable && !prog->blinding_requested &&
19796                             prog->jit_requested &&
19797                             !bpf_map_key_poisoned(aux) &&
19798                             !bpf_map_ptr_poisoned(aux) &&
19799                             !bpf_map_ptr_unpriv(aux)) {
19800                                 struct bpf_jit_poke_descriptor desc = {
19801                                         .reason = BPF_POKE_REASON_TAIL_CALL,
19802                                         .tail_call.map = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state),
19803                                         .tail_call.key = bpf_map_key_immediate(aux),
19804                                         .insn_idx = i + delta,
19805                                 };
19806
19807                                 ret = bpf_jit_add_poke_descriptor(prog, &desc);
19808                                 if (ret < 0) {
19809                                         verbose(env, "adding tail call poke descriptor failed\n");
19810                                         return ret;
19811                                 }
19812
19813                                 insn->imm = ret + 1;
19814                                 goto next_insn;
19815                         }
19816
19817                         if (!bpf_map_ptr_unpriv(aux))
19818                                 goto next_insn;
19819
19820                         /* instead of changing every JIT dealing with tail_call
19821                          * emit two extra insns:
19822                          * if (index >= max_entries) goto out;
19823                          * index &= array->index_mask;
19824                          * to avoid out-of-bounds cpu speculation
19825                          */
19826                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux)) {
19827                                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
19828                                 return -EINVAL;
19829                         }
19830
19831                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
19832                         insn_buf[0] = BPF_JMP_IMM(BPF_JGE, BPF_REG_3,
19833                                                   map_ptr->max_entries, 2);
19834                         insn_buf[1] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, BPF_REG_3,
19835                                                     container_of(map_ptr,
19836                                                                  struct bpf_array,
19837                                                                  map)->index_mask);
19838                         insn_buf[2] = *insn;
19839                         cnt = 3;
19840                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
19841                         if (!new_prog)
19842                                 return -ENOMEM;
19843
19844                         delta    += cnt - 1;
19845                         env->prog = prog = new_prog;
19846                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
19847                         goto next_insn;
19848                 }
19849
19850                 if (insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback) {
19851                         /* The verifier will process callback_fn as many times as necessary
19852                          * with different maps and the register states prepared by
19853                          * set_timer_callback_state will be accurate.
19854                          *
19855                          * The following use case is valid:
19856                          *   map1 is shared by prog1, prog2, prog3.
19857                          *   prog1 calls bpf_timer_init for some map1 elements
19858                          *   prog2 calls bpf_timer_set_callback for some map1 elements.
19859                          *     Those that were not bpf_timer_init-ed will return -EINVAL.
19860                          *   prog3 calls bpf_timer_start for some map1 elements.
19861                          *     Those that were not both bpf_timer_init-ed and
19862                          *     bpf_timer_set_callback-ed will return -EINVAL.
19863                          */
19864                         struct bpf_insn ld_addrs[2] = {
19865                                 BPF_LD_IMM64(BPF_REG_3, (long)prog->aux),
19866                         };
19867
19868                         insn_buf[0] = ld_addrs[0];
19869                         insn_buf[1] = ld_addrs[1];
19870                         insn_buf[2] = *insn;
19871                         cnt = 3;
19872
19873                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
19874                         if (!new_prog)
19875                                 return -ENOMEM;
19876
19877                         delta    += cnt - 1;
19878                         env->prog = prog = new_prog;
19879                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
19880                         goto patch_call_imm;
19881                 }
19882
19883                 if (is_storage_get_function(insn->imm)) {
19884                         if (!in_sleepable(env) ||
19885                             env->insn_aux_data[i + delta].storage_get_func_atomic)
19886                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_5, (__force __s32)GFP_ATOMIC);
19887                         else
19888                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_5, (__force __s32)GFP_KERNEL);
19889                         insn_buf[1] = *insn;
19890                         cnt = 2;
19891
19892                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
19893                         if (!new_prog)
19894                                 return -ENOMEM;
19895
19896                         delta += cnt - 1;
19897                         env->prog = prog = new_prog;
19898                         insn = new_prog->insnsi + i + delta;
19899                         goto patch_call_imm;
19900                 }
19901
19902                 /* bpf_per_cpu_ptr() and bpf_this_cpu_ptr() */
19903                 if (env->insn_aux_data[i + delta].call_with_percpu_alloc_ptr) {
19904                         /* patch with 'r1 = *(u64 *)(r1 + 0)' since for percpu data,
19905                          * bpf_mem_alloc() returns a ptr to the percpu data ptr.
19906                          */
19907                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_1, BPF_REG_1, 0);
19908                         insn_buf[1] = *insn;
19909                         cnt = 2;
19910
19911                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
19912                         if (!new_prog)
19913                                 return -ENOMEM;
19914
19915                         delta += cnt - 1;
19916                         env->prog = prog = new_prog;
19917                         insn = new_prog->insnsi + i + delta;
19918                         goto patch_call_imm;
19919                 }
19920
19921                 /* BPF_EMIT_CALL() assumptions in some of the map_gen_lookup
19922                  * and other inlining handlers are currently limited to 64 bit
19923                  * only.
19924                  */
19925                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
19926                     (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem ||
19927                      insn->imm == BPF_FUNC_map_update_elem ||
19928                      insn->imm == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
19929                      insn->imm == BPF_FUNC_map_push_elem   ||
19930                      insn->imm == BPF_FUNC_map_pop_elem    ||
19931                      insn->imm == BPF_FUNC_map_peek_elem   ||
19932                      insn->imm == BPF_FUNC_redirect_map    ||
19933                      insn->imm == BPF_FUNC_for_each_map_elem ||
19934                      insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem)) {
19935                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
19936                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux))
19937                                 goto patch_call_imm;
19938
19939                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
19940                         ops = map_ptr->ops;
19941                         if (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
19942                             ops->map_gen_lookup) {
19943                                 cnt = ops->map_gen_lookup(map_ptr, insn_buf);
19944                                 if (cnt == -EOPNOTSUPP)
19945                                         goto patch_map_ops_generic;
19946                                 if (cnt <= 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
19947                                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
19948                                         return -EINVAL;
19949                                 }
19950
19951                                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta,
19952                                                                insn_buf, cnt);
19953                                 if (!new_prog)
19954                                         return -ENOMEM;
19955
19956                                 delta    += cnt - 1;
19957                                 env->prog = prog = new_prog;
19958                                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
19959                                 goto next_insn;
19960                         }
19961
19962                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_elem,
19963                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
19964                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_delete_elem,
19965                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
19966                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_update_elem,
19967                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
19968                                               u64 flags))NULL));
19969                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_push_elem,
19970                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *value,
19971                                               u64 flags))NULL));
19972                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_pop_elem,
19973                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
19974                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_peek_elem,
19975                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
19976                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_redirect,
19977                                      (long (*)(struct bpf_map *map, u64 index, u64 flags))NULL));
19978                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_for_each_callback,
19979                                      (long (*)(struct bpf_map *map,
19980                                               bpf_callback_t callback_fn,
19981                                               void *callback_ctx,
19982                                               u64 flags))NULL));
19983                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_percpu_elem,
19984                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key, u32 cpu))NULL));
19985
19986 patch_map_ops_generic:
19987                         switch (insn->imm) {
19988                         case BPF_FUNC_map_lookup_elem:
19989                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_lookup_elem);
19990                                 goto next_insn;
19991                         case BPF_FUNC_map_update_elem:
19992                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_update_elem);
19993                                 goto next_insn;
19994                         case BPF_FUNC_map_delete_elem:
19995                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_delete_elem);
19996                                 goto next_insn;
19997                         case BPF_FUNC_map_push_elem:
19998                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_push_elem);
19999                                 goto next_insn;
20000                         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
20001                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_pop_elem);
20002                                 goto next_insn;
20003                         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
20004                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_peek_elem);
20005                                 goto next_insn;
20006                         case BPF_FUNC_redirect_map:
20007                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_redirect);
20008                                 goto next_insn;
20009                         case BPF_FUNC_for_each_map_elem:
20010                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_for_each_callback);
20011                                 goto next_insn;
20012                         case BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem:
20013                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_lookup_percpu_elem);
20014                                 goto next_insn;
20015                         }
20016
20017                         goto patch_call_imm;
20018                 }
20019
20020                 /* Implement bpf_jiffies64 inline. */
20021                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
20022                     insn->imm == BPF_FUNC_jiffies64) {
20023                         struct bpf_insn ld_jiffies_addr[2] = {
20024                                 BPF_LD_IMM64(BPF_REG_0,
20025                                              (unsigned long)&jiffies),
20026                         };
20027
20028                         insn_buf[0] = ld_jiffies_addr[0];
20029                         insn_buf[1] = ld_jiffies_addr[1];
20030                         insn_buf[2] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0,
20031                                                   BPF_REG_0, 0);
20032                         cnt = 3;
20033
20034                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf,
20035                                                        cnt);
20036                         if (!new_prog)
20037                                 return -ENOMEM;
20038
20039                         delta    += cnt - 1;
20040                         env->prog = prog = new_prog;
20041                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
20042                         goto next_insn;
20043                 }
20044
20045                 /* Implement bpf_get_func_arg inline. */
20046                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
20047                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_arg) {
20048                         /* Load nr_args from ctx - 8 */
20049                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
20050                         insn_buf[1] = BPF_JMP32_REG(BPF_JGE, BPF_REG_2, BPF_REG_0, 6);
20051                         insn_buf[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_2, 3);
20052                         insn_buf[3] = BPF_ALU64_REG(BPF_ADD, BPF_REG_2, BPF_REG_1);
20053                         insn_buf[4] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_2, 0);
20054                         insn_buf[5] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_3, BPF_REG_0, 0);
20055                         insn_buf[6] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, 0);
20056                         insn_buf[7] = BPF_JMP_A(1);
20057                         insn_buf[8] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, -EINVAL);
20058                         cnt = 9;
20059
20060                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
20061                         if (!new_prog)
20062                                 return -ENOMEM;
20063
20064                         delta    += cnt - 1;
20065                         env->prog = prog = new_prog;
20066                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
20067                         goto next_insn;
20068                 }
20069
20070                 /* Implement bpf_get_func_ret inline. */
20071                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
20072                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_ret) {
20073                         if (eatype == BPF_TRACE_FEXIT ||
20074                             eatype == BPF_MODIFY_RETURN) {
20075                                 /* Load nr_args from ctx - 8 */
20076                                 insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
20077                                 insn_buf[1] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_0, 3);
20078                                 insn_buf[2] = BPF_ALU64_REG(BPF_ADD, BPF_REG_0, BPF_REG_1);
20079                                 insn_buf[3] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_3, BPF_REG_0, 0);
20080                                 insn_buf[4] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_2, BPF_REG_3, 0);
20081                                 insn_buf[5] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, 0);
20082                                 cnt = 6;
20083                         } else {
20084                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, -EOPNOTSUPP);
20085                                 cnt = 1;
20086                         }
20087
20088                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
20089                         if (!new_prog)
20090                                 return -ENOMEM;
20091
20092                         delta    += cnt - 1;
20093                         env->prog = prog = new_prog;
20094                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
20095                         goto next_insn;
20096                 }
20097
20098                 /* Implement get_func_arg_cnt inline. */
20099                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
20100                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_arg_cnt) {
20101                         /* Load nr_args from ctx - 8 */
20102                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
20103
20104                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, 1);
20105                         if (!new_prog)
20106                                 return -ENOMEM;
20107
20108                         env->prog = prog = new_prog;
20109                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
20110                         goto next_insn;
20111                 }
20112
20113                 /* Implement bpf_get_func_ip inline. */
20114                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
20115                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_ip) {
20116                         /* Load IP address from ctx - 16 */
20117                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -16);
20118
20119                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, 1);
20120                         if (!new_prog)
20121                                 return -ENOMEM;
20122
20123                         env->prog = prog = new_prog;
20124                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
20125                         goto next_insn;
20126                 }
20127
20128                 /* Implement bpf_kptr_xchg inline */
20129                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
20130                     insn->imm == BPF_FUNC_kptr_xchg &&
20131                     bpf_jit_supports_ptr_xchg()) {
20132                         insn_buf[0] = BPF_MOV64_REG(BPF_REG_0, BPF_REG_2);
20133                         insn_buf[1] = BPF_ATOMIC_OP(BPF_DW, BPF_XCHG, BPF_REG_1, BPF_REG_0, 0);
20134                         cnt = 2;
20135
20136                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
20137                         if (!new_prog)
20138                                 return -ENOMEM;
20139
20140                         delta    += cnt - 1;
20141                         env->prog = prog = new_prog;
20142                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
20143                         goto next_insn;
20144                 }
20145 patch_call_imm:
20146                 fn = env->ops->get_func_proto(insn->imm, env->prog);
20147                 /* all functions that have prototype and verifier allowed
20148                  * programs to call them, must be real in-kernel functions
20149                  */
20150                 if (!fn->func) {
20151                         verbose(env,
20152                                 "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
20153                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
20154                         return -EFAULT;
20155                 }
20156                 insn->imm = fn->func - __bpf_call_base;
20157 next_insn:
20158                 if (subprogs[cur_subprog + 1].start == i + delta + 1) {
20159                         subprogs[cur_subprog].stack_depth += stack_depth_extra;
20160                         subprogs[cur_subprog].stack_extra = stack_depth_extra;
20161                         cur_subprog++;
20162                         stack_depth = subprogs[cur_subprog].stack_depth;
20163                         stack_depth_extra = 0;
20164                 }
20165                 i++;
20166                 insn++;
20167         }
20168
20169         env->prog->aux->stack_depth = subprogs[0].stack_depth;
20170         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
20171                 int subprog_start = subprogs[i].start;
20172                 int stack_slots = subprogs[i].stack_extra / 8;
20173
20174                 if (!stack_slots)
20175                         continue;
20176                 if (stack_slots > 1) {
20177                         verbose(env, "verifier bug: stack_slots supports may_goto only\n");
20178                         return -EFAULT;
20179                 }
20180
20181                 /* Add ST insn to subprog prologue to init extra stack */
20182                 insn_buf[0] = BPF_ST_MEM(BPF_DW, BPF_REG_FP,
20183                                          -subprogs[i].stack_depth, BPF_MAX_LOOPS);
20184                 /* Copy first actual insn to preserve it */
20185                 insn_buf[1] = env->prog->insnsi[subprog_start];
20186
20187                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, subprog_start, insn_buf, 2);
20188                 if (!new_prog)
20189                         return -ENOMEM;
20190                 env->prog = prog = new_prog;
20191         }
20192
20193         /* Since poke tab is now finalized, publish aux to tracker. */
20194         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
20195                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
20196                 if (!map_ptr->ops->map_poke_track ||
20197                     !map_ptr->ops->map_poke_untrack ||
20198                     !map_ptr->ops->map_poke_run) {
20199                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
20200                         return -EINVAL;
20201                 }
20202
20203                 ret = map_ptr->ops->map_poke_track(map_ptr, prog->aux);
20204                 if (ret < 0) {
20205                         verbose(env, "tracking tail call prog failed\n");
20206                         return ret;
20207                 }
20208         }
20209
20210         sort_kfunc_descs_by_imm_off(env->prog);
20211
20212         return 0;
20213 }
20214
20215 static struct bpf_prog *inline_bpf_loop(struct bpf_verifier_env *env,
20216                                         int position,
20217                                         s32 stack_base,
20218                                         u32 callback_subprogno,
20219                                         u32 *cnt)
20220 {
20221         s32 r6_offset = stack_base + 0 * BPF_REG_SIZE;
20222         s32 r7_offset = stack_base + 1 * BPF_REG_SIZE;
20223         s32 r8_offset = stack_base + 2 * BPF_REG_SIZE;
20224         int reg_loop_max = BPF_REG_6;
20225         int reg_loop_cnt = BPF_REG_7;
20226         int reg_loop_ctx = BPF_REG_8;
20227
20228         struct bpf_prog *new_prog;
20229         u32 callback_start;
20230         u32 call_insn_offset;
20231         s32 callback_offset;
20232
20233         /* This represents an inlined version of bpf_iter.c:bpf_loop,
20234          * be careful to modify this code in sync.
20235          */
20236         struct bpf_insn insn_buf[] = {
20237                 /* Return error and jump to the end of the patch if
20238                  * expected number of iterations is too big.
20239                  */
20240                 BPF_JMP_IMM(BPF_JLE, BPF_REG_1, BPF_MAX_LOOPS, 2),
20241                 BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_0, -E2BIG),
20242                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 16),
20243                 /* spill R6, R7, R8 to use these as loop vars */
20244                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_6, r6_offset),
20245                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_7, r7_offset),
20246                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_8, r8_offset),
20247                 /* initialize loop vars */
20248                 BPF_MOV64_REG(reg_loop_max, BPF_REG_1),
20249                 BPF_MOV32_IMM(reg_loop_cnt, 0),
20250                 BPF_MOV64_REG(reg_loop_ctx, BPF_REG_3),
20251                 /* loop header,
20252                  * if reg_loop_cnt >= reg_loop_max skip the loop body
20253                  */
20254                 BPF_JMP_REG(BPF_JGE, reg_loop_cnt, reg_loop_max, 5),
20255                 /* callback call,
20256                  * correct callback offset would be set after patching
20257                  */
20258                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, reg_loop_cnt),
20259                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_2, reg_loop_ctx),
20260                 BPF_CALL_REL(0),
20261                 /* increment loop counter */
20262                 BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, reg_loop_cnt, 1),
20263                 /* jump to loop header if callback returned 0 */
20264                 BPF_JMP_IMM(BPF_JEQ, BPF_REG_0, 0, -6),
20265                 /* return value of bpf_loop,
20266                  * set R0 to the number of iterations
20267                  */
20268                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_0, reg_loop_cnt),
20269                 /* restore original values of R6, R7, R8 */
20270                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_6, BPF_REG_10, r6_offset),
20271                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_7, BPF_REG_10, r7_offset),
20272                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_8, BPF_REG_10, r8_offset),
20273         };
20274
20275         *cnt = ARRAY_SIZE(insn_buf);
20276         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, position, insn_buf, *cnt);
20277         if (!new_prog)
20278                 return new_prog;
20279
20280         /* callback start is known only after patching */
20281         callback_start = env->subprog_info[callback_subprogno].start;
20282         /* Note: insn_buf[12] is an offset of BPF_CALL_REL instruction */
20283         call_insn_offset = position + 12;
20284         callback_offset = callback_start - call_insn_offset - 1;
20285         new_prog->insnsi[call_insn_offset].imm = callback_offset;
20286
20287         return new_prog;
20288 }
20289
20290 static bool is_bpf_loop_call(struct bpf_insn *insn)
20291 {
20292         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
20293                 insn->src_reg == 0 &&
20294                 insn->imm == BPF_FUNC_loop;
20295 }
20296
20297 /* For all sub-programs in the program (including main) check
20298  * insn_aux_data to see if there are bpf_loop calls that require
20299  * inlining. If such calls are found the calls are replaced with a
20300  * sequence of instructions produced by `inline_bpf_loop` function and
20301  * subprog stack_depth is increased by the size of 3 registers.
20302  * This stack space is used to spill values of the R6, R7, R8.  These
20303  * registers are used to store the loop bound, counter and context
20304  * variables.
20305  */
20306 static int optimize_bpf_loop(struct bpf_verifier_env *env)
20307 {
20308         struct bpf_subprog_info *subprogs = env->subprog_info;
20309         int i, cur_subprog = 0, cnt, delta = 0;
20310         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
20311         int insn_cnt = env->prog->len;
20312         u16 stack_depth = subprogs[cur_subprog].stack_depth;
20313         u16 stack_depth_roundup = round_up(stack_depth, 8) - stack_depth;
20314         u16 stack_depth_extra = 0;
20315
20316         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
20317                 struct bpf_loop_inline_state *inline_state =
20318                         &env->insn_aux_data[i + delta].loop_inline_state;
20319
20320                 if (is_bpf_loop_call(insn) && inline_state->fit_for_inline) {
20321                         struct bpf_prog *new_prog;
20322
20323                         stack_depth_extra = BPF_REG_SIZE * 3 + stack_depth_roundup;
20324                         new_prog = inline_bpf_loop(env,
20325                                                    i + delta,
20326                                                    -(stack_depth + stack_depth_extra),
20327                                                    inline_state->callback_subprogno,
20328                                                    &cnt);
20329                         if (!new_prog)
20330                                 return -ENOMEM;
20331
20332                         delta     += cnt - 1;
20333                         env->prog  = new_prog;
20334                         insn       = new_prog->insnsi + i + delta;
20335                 }
20336
20337                 if (subprogs[cur_subprog + 1].start == i + delta + 1) {
20338                         subprogs[cur_subprog].stack_depth += stack_depth_extra;
20339                         cur_subprog++;
20340                         stack_depth = subprogs[cur_subprog].stack_depth;
20341                         stack_depth_roundup = round_up(stack_depth, 8) - stack_depth;
20342                         stack_depth_extra = 0;
20343                 }
20344         }
20345
20346         env->prog->aux->stack_depth = env->subprog_info[0].stack_depth;
20347
20348         return 0;
20349 }
20350
20351 static void free_states(struct bpf_verifier_env *env)
20352 {
20353         struct bpf_verifier_state_list *sl, *sln;
20354         int i;
20355
20356         sl = env->free_list;
20357         while (sl) {
20358                 sln = sl->next;
20359                 free_verifier_state(&sl->state, false);
20360                 kfree(sl);
20361                 sl = sln;
20362         }
20363         env->free_list = NULL;
20364
20365         if (!env->explored_states)
20366                 return;
20367
20368         for (i = 0; i < state_htab_size(env); i++) {
20369                 sl = env->explored_states[i];
20370
20371                 while (sl) {
20372                         sln = sl->next;
20373                         free_verifier_state(&sl->state, false);
20374                         kfree(sl);
20375                         sl = sln;
20376                 }
20377                 env->explored_states[i] = NULL;
20378         }
20379 }
20380
20381 static int do_check_common(struct bpf_verifier_env *env, int subprog)
20382 {
20383         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
20384         struct bpf_subprog_info *sub = subprog_info(env, subprog);
20385         struct bpf_verifier_state *state;
20386         struct bpf_reg_state *regs;
20387         int ret, i;
20388
20389         env->prev_linfo = NULL;
20390         env->pass_cnt++;
20391
20392         state = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state), GFP_KERNEL);
20393         if (!state)
20394                 return -ENOMEM;
20395         state->curframe = 0;
20396         state->speculative = false;
20397         state->branches = 1;
20398         state->frame[0] = kzalloc(sizeof(struct bpf_func_state), GFP_KERNEL);
20399         if (!state->frame[0]) {
20400                 kfree(state);
20401                 return -ENOMEM;
20402         }
20403         env->cur_state = state;
20404         init_func_state(env, state->frame[0],
20405                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
20406                         0 /* frameno */,
20407                         subprog);
20408         state->first_insn_idx = env->subprog_info[subprog].start;
20409         state->last_insn_idx = -1;
20410
20411         regs = state->frame[state->curframe]->regs;
20412         if (subprog || env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
20413                 const char *sub_name = subprog_name(env, subprog);
20414                 struct bpf_subprog_arg_info *arg;
20415                 struct bpf_reg_state *reg;
20416
20417                 verbose(env, "Validating %s() func#%d...\n", sub_name, subprog);
20418                 ret = btf_prepare_func_args(env, subprog);
20419                 if (ret)
20420                         goto out;
20421
20422                 if (subprog_is_exc_cb(env, subprog)) {
20423                         state->frame[0]->in_exception_callback_fn = true;
20424                         /* We have already ensured that the callback returns an integer, just
20425                          * like all global subprogs. We need to determine it only has a single
20426                          * scalar argument.
20427                          */
20428                         if (sub->arg_cnt != 1 || sub->args[0].arg_type != ARG_ANYTHING) {
20429                                 verbose(env, "exception cb only supports single integer argument\n");
20430                                 ret = -EINVAL;
20431                                 goto out;
20432                         }
20433                 }
20434                 for (i = BPF_REG_1; i <= sub->arg_cnt; i++) {
20435                         arg = &sub->args[i - BPF_REG_1];
20436                         reg = &regs[i];
20437
20438                         if (arg->arg_type == ARG_PTR_TO_CTX) {
20439                                 reg->type = PTR_TO_CTX;
20440                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
20441                         } else if (arg->arg_type == ARG_ANYTHING) {
20442                                 reg->type = SCALAR_VALUE;
20443                                 mark_reg_unknown(env, regs, i);
20444                         } else if (arg->arg_type == (ARG_PTR_TO_DYNPTR | MEM_RDONLY)) {
20445                                 /* assume unspecial LOCAL dynptr type */
20446                                 __mark_dynptr_reg(reg, BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL, true, ++env->id_gen);
20447                         } else if (base_type(arg->arg_type) == ARG_PTR_TO_MEM) {
20448                                 reg->type = PTR_TO_MEM;
20449                                 if (arg->arg_type & PTR_MAYBE_NULL)
20450                                         reg->type |= PTR_MAYBE_NULL;
20451                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
20452                                 reg->mem_size = arg->mem_size;
20453                                 reg->id = ++env->id_gen;
20454                         } else if (base_type(arg->arg_type) == ARG_PTR_TO_BTF_ID) {
20455                                 reg->type = PTR_TO_BTF_ID;
20456                                 if (arg->arg_type & PTR_MAYBE_NULL)
20457                                         reg->type |= PTR_MAYBE_NULL;
20458                                 if (arg->arg_type & PTR_UNTRUSTED)
20459                                         reg->type |= PTR_UNTRUSTED;
20460                                 if (arg->arg_type & PTR_TRUSTED)
20461                                         reg->type |= PTR_TRUSTED;
20462                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
20463                                 reg->btf = bpf_get_btf_vmlinux(); /* can't fail at this point */
20464                                 reg->btf_id = arg->btf_id;
20465                                 reg->id = ++env->id_gen;
20466                         } else if (base_type(arg->arg_type) == ARG_PTR_TO_ARENA) {
20467                                 /* caller can pass either PTR_TO_ARENA or SCALAR */
20468                                 mark_reg_unknown(env, regs, i);
20469                         } else {
20470                                 WARN_ONCE(1, "BUG: unhandled arg#%d type %d\n",
20471                                           i - BPF_REG_1, arg->arg_type);
20472                                 ret = -EFAULT;
20473                                 goto out;
20474                         }
20475                 }
20476         } else {
20477                 /* if main BPF program has associated BTF info, validate that
20478                  * it's matching expected signature, and otherwise mark BTF
20479                  * info for main program as unreliable
20480                  */
20481                 if (env->prog->aux->func_info_aux) {
20482                         ret = btf_prepare_func_args(env, 0);
20483                         if (ret || sub->arg_cnt != 1 || sub->args[0].arg_type != ARG_PTR_TO_CTX)
20484                                 env->prog->aux->func_info_aux[0].unreliable = true;
20485                 }
20486
20487                 /* 1st arg to a function */
20488                 regs[BPF_REG_1].type = PTR_TO_CTX;
20489                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_1);
20490         }
20491
20492         ret = do_check(env);
20493 out:
20494         /* check for NULL is necessary, since cur_state can be freed inside
20495          * do_check() under memory pressure.
20496          */
20497         if (env->cur_state) {
20498                 free_verifier_state(env->cur_state, true);
20499                 env->cur_state = NULL;
20500         }
20501         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
20502         if (!ret && pop_log)
20503                 bpf_vlog_reset(&env->log, 0);
20504         free_states(env);
20505         return ret;
20506 }
20507
20508 /* Lazily verify all global functions based on their BTF, if they are called
20509  * from main BPF program or any of subprograms transitively.
20510  * BPF global subprogs called from dead code are not validated.
20511  * All callable global functions must pass verification.
20512  * Otherwise the whole program is rejected.
20513  * Consider:
20514  * int bar(int);
20515  * int foo(int f)
20516  * {
20517  *    return bar(f);
20518  * }
20519  * int bar(int b)
20520  * {
20521  *    ...
20522  * }
20523  * foo() will be verified first for R1=any_scalar_value. During verification it
20524  * will be assumed that bar() already verified successfully and call to bar()
20525  * from foo() will be checked for type match only. Later bar() will be verified
20526  * independently to check that it's safe for R1=any_scalar_value.
20527  */
20528 static int do_check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
20529 {
20530         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
20531         struct bpf_func_info_aux *sub_aux;
20532         int i, ret, new_cnt;
20533
20534         if (!aux->func_info)
20535                 return 0;
20536
20537         /* exception callback is presumed to be always called */
20538         if (env->exception_callback_subprog)
20539                 subprog_aux(env, env->exception_callback_subprog)->called = true;
20540
20541 again:
20542         new_cnt = 0;
20543         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
20544                 if (!subprog_is_global(env, i))
20545                         continue;
20546
20547                 sub_aux = subprog_aux(env, i);
20548                 if (!sub_aux->called || sub_aux->verified)
20549                         continue;
20550
20551                 env->insn_idx = env->subprog_info[i].start;
20552                 WARN_ON_ONCE(env->insn_idx == 0);
20553                 ret = do_check_common(env, i);
20554                 if (ret) {
20555                         return ret;
20556                 } else if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
20557                         verbose(env, "Func#%d ('%s') is safe for any args that match its prototype\n",
20558                                 i, subprog_name(env, i));
20559                 }
20560
20561                 /* We verified new global subprog, it might have called some
20562                  * more global subprogs that we haven't verified yet, so we
20563                  * need to do another pass over subprogs to verify those.
20564                  */
20565                 sub_aux->verified = true;
20566                 new_cnt++;
20567         }
20568
20569         /* We can't loop forever as we verify at least one global subprog on
20570          * each pass.
20571          */
20572         if (new_cnt)
20573                 goto again;
20574
20575         return 0;
20576 }
20577
20578 static int do_check_main(struct bpf_verifier_env *env)
20579 {
20580         int ret;
20581
20582         env->insn_idx = 0;
20583         ret = do_check_common(env, 0);
20584         if (!ret)
20585                 env->prog->aux->stack_depth = env->subprog_info[0].stack_depth;
20586         return ret;
20587 }
20588
20589
20590 static void print_verification_stats(struct bpf_verifier_env *env)
20591 {
20592         int i;
20593
20594         if (env->log.level & BPF_LOG_STATS) {
20595                 verbose(env, "verification time %lld usec\n",
20596                         div_u64(env->verification_time, 1000));
20597                 verbose(env, "stack depth ");
20598                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
20599                         u32 depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
20600
20601                         verbose(env, "%d", depth);
20602                         if (i + 1 < env->subprog_cnt)
20603                                 verbose(env, "+");
20604                 }
20605                 verbose(env, "\n");
20606         }
20607         verbose(env, "processed %d insns (limit %d) max_states_per_insn %d "
20608                 "total_states %d peak_states %d mark_read %d\n",
20609                 env->insn_processed, BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS,
20610                 env->max_states_per_insn, env->total_states,
20611                 env->peak_states, env->longest_mark_read_walk);
20612 }
20613
20614 static int check_struct_ops_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
20615 {
20616         const struct btf_type *t, *func_proto;
20617         const struct bpf_struct_ops_desc *st_ops_desc;
20618         const struct bpf_struct_ops *st_ops;
20619         const struct btf_member *member;
20620         struct bpf_prog *prog = env->prog;
20621         u32 btf_id, member_idx;
20622         struct btf *btf;
20623         const char *mname;
20624
20625         if (!prog->gpl_compatible) {
20626                 verbose(env, "struct ops programs must have a GPL compatible license\n");
20627                 return -EINVAL;
20628         }
20629
20630         if (!prog->aux->attach_btf_id)
20631                 return -ENOTSUPP;
20632
20633         btf = prog->aux->attach_btf;
20634         if (btf_is_module(btf)) {
20635                 /* Make sure st_ops is valid through the lifetime of env */
20636                 env->attach_btf_mod = btf_try_get_module(btf);
20637                 if (!env->attach_btf_mod) {
20638                         verbose(env, "struct_ops module %s is not found\n",
20639                                 btf_get_name(btf));
20640                         return -ENOTSUPP;
20641                 }
20642         }
20643
20644         btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
20645         st_ops_desc = bpf_struct_ops_find(btf, btf_id);
20646         if (!st_ops_desc) {
20647                 verbose(env, "attach_btf_id %u is not a supported struct\n",
20648                         btf_id);
20649                 return -ENOTSUPP;
20650         }
20651         st_ops = st_ops_desc->st_ops;
20652
20653         t = st_ops_desc->type;
20654         member_idx = prog->expected_attach_type;
20655         if (member_idx >= btf_type_vlen(t)) {
20656                 verbose(env, "attach to invalid member idx %u of struct %s\n",
20657                         member_idx, st_ops->name);
20658                 return -EINVAL;
20659         }
20660
20661         member = &btf_type_member(t)[member_idx];
20662         mname = btf_name_by_offset(btf, member->name_off);
20663         func_proto = btf_type_resolve_func_ptr(btf, member->type,
20664                                                NULL);
20665         if (!func_proto) {
20666                 verbose(env, "attach to invalid member %s(@idx %u) of struct %s\n",
20667                         mname, member_idx, st_ops->name);
20668                 return -EINVAL;
20669         }
20670
20671         if (st_ops->check_member) {
20672                 int err = st_ops->check_member(t, member, prog);
20673
20674                 if (err) {
20675                         verbose(env, "attach to unsupported member %s of struct %s\n",
20676                                 mname, st_ops->name);
20677                         return err;
20678                 }
20679         }
20680
20681         /* btf_ctx_access() used this to provide argument type info */
20682         prog->aux->ctx_arg_info =
20683                 st_ops_desc->arg_info[member_idx].info;
20684         prog->aux->ctx_arg_info_size =
20685                 st_ops_desc->arg_info[member_idx].cnt;
20686
20687         prog->aux->attach_func_proto = func_proto;
20688         prog->aux->attach_func_name = mname;
20689         env->ops = st_ops->verifier_ops;
20690
20691         return 0;
20692 }
20693 #define SECURITY_PREFIX "security_"
20694
20695 static int check_attach_modify_return(unsigned long addr, const char *func_name)
20696 {
20697         if (within_error_injection_list(addr) ||
20698             !strncmp(SECURITY_PREFIX, func_name, sizeof(SECURITY_PREFIX) - 1))
20699                 return 0;
20700
20701         return -EINVAL;
20702 }
20703
20704 /* list of non-sleepable functions that are otherwise on
20705  * ALLOW_ERROR_INJECTION list
20706  */
20707 BTF_SET_START(btf_non_sleepable_error_inject)
20708 /* Three functions below can be called from sleepable and non-sleepable context.
20709  * Assume non-sleepable from bpf safety point of view.
20710  */
20711 BTF_ID(func, __filemap_add_folio)
20712 BTF_ID(func, should_fail_alloc_page)
20713 BTF_ID(func, should_failslab)
20714 BTF_SET_END(btf_non_sleepable_error_inject)
20715
20716 static int check_non_sleepable_error_inject(u32 btf_id)
20717 {
20718         return btf_id_set_contains(&btf_non_sleepable_error_inject, btf_id);
20719 }
20720
20721 int bpf_check_attach_target(struct bpf_verifier_log *log,
20722                             const struct bpf_prog *prog,
20723                             const struct bpf_prog *tgt_prog,
20724                             u32 btf_id,
20725                             struct bpf_attach_target_info *tgt_info)
20726 {
20727         bool prog_extension = prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT;
20728         bool prog_tracing = prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING;
20729         const char prefix[] = "btf_trace_";
20730         int ret = 0, subprog = -1, i;
20731         const struct btf_type *t;
20732         bool conservative = true;
20733         const char *tname;
20734         struct btf *btf;
20735         long addr = 0;
20736         struct module *mod = NULL;
20737
20738         if (!btf_id) {
20739                 bpf_log(log, "Tracing programs must provide btf_id\n");
20740                 return -EINVAL;
20741         }
20742         btf = tgt_prog ? tgt_prog->aux->btf : prog->aux->attach_btf;
20743         if (!btf) {
20744                 bpf_log(log,
20745                         "FENTRY/FEXIT program can only be attached to another program annotated with BTF\n");
20746                 return -EINVAL;
20747         }
20748         t = btf_type_by_id(btf, btf_id);
20749         if (!t) {
20750                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u is invalid\n", btf_id);
20751                 return -EINVAL;
20752         }
20753         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
20754         if (!tname) {
20755                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u doesn't have a name\n", btf_id);
20756                 return -EINVAL;
20757         }
20758         if (tgt_prog) {
20759                 struct bpf_prog_aux *aux = tgt_prog->aux;
20760
20761                 if (bpf_prog_is_dev_bound(prog->aux) &&
20762                     !bpf_prog_dev_bound_match(prog, tgt_prog)) {
20763                         bpf_log(log, "Target program bound device mismatch");
20764                         return -EINVAL;
20765                 }
20766
20767                 for (i = 0; i < aux->func_info_cnt; i++)
20768                         if (aux->func_info[i].type_id == btf_id) {
20769                                 subprog = i;
20770                                 break;
20771                         }
20772                 if (subprog == -1) {
20773                         bpf_log(log, "Subprog %s doesn't exist\n", tname);
20774                         return -EINVAL;
20775                 }
20776                 if (aux->func && aux->func[subprog]->aux->exception_cb) {
20777                         bpf_log(log,
20778                                 "%s programs cannot attach to exception callback\n",
20779                                 prog_extension ? "Extension" : "FENTRY/FEXIT");
20780                         return -EINVAL;
20781                 }
20782                 conservative = aux->func_info_aux[subprog].unreliable;
20783                 if (prog_extension) {
20784                         if (conservative) {
20785                                 bpf_log(log,
20786                                         "Cannot replace static functions\n");
20787                                 return -EINVAL;
20788                         }
20789                         if (!prog->jit_requested) {
20790                                 bpf_log(log,
20791                                         "Extension programs should be JITed\n");
20792                                 return -EINVAL;
20793                         }
20794                 }
20795                 if (!tgt_prog->jited) {
20796                         bpf_log(log, "Can attach to only JITed progs\n");
20797                         return -EINVAL;
20798                 }
20799                 if (prog_tracing) {
20800                         if (aux->attach_tracing_prog) {
20801                                 /*
20802                                  * Target program is an fentry/fexit which is already attached
20803                                  * to another tracing program. More levels of nesting
20804                                  * attachment are not allowed.
20805                                  */
20806                                 bpf_log(log, "Cannot nest tracing program attach more than once\n");
20807                                 return -EINVAL;
20808                         }
20809                 } else if (tgt_prog->type == prog->type) {
20810                         /*
20811                          * To avoid potential call chain cycles, prevent attaching of a
20812                          * program extension to another extension. It's ok to attach
20813                          * fentry/fexit to extension program.
20814                          */
20815                         bpf_log(log, "Cannot recursively attach\n");
20816                         return -EINVAL;
20817                 }
20818                 if (tgt_prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
20819                     prog_extension &&
20820                     (tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FENTRY ||
20821                      tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FEXIT)) {
20822                         /* Program extensions can extend all program types
20823                          * except fentry/fexit. The reason is the following.
20824                          * The fentry/fexit programs are used for performance
20825                          * analysis, stats and can be attached to any program
20826                          * type. When extension program is replacing XDP function
20827                          * it is necessary to allow performance analysis of all
20828                          * functions. Both original XDP program and its program
20829                          * extension. Hence attaching fentry/fexit to
20830                          * BPF_PROG_TYPE_EXT is allowed. If extending of
20831                          * fentry/fexit was allowed it would be possible to create
20832                          * long call chain fentry->extension->fentry->extension
20833                          * beyond reasonable stack size. Hence extending fentry
20834                          * is not allowed.
20835                          */
20836                         bpf_log(log, "Cannot extend fentry/fexit\n");
20837                         return -EINVAL;
20838                 }
20839         } else {
20840                 if (prog_extension) {
20841                         bpf_log(log, "Cannot replace kernel functions\n");
20842                         return -EINVAL;
20843                 }
20844         }
20845
20846         switch (prog->expected_attach_type) {
20847         case BPF_TRACE_RAW_TP:
20848                 if (tgt_prog) {
20849                         bpf_log(log,
20850                                 "Only FENTRY/FEXIT progs are attachable to another BPF prog\n");
20851                         return -EINVAL;
20852                 }
20853                 if (!btf_type_is_typedef(t)) {
20854                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a typedef\n",
20855                                 btf_id);
20856                         return -EINVAL;
20857                 }
20858                 if (strncmp(prefix, tname, sizeof(prefix) - 1)) {
20859                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u points to wrong type name %s\n",
20860                                 btf_id, tname);
20861                         return -EINVAL;
20862                 }
20863                 tname += sizeof(prefix) - 1;
20864                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
20865                 if (!btf_type_is_ptr(t))
20866                         /* should never happen in valid vmlinux build */
20867                         return -EINVAL;
20868                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
20869                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
20870                         /* should never happen in valid vmlinux build */
20871                         return -EINVAL;
20872
20873                 break;
20874         case BPF_TRACE_ITER:
20875                 if (!btf_type_is_func(t)) {
20876                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
20877                                 btf_id);
20878                         return -EINVAL;
20879                 }
20880                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
20881                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
20882                         return -EINVAL;
20883                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
20884                 if (ret)
20885                         return ret;
20886                 break;
20887         default:
20888                 if (!prog_extension)
20889                         return -EINVAL;
20890                 fallthrough;
20891         case BPF_MODIFY_RETURN:
20892         case BPF_LSM_MAC:
20893         case BPF_LSM_CGROUP:
20894         case BPF_TRACE_FENTRY:
20895         case BPF_TRACE_FEXIT:
20896                 if (!btf_type_is_func(t)) {
20897                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
20898                                 btf_id);
20899                         return -EINVAL;
20900                 }
20901                 if (prog_extension &&
20902                     btf_check_type_match(log, prog, btf, t))
20903                         return -EINVAL;
20904                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
20905                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
20906                         return -EINVAL;
20907
20908                 if ((prog->aux->saved_dst_prog_type || prog->aux->saved_dst_attach_type) &&
20909                     (!tgt_prog || prog->aux->saved_dst_prog_type != tgt_prog->type ||
20910                      prog->aux->saved_dst_attach_type != tgt_prog->expected_attach_type))
20911                         return -EINVAL;
20912
20913                 if (tgt_prog && conservative)
20914                         t = NULL;
20915
20916                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
20917                 if (ret < 0)
20918                         return ret;
20919
20920                 if (tgt_prog) {
20921                         if (subprog == 0)
20922                                 addr = (long) tgt_prog->bpf_func;
20923                         else
20924                                 addr = (long) tgt_prog->aux->func[subprog]->bpf_func;
20925                 } else {
20926                         if (btf_is_module(btf)) {
20927                                 mod = btf_try_get_module(btf);
20928                                 if (mod)
20929                                         addr = find_kallsyms_symbol_value(mod, tname);
20930                                 else
20931                                         addr = 0;
20932                         } else {
20933                                 addr = kallsyms_lookup_name(tname);
20934                         }
20935                         if (!addr) {
20936                                 module_put(mod);
20937                                 bpf_log(log,
20938                                         "The address of function %s cannot be found\n",
20939                                         tname);
20940                                 return -ENOENT;
20941                         }
20942                 }
20943
20944                 if (prog->sleepable) {
20945                         ret = -EINVAL;
20946                         switch (prog->type) {
20947                         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
20948
20949                                 /* fentry/fexit/fmod_ret progs can be sleepable if they are
20950                                  * attached to ALLOW_ERROR_INJECTION and are not in denylist.
20951                                  */
20952                                 if (!check_non_sleepable_error_inject(btf_id) &&
20953                                     within_error_injection_list(addr))
20954                                         ret = 0;
20955                                 /* fentry/fexit/fmod_ret progs can also be sleepable if they are
20956                                  * in the fmodret id set with the KF_SLEEPABLE flag.
20957                                  */
20958                                 else {
20959                                         u32 *flags = btf_kfunc_is_modify_return(btf, btf_id,
20960                                                                                 prog);
20961
20962                                         if (flags && (*flags & KF_SLEEPABLE))
20963                                                 ret = 0;
20964                                 }
20965                                 break;
20966                         case BPF_PROG_TYPE_LSM:
20967                                 /* LSM progs check that they are attached to bpf_lsm_*() funcs.
20968                                  * Only some of them are sleepable.
20969                                  */
20970                                 if (bpf_lsm_is_sleepable_hook(btf_id))
20971                                         ret = 0;
20972                                 break;
20973                         default:
20974                                 break;
20975                         }
20976                         if (ret) {
20977                                 module_put(mod);
20978                                 bpf_log(log, "%s is not sleepable\n", tname);
20979                                 return ret;
20980                         }
20981                 } else if (prog->expected_attach_type == BPF_MODIFY_RETURN) {
20982                         if (tgt_prog) {
20983                                 module_put(mod);
20984                                 bpf_log(log, "can't modify return codes of BPF programs\n");
20985                                 return -EINVAL;
20986                         }
20987                         ret = -EINVAL;
20988                         if (btf_kfunc_is_modify_return(btf, btf_id, prog) ||
20989                             !check_attach_modify_return(addr, tname))
20990                                 ret = 0;
20991                         if (ret) {
20992                                 module_put(mod);
20993                                 bpf_log(log, "%s() is not modifiable\n", tname);
20994                                 return ret;
20995                         }
20996                 }
20997
20998                 break;
20999         }
21000         tgt_info->tgt_addr = addr;
21001         tgt_info->tgt_name = tname;
21002         tgt_info->tgt_type = t;
21003         tgt_info->tgt_mod = mod;
21004         return 0;
21005 }
21006
21007 BTF_SET_START(btf_id_deny)
21008 BTF_ID_UNUSED
21009 #ifdef CONFIG_SMP
21010 BTF_ID(func, migrate_disable)
21011 BTF_ID(func, migrate_enable)
21012 #endif
21013 #if !defined CONFIG_PREEMPT_RCU && !defined CONFIG_TINY_RCU
21014 BTF_ID(func, rcu_read_unlock_strict)
21015 #endif
21016 #if defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || defined(CONFIG_TRACE_PREEMPT_TOGGLE)
21017 BTF_ID(func, preempt_count_add)
21018 BTF_ID(func, preempt_count_sub)
21019 #endif
21020 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU
21021 BTF_ID(func, __rcu_read_lock)
21022 BTF_ID(func, __rcu_read_unlock)
21023 #endif
21024 BTF_SET_END(btf_id_deny)
21025
21026 static bool can_be_sleepable(struct bpf_prog *prog)
21027 {
21028         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING) {
21029                 switch (prog->expected_attach_type) {
21030                 case BPF_TRACE_FENTRY:
21031                 case BPF_TRACE_FEXIT:
21032                 case BPF_MODIFY_RETURN:
21033                 case BPF_TRACE_ITER:
21034                         return true;
21035                 default:
21036                         return false;
21037                 }
21038         }
21039         return prog->type == BPF_PROG_TYPE_LSM ||
21040                prog->type == BPF_PROG_TYPE_KPROBE /* only for uprobes */ ||
21041                prog->type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS;
21042 }
21043
21044 static int check_attach_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
21045 {
21046         struct bpf_prog *prog = env->prog;
21047         struct bpf_prog *tgt_prog = prog->aux->dst_prog;
21048         struct bpf_attach_target_info tgt_info = {};
21049         u32 btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
21050         struct bpf_trampoline *tr;
21051         int ret;
21052         u64 key;
21053
21054         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_SYSCALL) {
21055                 if (prog->sleepable)
21056                         /* attach_btf_id checked to be zero already */
21057                         return 0;
21058                 verbose(env, "Syscall programs can only be sleepable\n");
21059                 return -EINVAL;
21060         }
21061
21062         if (prog->sleepable && !can_be_sleepable(prog)) {
21063                 verbose(env, "Only fentry/fexit/fmod_ret, lsm, iter, uprobe, and struct_ops programs can be sleepable\n");
21064                 return -EINVAL;
21065         }
21066
21067         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS)
21068                 return check_struct_ops_btf_id(env);
21069
21070         if (prog->type != BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
21071             prog->type != BPF_PROG_TYPE_LSM &&
21072             prog->type != BPF_PROG_TYPE_EXT)
21073                 return 0;
21074
21075         ret = bpf_check_attach_target(&env->log, prog, tgt_prog, btf_id, &tgt_info);
21076         if (ret)
21077                 return ret;
21078
21079         if (tgt_prog && prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
21080                 /* to make freplace equivalent to their targets, they need to
21081                  * inherit env->ops and expected_attach_type for the rest of the
21082                  * verification
21083                  */
21084                 env->ops = bpf_verifier_ops[tgt_prog->type];
21085                 prog->expected_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
21086         }
21087
21088         /* store info about the attachment target that will be used later */
21089         prog->aux->attach_func_proto = tgt_info.tgt_type;
21090         prog->aux->attach_func_name = tgt_info.tgt_name;
21091         prog->aux->mod = tgt_info.tgt_mod;
21092
21093         if (tgt_prog) {
21094                 prog->aux->saved_dst_prog_type = tgt_prog->type;
21095                 prog->aux->saved_dst_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
21096         }
21097
21098         if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_RAW_TP) {
21099                 prog->aux->attach_btf_trace = true;
21100                 return 0;
21101         } else if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_ITER) {
21102                 if (!bpf_iter_prog_supported(prog))
21103                         return -EINVAL;
21104                 return 0;
21105         }
21106
21107         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_LSM) {
21108                 ret = bpf_lsm_verify_prog(&env->log, prog);
21109                 if (ret < 0)
21110                         return ret;
21111         } else if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
21112                    btf_id_set_contains(&btf_id_deny, btf_id)) {
21113                 return -EINVAL;
21114         }
21115
21116         key = bpf_trampoline_compute_key(tgt_prog, prog->aux->attach_btf, btf_id);
21117         tr = bpf_trampoline_get(key, &tgt_info);
21118         if (!tr)
21119                 return -ENOMEM;
21120
21121         if (tgt_prog && tgt_prog->aux->tail_call_reachable)
21122                 tr->flags = BPF_TRAMP_F_TAIL_CALL_CTX;
21123
21124         prog->aux->dst_trampoline = tr;
21125         return 0;
21126 }
21127
21128 struct btf *bpf_get_btf_vmlinux(void)
21129 {
21130         if (!btf_vmlinux && IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_INFO_BTF)) {
21131                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
21132                 if (!btf_vmlinux)
21133                         btf_vmlinux = btf_parse_vmlinux();
21134                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
21135         }
21136         return btf_vmlinux;
21137 }
21138
21139 int bpf_check(struct bpf_prog **prog, union bpf_attr *attr, bpfptr_t uattr, __u32 uattr_size)
21140 {
21141         u64 start_time = ktime_get_ns();
21142         struct bpf_verifier_env *env;
21143         int i, len, ret = -EINVAL, err;
21144         u32 log_true_size;
21145         bool is_priv;
21146
21147         /* no program is valid */
21148         if (ARRAY_SIZE(bpf_verifier_ops) == 0)
21149                 return -EINVAL;
21150
21151         /* 'struct bpf_verifier_env' can be global, but since it's not small,
21152          * allocate/free it every time bpf_check() is called
21153          */
21154         env = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_env), GFP_KERNEL);
21155         if (!env)
21156                 return -ENOMEM;
21157
21158         env->bt.env = env;
21159
21160         len = (*prog)->len;
21161         env->insn_aux_data =
21162                 vzalloc(array_size(sizeof(struct bpf_insn_aux_data), len));
21163         ret = -ENOMEM;
21164         if (!env->insn_aux_data)
21165                 goto err_free_env;
21166         for (i = 0; i < len; i++)
21167                 env->insn_aux_data[i].orig_idx = i;
21168         env->prog = *prog;
21169         env->ops = bpf_verifier_ops[env->prog->type];
21170         env->fd_array = make_bpfptr(attr->fd_array, uattr.is_kernel);
21171
21172         env->allow_ptr_leaks = bpf_allow_ptr_leaks(env->prog->aux->token);
21173         env->allow_uninit_stack = bpf_allow_uninit_stack(env->prog->aux->token);
21174         env->bypass_spec_v1 = bpf_bypass_spec_v1(env->prog->aux->token);
21175         env->bypass_spec_v4 = bpf_bypass_spec_v4(env->prog->aux->token);
21176         env->bpf_capable = is_priv = bpf_token_capable(env->prog->aux->token, CAP_BPF);
21177
21178         bpf_get_btf_vmlinux();
21179
21180         /* grab the mutex to protect few globals used by verifier */
21181         if (!is_priv)
21182                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
21183
21184         /* user could have requested verbose verifier output
21185          * and supplied buffer to store the verification trace
21186          */
21187         ret = bpf_vlog_init(&env->log, attr->log_level,
21188                             (char __user *) (unsigned long) attr->log_buf,
21189                             attr->log_size);
21190         if (ret)
21191                 goto err_unlock;
21192
21193         mark_verifier_state_clean(env);
21194
21195         if (IS_ERR(btf_vmlinux)) {
21196                 /* Either gcc or pahole or kernel are broken. */
21197                 verbose(env, "in-kernel BTF is malformed\n");
21198                 ret = PTR_ERR(btf_vmlinux);
21199                 goto skip_full_check;
21200         }
21201
21202         env->strict_alignment = !!(attr->prog_flags & BPF_F_STRICT_ALIGNMENT);
21203         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS))
21204                 env->strict_alignment = true;
21205         if (attr->prog_flags & BPF_F_ANY_ALIGNMENT)
21206                 env->strict_alignment = false;
21207
21208         if (is_priv)
21209                 env->test_state_freq = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_STATE_FREQ;
21210         env->test_reg_invariants = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_REG_INVARIANTS;
21211
21212         env->explored_states = kvcalloc(state_htab_size(env),
21213                                        sizeof(struct bpf_verifier_state_list *),
21214                                        GFP_USER);
21215         ret = -ENOMEM;
21216         if (!env->explored_states)
21217                 goto skip_full_check;
21218
21219         ret = check_btf_info_early(env, attr, uattr);
21220         if (ret < 0)
21221                 goto skip_full_check;
21222
21223         ret = add_subprog_and_kfunc(env);
21224         if (ret < 0)
21225                 goto skip_full_check;
21226
21227         ret = check_subprogs(env);
21228         if (ret < 0)
21229                 goto skip_full_check;
21230
21231         ret = check_btf_info(env, attr, uattr);
21232         if (ret < 0)
21233                 goto skip_full_check;
21234
21235         ret = check_attach_btf_id(env);
21236         if (ret)
21237                 goto skip_full_check;
21238
21239         ret = resolve_pseudo_ldimm64(env);
21240         if (ret < 0)
21241                 goto skip_full_check;
21242
21243         if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
21244                 ret = bpf_prog_offload_verifier_prep(env->prog);
21245                 if (ret)
21246                         goto skip_full_check;
21247         }
21248
21249         ret = check_cfg(env);
21250         if (ret < 0)
21251                 goto skip_full_check;
21252
21253         ret = do_check_main(env);
21254         ret = ret ?: do_check_subprogs(env);
21255
21256         if (ret == 0 && bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
21257                 ret = bpf_prog_offload_finalize(env);
21258
21259 skip_full_check:
21260         kvfree(env->explored_states);
21261
21262         if (ret == 0)
21263                 ret = check_max_stack_depth(env);
21264
21265         /* instruction rewrites happen after this point */
21266         if (ret == 0)
21267                 ret = optimize_bpf_loop(env);
21268
21269         if (is_priv) {
21270                 if (ret == 0)
21271                         opt_hard_wire_dead_code_branches(env);
21272                 if (ret == 0)
21273                         ret = opt_remove_dead_code(env);
21274                 if (ret == 0)
21275                         ret = opt_remove_nops(env);
21276         } else {
21277                 if (ret == 0)
21278                         sanitize_dead_code(env);
21279         }
21280
21281         if (ret == 0)
21282                 /* program is valid, convert *(u32*)(ctx + off) accesses */
21283                 ret = convert_ctx_accesses(env);
21284
21285         if (ret == 0)
21286                 ret = do_misc_fixups(env);
21287
21288         /* do 32-bit optimization after insn patching has done so those patched
21289          * insns could be handled correctly.
21290          */
21291         if (ret == 0 && !bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
21292                 ret = opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(env, attr);
21293                 env->prog->aux->verifier_zext = bpf_jit_needs_zext() ? !ret
21294                                                                      : false;
21295         }
21296
21297         if (ret == 0)
21298                 ret = fixup_call_args(env);
21299
21300         env->verification_time = ktime_get_ns() - start_time;
21301         print_verification_stats(env);
21302         env->prog->aux->verified_insns = env->insn_processed;
21303
21304         /* preserve original error even if log finalization is successful */
21305         err = bpf_vlog_finalize(&env->log, &log_true_size);
21306         if (err)
21307                 ret = err;
21308
21309         if (uattr_size >= offsetofend(union bpf_attr, log_true_size) &&
21310             copy_to_bpfptr_offset(uattr, offsetof(union bpf_attr, log_true_size),
21311                                   &log_true_size, sizeof(log_true_size))) {
21312                 ret = -EFAULT;
21313                 goto err_release_maps;
21314         }
21315
21316         if (ret)
21317                 goto err_release_maps;
21318
21319         if (env->used_map_cnt) {
21320                 /* if program passed verifier, update used_maps in bpf_prog_info */
21321                 env->prog->aux->used_maps = kmalloc_array(env->used_map_cnt,
21322                                                           sizeof(env->used_maps[0]),
21323                                                           GFP_KERNEL);
21324
21325                 if (!env->prog->aux->used_maps) {
21326                         ret = -ENOMEM;
21327                         goto err_release_maps;
21328                 }
21329
21330                 memcpy(env->prog->aux->used_maps, env->used_maps,
21331                        sizeof(env->used_maps[0]) * env->used_map_cnt);
21332                 env->prog->aux->used_map_cnt = env->used_map_cnt;
21333         }
21334         if (env->used_btf_cnt) {
21335                 /* if program passed verifier, update used_btfs in bpf_prog_aux */
21336                 env->prog->aux->used_btfs = kmalloc_array(env->used_btf_cnt,
21337                                                           sizeof(env->used_btfs[0]),
21338                                                           GFP_KERNEL);
21339                 if (!env->prog->aux->used_btfs) {
21340                         ret = -ENOMEM;
21341                         goto err_release_maps;
21342                 }
21343
21344                 memcpy(env->prog->aux->used_btfs, env->used_btfs,
21345                        sizeof(env->used_btfs[0]) * env->used_btf_cnt);
21346                 env->prog->aux->used_btf_cnt = env->used_btf_cnt;
21347         }
21348         if (env->used_map_cnt || env->used_btf_cnt) {
21349                 /* program is valid. Convert pseudo bpf_ld_imm64 into generic
21350                  * bpf_ld_imm64 instructions
21351                  */
21352                 convert_pseudo_ld_imm64(env);
21353         }
21354
21355         adjust_btf_func(env);
21356
21357 err_release_maps:
21358         if (!env->prog->aux->used_maps)
21359                 /* if we didn't copy map pointers into bpf_prog_info, release
21360                  * them now. Otherwise free_used_maps() will release them.
21361                  */
21362                 release_maps(env);
21363         if (!env->prog->aux->used_btfs)
21364                 release_btfs(env);
21365
21366         /* extension progs temporarily inherit the attach_type of their targets
21367            for verification purposes, so set it back to zero before returning
21368          */
21369         if (env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT)
21370                 env->prog->expected_attach_type = 0;
21371
21372         *prog = env->prog;
21373
21374         module_put(env->attach_btf_mod);
21375 err_unlock:
21376         if (!is_priv)
21377                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
21378         vfree(env->insn_aux_data);
21379 err_free_env:
21380         kfree(env);
21381         return ret;
21382 }