Merge branch 'for-6.9/amd-sfh' into for-linus
[sfrench/cifs-2.6.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_storage_get_function(enum bpf_func_id func_id)
532 {
533         return func_id == BPF_FUNC_sk_storage_get ||
534                func_id == BPF_FUNC_inode_storage_get ||
535                func_id == BPF_FUNC_task_storage_get ||
536                func_id == BPF_FUNC_cgrp_storage_get;
537 }
538
539 static bool helper_multiple_ref_obj_use(enum bpf_func_id func_id,
540                                         const struct bpf_map *map)
541 {
542         int ref_obj_uses = 0;
543
544         if (is_ptr_cast_function(func_id))
545                 ref_obj_uses++;
546         if (is_acquire_function(func_id, map))
547                 ref_obj_uses++;
548         if (is_dynptr_ref_function(func_id))
549                 ref_obj_uses++;
550
551         return ref_obj_uses > 1;
552 }
553
554 static bool is_cmpxchg_insn(const struct bpf_insn *insn)
555 {
556         return BPF_CLASS(insn->code) == BPF_STX &&
557                BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC &&
558                insn->imm == BPF_CMPXCHG;
559 }
560
561 static int __get_spi(s32 off)
562 {
563         return (-off - 1) / BPF_REG_SIZE;
564 }
565
566 static struct bpf_func_state *func(struct bpf_verifier_env *env,
567                                    const struct bpf_reg_state *reg)
568 {
569         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
570
571         return cur->frame[reg->frameno];
572 }
573
574 static bool is_spi_bounds_valid(struct bpf_func_state *state, int spi, int nr_slots)
575 {
576        int allocated_slots = state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE;
577
578        /* We need to check that slots between [spi - nr_slots + 1, spi] are
579         * within [0, allocated_stack).
580         *
581         * Please note that the spi grows downwards. For example, a dynptr
582         * takes the size of two stack slots; the first slot will be at
583         * spi and the second slot will be at spi - 1.
584         */
585        return spi - nr_slots + 1 >= 0 && spi < allocated_slots;
586 }
587
588 static int stack_slot_obj_get_spi(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
589                                   const char *obj_kind, int nr_slots)
590 {
591         int off, spi;
592
593         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
594                 verbose(env, "%s has to be at a constant offset\n", obj_kind);
595                 return -EINVAL;
596         }
597
598         off = reg->off + reg->var_off.value;
599         if (off % BPF_REG_SIZE) {
600                 verbose(env, "cannot pass in %s at an offset=%d\n", obj_kind, off);
601                 return -EINVAL;
602         }
603
604         spi = __get_spi(off);
605         if (spi + 1 < nr_slots) {
606                 verbose(env, "cannot pass in %s at an offset=%d\n", obj_kind, off);
607                 return -EINVAL;
608         }
609
610         if (!is_spi_bounds_valid(func(env, reg), spi, nr_slots))
611                 return -ERANGE;
612         return spi;
613 }
614
615 static int dynptr_get_spi(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
616 {
617         return stack_slot_obj_get_spi(env, reg, "dynptr", BPF_DYNPTR_NR_SLOTS);
618 }
619
620 static int iter_get_spi(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg, int nr_slots)
621 {
622         return stack_slot_obj_get_spi(env, reg, "iter", nr_slots);
623 }
624
625 static enum bpf_dynptr_type arg_to_dynptr_type(enum bpf_arg_type arg_type)
626 {
627         switch (arg_type & DYNPTR_TYPE_FLAG_MASK) {
628         case DYNPTR_TYPE_LOCAL:
629                 return BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL;
630         case DYNPTR_TYPE_RINGBUF:
631                 return BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
632         case DYNPTR_TYPE_SKB:
633                 return BPF_DYNPTR_TYPE_SKB;
634         case DYNPTR_TYPE_XDP:
635                 return BPF_DYNPTR_TYPE_XDP;
636         default:
637                 return BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID;
638         }
639 }
640
641 static enum bpf_type_flag get_dynptr_type_flag(enum bpf_dynptr_type type)
642 {
643         switch (type) {
644         case BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL:
645                 return DYNPTR_TYPE_LOCAL;
646         case BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF:
647                 return DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
648         case BPF_DYNPTR_TYPE_SKB:
649                 return DYNPTR_TYPE_SKB;
650         case BPF_DYNPTR_TYPE_XDP:
651                 return DYNPTR_TYPE_XDP;
652         default:
653                 return 0;
654         }
655 }
656
657 static bool dynptr_type_refcounted(enum bpf_dynptr_type type)
658 {
659         return type == BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
660 }
661
662 static void __mark_dynptr_reg(struct bpf_reg_state *reg,
663                               enum bpf_dynptr_type type,
664                               bool first_slot, int dynptr_id);
665
666 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
667                                 struct bpf_reg_state *reg);
668
669 static void mark_dynptr_stack_regs(struct bpf_verifier_env *env,
670                                    struct bpf_reg_state *sreg1,
671                                    struct bpf_reg_state *sreg2,
672                                    enum bpf_dynptr_type type)
673 {
674         int id = ++env->id_gen;
675
676         __mark_dynptr_reg(sreg1, type, true, id);
677         __mark_dynptr_reg(sreg2, type, false, id);
678 }
679
680 static void mark_dynptr_cb_reg(struct bpf_verifier_env *env,
681                                struct bpf_reg_state *reg,
682                                enum bpf_dynptr_type type)
683 {
684         __mark_dynptr_reg(reg, type, true, ++env->id_gen);
685 }
686
687 static int destroy_if_dynptr_stack_slot(struct bpf_verifier_env *env,
688                                         struct bpf_func_state *state, int spi);
689
690 static int mark_stack_slots_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
691                                    enum bpf_arg_type arg_type, int insn_idx, int clone_ref_obj_id)
692 {
693         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
694         enum bpf_dynptr_type type;
695         int spi, i, err;
696
697         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
698         if (spi < 0)
699                 return spi;
700
701         /* We cannot assume both spi and spi - 1 belong to the same dynptr,
702          * hence we need to call destroy_if_dynptr_stack_slot twice for both,
703          * to ensure that for the following example:
704          *      [d1][d1][d2][d2]
705          * spi    3   2   1   0
706          * So marking spi = 2 should lead to destruction of both d1 and d2. In
707          * case they do belong to same dynptr, second call won't see slot_type
708          * as STACK_DYNPTR and will simply skip destruction.
709          */
710         err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi);
711         if (err)
712                 return err;
713         err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi - 1);
714         if (err)
715                 return err;
716
717         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
718                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_DYNPTR;
719                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_DYNPTR;
720         }
721
722         type = arg_to_dynptr_type(arg_type);
723         if (type == BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID)
724                 return -EINVAL;
725
726         mark_dynptr_stack_regs(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
727                                &state->stack[spi - 1].spilled_ptr, type);
728
729         if (dynptr_type_refcounted(type)) {
730                 /* The id is used to track proper releasing */
731                 int id;
732
733                 if (clone_ref_obj_id)
734                         id = clone_ref_obj_id;
735                 else
736                         id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
737
738                 if (id < 0)
739                         return id;
740
741                 state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id = id;
742                 state->stack[spi - 1].spilled_ptr.ref_obj_id = id;
743         }
744
745         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
746         state->stack[spi - 1].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
747
748         return 0;
749 }
750
751 static void invalidate_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *state, int spi)
752 {
753         int i;
754
755         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
756                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_INVALID;
757                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_INVALID;
758         }
759
760         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
761         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi - 1].spilled_ptr);
762
763         /* Why do we need to set REG_LIVE_WRITTEN for STACK_INVALID slot?
764          *
765          * While we don't allow reading STACK_INVALID, it is still possible to
766          * do <8 byte writes marking some but not all slots as STACK_MISC. Then,
767          * helpers or insns can do partial read of that part without failing,
768          * but check_stack_range_initialized, check_stack_read_var_off, and
769          * check_stack_read_fixed_off will do mark_reg_read for all 8-bytes of
770          * the slot conservatively. Hence we need to prevent those liveness
771          * marking walks.
772          *
773          * This was not a problem before because STACK_INVALID is only set by
774          * default (where the default reg state has its reg->parent as NULL), or
775          * in clean_live_states after REG_LIVE_DONE (at which point
776          * mark_reg_read won't walk reg->parent chain), but not randomly during
777          * verifier state exploration (like we did above). Hence, for our case
778          * parentage chain will still be live (i.e. reg->parent may be
779          * non-NULL), while earlier reg->parent was NULL, so we need
780          * REG_LIVE_WRITTEN to screen off read marker propagation when it is
781          * done later on reads or by mark_dynptr_read as well to unnecessary
782          * mark registers in verifier state.
783          */
784         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
785         state->stack[spi - 1].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
786 }
787
788 static int unmark_stack_slots_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
789 {
790         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
791         int spi, ref_obj_id, i;
792
793         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
794         if (spi < 0)
795                 return spi;
796
797         if (!dynptr_type_refcounted(state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type)) {
798                 invalidate_dynptr(env, state, spi);
799                 return 0;
800         }
801
802         ref_obj_id = state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id;
803
804         /* If the dynptr has a ref_obj_id, then we need to invalidate
805          * two things:
806          *
807          * 1) Any dynptrs with a matching ref_obj_id (clones)
808          * 2) Any slices derived from this dynptr.
809          */
810
811         /* Invalidate any slices associated with this dynptr */
812         WARN_ON_ONCE(release_reference(env, ref_obj_id));
813
814         /* Invalidate any dynptr clones */
815         for (i = 1; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
816                 if (state->stack[i].spilled_ptr.ref_obj_id != ref_obj_id)
817                         continue;
818
819                 /* it should always be the case that if the ref obj id
820                  * matches then the stack slot also belongs to a
821                  * dynptr
822                  */
823                 if (state->stack[i].slot_type[0] != STACK_DYNPTR) {
824                         verbose(env, "verifier internal error: misconfigured ref_obj_id\n");
825                         return -EFAULT;
826                 }
827                 if (state->stack[i].spilled_ptr.dynptr.first_slot)
828                         invalidate_dynptr(env, state, i);
829         }
830
831         return 0;
832 }
833
834 static void __mark_reg_unknown(const struct bpf_verifier_env *env,
835                                struct bpf_reg_state *reg);
836
837 static void mark_reg_invalid(const struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
838 {
839         if (!env->allow_ptr_leaks)
840                 __mark_reg_not_init(env, reg);
841         else
842                 __mark_reg_unknown(env, reg);
843 }
844
845 static int destroy_if_dynptr_stack_slot(struct bpf_verifier_env *env,
846                                         struct bpf_func_state *state, int spi)
847 {
848         struct bpf_func_state *fstate;
849         struct bpf_reg_state *dreg;
850         int i, dynptr_id;
851
852         /* We always ensure that STACK_DYNPTR is never set partially,
853          * hence just checking for slot_type[0] is enough. This is
854          * different for STACK_SPILL, where it may be only set for
855          * 1 byte, so code has to use is_spilled_reg.
856          */
857         if (state->stack[spi].slot_type[0] != STACK_DYNPTR)
858                 return 0;
859
860         /* Reposition spi to first slot */
861         if (!state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.first_slot)
862                 spi = spi + 1;
863
864         if (dynptr_type_refcounted(state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type)) {
865                 verbose(env, "cannot overwrite referenced dynptr\n");
866                 return -EINVAL;
867         }
868
869         mark_stack_slot_scratched(env, spi);
870         mark_stack_slot_scratched(env, spi - 1);
871
872         /* Writing partially to one dynptr stack slot destroys both. */
873         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
874                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_INVALID;
875                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_INVALID;
876         }
877
878         dynptr_id = state->stack[spi].spilled_ptr.id;
879         /* Invalidate any slices associated with this dynptr */
880         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, fstate, dreg, ({
881                 /* Dynptr slices are only PTR_TO_MEM_OR_NULL and PTR_TO_MEM */
882                 if (dreg->type != (PTR_TO_MEM | PTR_MAYBE_NULL) && dreg->type != PTR_TO_MEM)
883                         continue;
884                 if (dreg->dynptr_id == dynptr_id)
885                         mark_reg_invalid(env, dreg);
886         }));
887
888         /* Do not release reference state, we are destroying dynptr on stack,
889          * not using some helper to release it. Just reset register.
890          */
891         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
892         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi - 1].spilled_ptr);
893
894         /* Same reason as unmark_stack_slots_dynptr above */
895         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
896         state->stack[spi - 1].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
897
898         return 0;
899 }
900
901 static bool is_dynptr_reg_valid_uninit(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
902 {
903         int spi;
904
905         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
906                 return false;
907
908         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
909
910         /* -ERANGE (i.e. spi not falling into allocated stack slots) isn't an
911          * error because this just means the stack state hasn't been updated yet.
912          * We will do check_mem_access to check and update stack bounds later.
913          */
914         if (spi < 0 && spi != -ERANGE)
915                 return false;
916
917         /* We don't need to check if the stack slots are marked by previous
918          * dynptr initializations because we allow overwriting existing unreferenced
919          * STACK_DYNPTR slots, see mark_stack_slots_dynptr which calls
920          * destroy_if_dynptr_stack_slot to ensure dynptr objects at the slots we are
921          * touching are completely destructed before we reinitialize them for a new
922          * one. For referenced ones, destroy_if_dynptr_stack_slot returns an error early
923          * instead of delaying it until the end where the user will get "Unreleased
924          * reference" error.
925          */
926         return true;
927 }
928
929 static bool is_dynptr_reg_valid_init(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
930 {
931         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
932         int i, spi;
933
934         /* This already represents first slot of initialized bpf_dynptr.
935          *
936          * CONST_PTR_TO_DYNPTR already has fixed and var_off as 0 due to
937          * check_func_arg_reg_off's logic, so we don't need to check its
938          * offset and alignment.
939          */
940         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
941                 return true;
942
943         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
944         if (spi < 0)
945                 return false;
946         if (!state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.first_slot)
947                 return false;
948
949         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
950                 if (state->stack[spi].slot_type[i] != STACK_DYNPTR ||
951                     state->stack[spi - 1].slot_type[i] != STACK_DYNPTR)
952                         return false;
953         }
954
955         return true;
956 }
957
958 static bool is_dynptr_type_expected(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
959                                     enum bpf_arg_type arg_type)
960 {
961         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
962         enum bpf_dynptr_type dynptr_type;
963         int spi;
964
965         /* ARG_PTR_TO_DYNPTR takes any type of dynptr */
966         if (arg_type == ARG_PTR_TO_DYNPTR)
967                 return true;
968
969         dynptr_type = arg_to_dynptr_type(arg_type);
970         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR) {
971                 return reg->dynptr.type == dynptr_type;
972         } else {
973                 spi = dynptr_get_spi(env, reg);
974                 if (spi < 0)
975                         return false;
976                 return state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type == dynptr_type;
977         }
978 }
979
980 static void __mark_reg_known_zero(struct bpf_reg_state *reg);
981
982 static bool in_rcu_cs(struct bpf_verifier_env *env);
983
984 static bool is_kfunc_rcu_protected(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta);
985
986 static int mark_stack_slots_iter(struct bpf_verifier_env *env,
987                                  struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
988                                  struct bpf_reg_state *reg, int insn_idx,
989                                  struct btf *btf, u32 btf_id, int nr_slots)
990 {
991         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
992         int spi, i, j, id;
993
994         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
995         if (spi < 0)
996                 return spi;
997
998         id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
999         if (id < 0)
1000                 return id;
1001
1002         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1003                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1004                 struct bpf_reg_state *st = &slot->spilled_ptr;
1005
1006                 __mark_reg_known_zero(st);
1007                 st->type = PTR_TO_STACK; /* we don't have dedicated reg type */
1008                 if (is_kfunc_rcu_protected(meta)) {
1009                         if (in_rcu_cs(env))
1010                                 st->type |= MEM_RCU;
1011                         else
1012                                 st->type |= PTR_UNTRUSTED;
1013                 }
1014                 st->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1015                 st->ref_obj_id = i == 0 ? id : 0;
1016                 st->iter.btf = btf;
1017                 st->iter.btf_id = btf_id;
1018                 st->iter.state = BPF_ITER_STATE_ACTIVE;
1019                 st->iter.depth = 0;
1020
1021                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1022                         slot->slot_type[j] = STACK_ITER;
1023
1024                 mark_stack_slot_scratched(env, spi - i);
1025         }
1026
1027         return 0;
1028 }
1029
1030 static int unmark_stack_slots_iter(struct bpf_verifier_env *env,
1031                                    struct bpf_reg_state *reg, int nr_slots)
1032 {
1033         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1034         int spi, i, j;
1035
1036         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1037         if (spi < 0)
1038                 return spi;
1039
1040         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1041                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1042                 struct bpf_reg_state *st = &slot->spilled_ptr;
1043
1044                 if (i == 0)
1045                         WARN_ON_ONCE(release_reference(env, st->ref_obj_id));
1046
1047                 __mark_reg_not_init(env, st);
1048
1049                 /* see unmark_stack_slots_dynptr() for why we need to set REG_LIVE_WRITTEN */
1050                 st->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1051
1052                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1053                         slot->slot_type[j] = STACK_INVALID;
1054
1055                 mark_stack_slot_scratched(env, spi - i);
1056         }
1057
1058         return 0;
1059 }
1060
1061 static bool is_iter_reg_valid_uninit(struct bpf_verifier_env *env,
1062                                      struct bpf_reg_state *reg, int nr_slots)
1063 {
1064         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1065         int spi, i, j;
1066
1067         /* For -ERANGE (i.e. spi not falling into allocated stack slots), we
1068          * will do check_mem_access to check and update stack bounds later, so
1069          * return true for that case.
1070          */
1071         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1072         if (spi == -ERANGE)
1073                 return true;
1074         if (spi < 0)
1075                 return false;
1076
1077         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1078                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1079
1080                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1081                         if (slot->slot_type[j] == STACK_ITER)
1082                                 return false;
1083         }
1084
1085         return true;
1086 }
1087
1088 static int is_iter_reg_valid_init(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
1089                                    struct btf *btf, u32 btf_id, int nr_slots)
1090 {
1091         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1092         int spi, i, j;
1093
1094         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1095         if (spi < 0)
1096                 return -EINVAL;
1097
1098         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1099                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1100                 struct bpf_reg_state *st = &slot->spilled_ptr;
1101
1102                 if (st->type & PTR_UNTRUSTED)
1103                         return -EPROTO;
1104                 /* only main (first) slot has ref_obj_id set */
1105                 if (i == 0 && !st->ref_obj_id)
1106                         return -EINVAL;
1107                 if (i != 0 && st->ref_obj_id)
1108                         return -EINVAL;
1109                 if (st->iter.btf != btf || st->iter.btf_id != btf_id)
1110                         return -EINVAL;
1111
1112                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1113                         if (slot->slot_type[j] != STACK_ITER)
1114                                 return -EINVAL;
1115         }
1116
1117         return 0;
1118 }
1119
1120 /* Check if given stack slot is "special":
1121  *   - spilled register state (STACK_SPILL);
1122  *   - dynptr state (STACK_DYNPTR);
1123  *   - iter state (STACK_ITER).
1124  */
1125 static bool is_stack_slot_special(const struct bpf_stack_state *stack)
1126 {
1127         enum bpf_stack_slot_type type = stack->slot_type[BPF_REG_SIZE - 1];
1128
1129         switch (type) {
1130         case STACK_SPILL:
1131         case STACK_DYNPTR:
1132         case STACK_ITER:
1133                 return true;
1134         case STACK_INVALID:
1135         case STACK_MISC:
1136         case STACK_ZERO:
1137                 return false;
1138         default:
1139                 WARN_ONCE(1, "unknown stack slot type %d\n", type);
1140                 return true;
1141         }
1142 }
1143
1144 /* The reg state of a pointer or a bounded scalar was saved when
1145  * it was spilled to the stack.
1146  */
1147 static bool is_spilled_reg(const struct bpf_stack_state *stack)
1148 {
1149         return stack->slot_type[BPF_REG_SIZE - 1] == STACK_SPILL;
1150 }
1151
1152 static bool is_spilled_scalar_reg(const struct bpf_stack_state *stack)
1153 {
1154         return stack->slot_type[BPF_REG_SIZE - 1] == STACK_SPILL &&
1155                stack->spilled_ptr.type == SCALAR_VALUE;
1156 }
1157
1158 /* Mark stack slot as STACK_MISC, unless it is already STACK_INVALID, in which
1159  * case they are equivalent, or it's STACK_ZERO, in which case we preserve
1160  * more precise STACK_ZERO.
1161  * Note, in uprivileged mode leaving STACK_INVALID is wrong, so we take
1162  * env->allow_ptr_leaks into account and force STACK_MISC, if necessary.
1163  */
1164 static void mark_stack_slot_misc(struct bpf_verifier_env *env, u8 *stype)
1165 {
1166         if (*stype == STACK_ZERO)
1167                 return;
1168         if (env->allow_ptr_leaks && *stype == STACK_INVALID)
1169                 return;
1170         *stype = STACK_MISC;
1171 }
1172
1173 static void scrub_spilled_slot(u8 *stype)
1174 {
1175         if (*stype != STACK_INVALID)
1176                 *stype = STACK_MISC;
1177 }
1178
1179 /* copy array src of length n * size bytes to dst. dst is reallocated if it's too
1180  * small to hold src. This is different from krealloc since we don't want to preserve
1181  * the contents of dst.
1182  *
1183  * Leaves dst untouched if src is NULL or length is zero. Returns NULL if memory could
1184  * not be allocated.
1185  */
1186 static void *copy_array(void *dst, const void *src, size_t n, size_t size, gfp_t flags)
1187 {
1188         size_t alloc_bytes;
1189         void *orig = dst;
1190         size_t bytes;
1191
1192         if (ZERO_OR_NULL_PTR(src))
1193                 goto out;
1194
1195         if (unlikely(check_mul_overflow(n, size, &bytes)))
1196                 return NULL;
1197
1198         alloc_bytes = max(ksize(orig), kmalloc_size_roundup(bytes));
1199         dst = krealloc(orig, alloc_bytes, flags);
1200         if (!dst) {
1201                 kfree(orig);
1202                 return NULL;
1203         }
1204
1205         memcpy(dst, src, bytes);
1206 out:
1207         return dst ? dst : ZERO_SIZE_PTR;
1208 }
1209
1210 /* resize an array from old_n items to new_n items. the array is reallocated if it's too
1211  * small to hold new_n items. new items are zeroed out if the array grows.
1212  *
1213  * Contrary to krealloc_array, does not free arr if new_n is zero.
1214  */
1215 static void *realloc_array(void *arr, size_t old_n, size_t new_n, size_t size)
1216 {
1217         size_t alloc_size;
1218         void *new_arr;
1219
1220         if (!new_n || old_n == new_n)
1221                 goto out;
1222
1223         alloc_size = kmalloc_size_roundup(size_mul(new_n, size));
1224         new_arr = krealloc(arr, alloc_size, GFP_KERNEL);
1225         if (!new_arr) {
1226                 kfree(arr);
1227                 return NULL;
1228         }
1229         arr = new_arr;
1230
1231         if (new_n > old_n)
1232                 memset(arr + old_n * size, 0, (new_n - old_n) * size);
1233
1234 out:
1235         return arr ? arr : ZERO_SIZE_PTR;
1236 }
1237
1238 static int copy_reference_state(struct bpf_func_state *dst, const struct bpf_func_state *src)
1239 {
1240         dst->refs = copy_array(dst->refs, src->refs, src->acquired_refs,
1241                                sizeof(struct bpf_reference_state), GFP_KERNEL);
1242         if (!dst->refs)
1243                 return -ENOMEM;
1244
1245         dst->acquired_refs = src->acquired_refs;
1246         return 0;
1247 }
1248
1249 static int copy_stack_state(struct bpf_func_state *dst, const struct bpf_func_state *src)
1250 {
1251         size_t n = src->allocated_stack / BPF_REG_SIZE;
1252
1253         dst->stack = copy_array(dst->stack, src->stack, n, sizeof(struct bpf_stack_state),
1254                                 GFP_KERNEL);
1255         if (!dst->stack)
1256                 return -ENOMEM;
1257
1258         dst->allocated_stack = src->allocated_stack;
1259         return 0;
1260 }
1261
1262 static int resize_reference_state(struct bpf_func_state *state, size_t n)
1263 {
1264         state->refs = realloc_array(state->refs, state->acquired_refs, n,
1265                                     sizeof(struct bpf_reference_state));
1266         if (!state->refs)
1267                 return -ENOMEM;
1268
1269         state->acquired_refs = n;
1270         return 0;
1271 }
1272
1273 /* Possibly update state->allocated_stack to be at least size bytes. Also
1274  * possibly update the function's high-water mark in its bpf_subprog_info.
1275  */
1276 static int grow_stack_state(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *state, int size)
1277 {
1278         size_t old_n = state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE, n;
1279
1280         /* The stack size is always a multiple of BPF_REG_SIZE. */
1281         size = round_up(size, BPF_REG_SIZE);
1282         n = size / BPF_REG_SIZE;
1283
1284         if (old_n >= n)
1285                 return 0;
1286
1287         state->stack = realloc_array(state->stack, old_n, n, sizeof(struct bpf_stack_state));
1288         if (!state->stack)
1289                 return -ENOMEM;
1290
1291         state->allocated_stack = size;
1292
1293         /* update known max for given subprogram */
1294         if (env->subprog_info[state->subprogno].stack_depth < size)
1295                 env->subprog_info[state->subprogno].stack_depth = size;
1296
1297         return 0;
1298 }
1299
1300 /* Acquire a pointer id from the env and update the state->refs to include
1301  * this new pointer reference.
1302  * On success, returns a valid pointer id to associate with the register
1303  * On failure, returns a negative errno.
1304  */
1305 static int acquire_reference_state(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
1306 {
1307         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
1308         int new_ofs = state->acquired_refs;
1309         int id, err;
1310
1311         err = resize_reference_state(state, state->acquired_refs + 1);
1312         if (err)
1313                 return err;
1314         id = ++env->id_gen;
1315         state->refs[new_ofs].id = id;
1316         state->refs[new_ofs].insn_idx = insn_idx;
1317         state->refs[new_ofs].callback_ref = state->in_callback_fn ? state->frameno : 0;
1318
1319         return id;
1320 }
1321
1322 /* release function corresponding to acquire_reference_state(). Idempotent. */
1323 static int release_reference_state(struct bpf_func_state *state, int ptr_id)
1324 {
1325         int i, last_idx;
1326
1327         last_idx = state->acquired_refs - 1;
1328         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
1329                 if (state->refs[i].id == ptr_id) {
1330                         /* Cannot release caller references in callbacks */
1331                         if (state->in_callback_fn && state->refs[i].callback_ref != state->frameno)
1332                                 return -EINVAL;
1333                         if (last_idx && i != last_idx)
1334                                 memcpy(&state->refs[i], &state->refs[last_idx],
1335                                        sizeof(*state->refs));
1336                         memset(&state->refs[last_idx], 0, sizeof(*state->refs));
1337                         state->acquired_refs--;
1338                         return 0;
1339                 }
1340         }
1341         return -EINVAL;
1342 }
1343
1344 static void free_func_state(struct bpf_func_state *state)
1345 {
1346         if (!state)
1347                 return;
1348         kfree(state->refs);
1349         kfree(state->stack);
1350         kfree(state);
1351 }
1352
1353 static void clear_jmp_history(struct bpf_verifier_state *state)
1354 {
1355         kfree(state->jmp_history);
1356         state->jmp_history = NULL;
1357         state->jmp_history_cnt = 0;
1358 }
1359
1360 static void free_verifier_state(struct bpf_verifier_state *state,
1361                                 bool free_self)
1362 {
1363         int i;
1364
1365         for (i = 0; i <= state->curframe; i++) {
1366                 free_func_state(state->frame[i]);
1367                 state->frame[i] = NULL;
1368         }
1369         clear_jmp_history(state);
1370         if (free_self)
1371                 kfree(state);
1372 }
1373
1374 /* copy verifier state from src to dst growing dst stack space
1375  * when necessary to accommodate larger src stack
1376  */
1377 static int copy_func_state(struct bpf_func_state *dst,
1378                            const struct bpf_func_state *src)
1379 {
1380         int err;
1381
1382         memcpy(dst, src, offsetof(struct bpf_func_state, acquired_refs));
1383         err = copy_reference_state(dst, src);
1384         if (err)
1385                 return err;
1386         return copy_stack_state(dst, src);
1387 }
1388
1389 static int copy_verifier_state(struct bpf_verifier_state *dst_state,
1390                                const struct bpf_verifier_state *src)
1391 {
1392         struct bpf_func_state *dst;
1393         int i, err;
1394
1395         dst_state->jmp_history = copy_array(dst_state->jmp_history, src->jmp_history,
1396                                           src->jmp_history_cnt, sizeof(*dst_state->jmp_history),
1397                                           GFP_USER);
1398         if (!dst_state->jmp_history)
1399                 return -ENOMEM;
1400         dst_state->jmp_history_cnt = src->jmp_history_cnt;
1401
1402         /* if dst has more stack frames then src frame, free them, this is also
1403          * necessary in case of exceptional exits using bpf_throw.
1404          */
1405         for (i = src->curframe + 1; i <= dst_state->curframe; i++) {
1406                 free_func_state(dst_state->frame[i]);
1407                 dst_state->frame[i] = NULL;
1408         }
1409         dst_state->speculative = src->speculative;
1410         dst_state->active_rcu_lock = src->active_rcu_lock;
1411         dst_state->curframe = src->curframe;
1412         dst_state->active_lock.ptr = src->active_lock.ptr;
1413         dst_state->active_lock.id = src->active_lock.id;
1414         dst_state->branches = src->branches;
1415         dst_state->parent = src->parent;
1416         dst_state->first_insn_idx = src->first_insn_idx;
1417         dst_state->last_insn_idx = src->last_insn_idx;
1418         dst_state->dfs_depth = src->dfs_depth;
1419         dst_state->callback_unroll_depth = src->callback_unroll_depth;
1420         dst_state->used_as_loop_entry = src->used_as_loop_entry;
1421         for (i = 0; i <= src->curframe; i++) {
1422                 dst = dst_state->frame[i];
1423                 if (!dst) {
1424                         dst = kzalloc(sizeof(*dst), GFP_KERNEL);
1425                         if (!dst)
1426                                 return -ENOMEM;
1427                         dst_state->frame[i] = dst;
1428                 }
1429                 err = copy_func_state(dst, src->frame[i]);
1430                 if (err)
1431                         return err;
1432         }
1433         return 0;
1434 }
1435
1436 static u32 state_htab_size(struct bpf_verifier_env *env)
1437 {
1438         return env->prog->len;
1439 }
1440
1441 static struct bpf_verifier_state_list **explored_state(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
1442 {
1443         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
1444         struct bpf_func_state *state = cur->frame[cur->curframe];
1445
1446         return &env->explored_states[(idx ^ state->callsite) % state_htab_size(env)];
1447 }
1448
1449 static bool same_callsites(struct bpf_verifier_state *a, struct bpf_verifier_state *b)
1450 {
1451         int fr;
1452
1453         if (a->curframe != b->curframe)
1454                 return false;
1455
1456         for (fr = a->curframe; fr >= 0; fr--)
1457                 if (a->frame[fr]->callsite != b->frame[fr]->callsite)
1458                         return false;
1459
1460         return true;
1461 }
1462
1463 /* Open coded iterators allow back-edges in the state graph in order to
1464  * check unbounded loops that iterators.
1465  *
1466  * In is_state_visited() it is necessary to know if explored states are
1467  * part of some loops in order to decide whether non-exact states
1468  * comparison could be used:
1469  * - non-exact states comparison establishes sub-state relation and uses
1470  *   read and precision marks to do so, these marks are propagated from
1471  *   children states and thus are not guaranteed to be final in a loop;
1472  * - exact states comparison just checks if current and explored states
1473  *   are identical (and thus form a back-edge).
1474  *
1475  * Paper "A New Algorithm for Identifying Loops in Decompilation"
1476  * by Tao Wei, Jian Mao, Wei Zou and Yu Chen [1] presents a convenient
1477  * algorithm for loop structure detection and gives an overview of
1478  * relevant terminology. It also has helpful illustrations.
1479  *
1480  * [1] https://api.semanticscholar.org/CorpusID:15784067
1481  *
1482  * We use a similar algorithm but because loop nested structure is
1483  * irrelevant for verifier ours is significantly simpler and resembles
1484  * strongly connected components algorithm from Sedgewick's textbook.
1485  *
1486  * Define topmost loop entry as a first node of the loop traversed in a
1487  * depth first search starting from initial state. The goal of the loop
1488  * tracking algorithm is to associate topmost loop entries with states
1489  * derived from these entries.
1490  *
1491  * For each step in the DFS states traversal algorithm needs to identify
1492  * the following situations:
1493  *
1494  *          initial                     initial                   initial
1495  *            |                           |                         |
1496  *            V                           V                         V
1497  *           ...                         ...           .---------> hdr
1498  *            |                           |            |            |
1499  *            V                           V            |            V
1500  *           cur                     .-> succ          |    .------...
1501  *            |                      |    |            |    |       |
1502  *            V                      |    V            |    V       V
1503  *           succ                    '-- cur           |   ...     ...
1504  *                                                     |    |       |
1505  *                                                     |    V       V
1506  *                                                     |   succ <- cur
1507  *                                                     |    |
1508  *                                                     |    V
1509  *                                                     |   ...
1510  *                                                     |    |
1511  *                                                     '----'
1512  *
1513  *  (A) successor state of cur   (B) successor state of cur or it's entry
1514  *      not yet traversed            are in current DFS path, thus cur and succ
1515  *                                   are members of the same outermost loop
1516  *
1517  *                      initial                  initial
1518  *                        |                        |
1519  *                        V                        V
1520  *                       ...                      ...
1521  *                        |                        |
1522  *                        V                        V
1523  *                .------...               .------...
1524  *                |       |                |       |
1525  *                V       V                V       V
1526  *           .-> hdr     ...              ...     ...
1527  *           |    |       |                |       |
1528  *           |    V       V                V       V
1529  *           |   succ <- cur              succ <- cur
1530  *           |    |                        |
1531  *           |    V                        V
1532  *           |   ...                      ...
1533  *           |    |                        |
1534  *           '----'                       exit
1535  *
1536  * (C) successor state of cur is a part of some loop but this loop
1537  *     does not include cur or successor state is not in a loop at all.
1538  *
1539  * Algorithm could be described as the following python code:
1540  *
1541  *     traversed = set()   # Set of traversed nodes
1542  *     entries = {}        # Mapping from node to loop entry
1543  *     depths = {}         # Depth level assigned to graph node
1544  *     path = set()        # Current DFS path
1545  *
1546  *     # Find outermost loop entry known for n
1547  *     def get_loop_entry(n):
1548  *         h = entries.get(n, None)
1549  *         while h in entries and entries[h] != h:
1550  *             h = entries[h]
1551  *         return h
1552  *
1553  *     # Update n's loop entry if h's outermost entry comes
1554  *     # before n's outermost entry in current DFS path.
1555  *     def update_loop_entry(n, h):
1556  *         n1 = get_loop_entry(n) or n
1557  *         h1 = get_loop_entry(h) or h
1558  *         if h1 in path and depths[h1] <= depths[n1]:
1559  *             entries[n] = h1
1560  *
1561  *     def dfs(n, depth):
1562  *         traversed.add(n)
1563  *         path.add(n)
1564  *         depths[n] = depth
1565  *         for succ in G.successors(n):
1566  *             if succ not in traversed:
1567  *                 # Case A: explore succ and update cur's loop entry
1568  *                 #         only if succ's entry is in current DFS path.
1569  *                 dfs(succ, depth + 1)
1570  *                 h = get_loop_entry(succ)
1571  *                 update_loop_entry(n, h)
1572  *             else:
1573  *                 # Case B or C depending on `h1 in path` check in update_loop_entry().
1574  *                 update_loop_entry(n, succ)
1575  *         path.remove(n)
1576  *
1577  * To adapt this algorithm for use with verifier:
1578  * - use st->branch == 0 as a signal that DFS of succ had been finished
1579  *   and cur's loop entry has to be updated (case A), handle this in
1580  *   update_branch_counts();
1581  * - use st->branch > 0 as a signal that st is in the current DFS path;
1582  * - handle cases B and C in is_state_visited();
1583  * - update topmost loop entry for intermediate states in get_loop_entry().
1584  */
1585 static struct bpf_verifier_state *get_loop_entry(struct bpf_verifier_state *st)
1586 {
1587         struct bpf_verifier_state *topmost = st->loop_entry, *old;
1588
1589         while (topmost && topmost->loop_entry && topmost != topmost->loop_entry)
1590                 topmost = topmost->loop_entry;
1591         /* Update loop entries for intermediate states to avoid this
1592          * traversal in future get_loop_entry() calls.
1593          */
1594         while (st && st->loop_entry != topmost) {
1595                 old = st->loop_entry;
1596                 st->loop_entry = topmost;
1597                 st = old;
1598         }
1599         return topmost;
1600 }
1601
1602 static void update_loop_entry(struct bpf_verifier_state *cur, struct bpf_verifier_state *hdr)
1603 {
1604         struct bpf_verifier_state *cur1, *hdr1;
1605
1606         cur1 = get_loop_entry(cur) ?: cur;
1607         hdr1 = get_loop_entry(hdr) ?: hdr;
1608         /* The head1->branches check decides between cases B and C in
1609          * comment for get_loop_entry(). If hdr1->branches == 0 then
1610          * head's topmost loop entry is not in current DFS path,
1611          * hence 'cur' and 'hdr' are not in the same loop and there is
1612          * no need to update cur->loop_entry.
1613          */
1614         if (hdr1->branches && hdr1->dfs_depth <= cur1->dfs_depth) {
1615                 cur->loop_entry = hdr;
1616                 hdr->used_as_loop_entry = true;
1617         }
1618 }
1619
1620 static void update_branch_counts(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
1621 {
1622         while (st) {
1623                 u32 br = --st->branches;
1624
1625                 /* br == 0 signals that DFS exploration for 'st' is finished,
1626                  * thus it is necessary to update parent's loop entry if it
1627                  * turned out that st is a part of some loop.
1628                  * This is a part of 'case A' in get_loop_entry() comment.
1629                  */
1630                 if (br == 0 && st->parent && st->loop_entry)
1631                         update_loop_entry(st->parent, st->loop_entry);
1632
1633                 /* WARN_ON(br > 1) technically makes sense here,
1634                  * but see comment in push_stack(), hence:
1635                  */
1636                 WARN_ONCE((int)br < 0,
1637                           "BUG update_branch_counts:branches_to_explore=%d\n",
1638                           br);
1639                 if (br)
1640                         break;
1641                 st = st->parent;
1642         }
1643 }
1644
1645 static int pop_stack(struct bpf_verifier_env *env, int *prev_insn_idx,
1646                      int *insn_idx, bool pop_log)
1647 {
1648         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
1649         struct bpf_verifier_stack_elem *elem, *head = env->head;
1650         int err;
1651
1652         if (env->head == NULL)
1653                 return -ENOENT;
1654
1655         if (cur) {
1656                 err = copy_verifier_state(cur, &head->st);
1657                 if (err)
1658                         return err;
1659         }
1660         if (pop_log)
1661                 bpf_vlog_reset(&env->log, head->log_pos);
1662         if (insn_idx)
1663                 *insn_idx = head->insn_idx;
1664         if (prev_insn_idx)
1665                 *prev_insn_idx = head->prev_insn_idx;
1666         elem = head->next;
1667         free_verifier_state(&head->st, false);
1668         kfree(head);
1669         env->head = elem;
1670         env->stack_size--;
1671         return 0;
1672 }
1673
1674 static struct bpf_verifier_state *push_stack(struct bpf_verifier_env *env,
1675                                              int insn_idx, int prev_insn_idx,
1676                                              bool speculative)
1677 {
1678         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
1679         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
1680         int err;
1681
1682         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
1683         if (!elem)
1684                 goto err;
1685
1686         elem->insn_idx = insn_idx;
1687         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
1688         elem->next = env->head;
1689         elem->log_pos = env->log.end_pos;
1690         env->head = elem;
1691         env->stack_size++;
1692         err = copy_verifier_state(&elem->st, cur);
1693         if (err)
1694                 goto err;
1695         elem->st.speculative |= speculative;
1696         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ) {
1697                 verbose(env, "The sequence of %d jumps is too complex.\n",
1698                         env->stack_size);
1699                 goto err;
1700         }
1701         if (elem->st.parent) {
1702                 ++elem->st.parent->branches;
1703                 /* WARN_ON(branches > 2) technically makes sense here,
1704                  * but
1705                  * 1. speculative states will bump 'branches' for non-branch
1706                  * instructions
1707                  * 2. is_state_visited() heuristics may decide not to create
1708                  * a new state for a sequence of branches and all such current
1709                  * and cloned states will be pointing to a single parent state
1710                  * which might have large 'branches' count.
1711                  */
1712         }
1713         return &elem->st;
1714 err:
1715         free_verifier_state(env->cur_state, true);
1716         env->cur_state = NULL;
1717         /* pop all elements and return */
1718         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
1719         return NULL;
1720 }
1721
1722 #define CALLER_SAVED_REGS 6
1723 static const int caller_saved[CALLER_SAVED_REGS] = {
1724         BPF_REG_0, BPF_REG_1, BPF_REG_2, BPF_REG_3, BPF_REG_4, BPF_REG_5
1725 };
1726
1727 /* This helper doesn't clear reg->id */
1728 static void ___mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1729 {
1730         reg->var_off = tnum_const(imm);
1731         reg->smin_value = (s64)imm;
1732         reg->smax_value = (s64)imm;
1733         reg->umin_value = imm;
1734         reg->umax_value = imm;
1735
1736         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1737         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1738         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1739         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1740 }
1741
1742 /* Mark the unknown part of a register (variable offset or scalar value) as
1743  * known to have the value @imm.
1744  */
1745 static void __mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1746 {
1747         /* Clear off and union(map_ptr, range) */
1748         memset(((u8 *)reg) + sizeof(reg->type), 0,
1749                offsetof(struct bpf_reg_state, var_off) - sizeof(reg->type));
1750         reg->id = 0;
1751         reg->ref_obj_id = 0;
1752         ___mark_reg_known(reg, imm);
1753 }
1754
1755 static void __mark_reg32_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1756 {
1757         reg->var_off = tnum_const_subreg(reg->var_off, imm);
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 'variable offset' part of a register as zero.  This should be
1765  * used only on registers holding a pointer type.
1766  */
1767 static void __mark_reg_known_zero(struct bpf_reg_state *reg)
1768 {
1769         __mark_reg_known(reg, 0);
1770 }
1771
1772 static void __mark_reg_const_zero(const struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
1773 {
1774         __mark_reg_known(reg, 0);
1775         reg->type = SCALAR_VALUE;
1776         /* all scalars are assumed imprecise initially (unless unprivileged,
1777          * in which case everything is forced to be precise)
1778          */
1779         reg->precise = !env->bpf_capable;
1780 }
1781
1782 static void mark_reg_known_zero(struct bpf_verifier_env *env,
1783                                 struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1784 {
1785         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1786                 verbose(env, "mark_reg_known_zero(regs, %u)\n", regno);
1787                 /* Something bad happened, let's kill all regs */
1788                 for (regno = 0; regno < MAX_BPF_REG; regno++)
1789                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1790                 return;
1791         }
1792         __mark_reg_known_zero(regs + regno);
1793 }
1794
1795 static void __mark_dynptr_reg(struct bpf_reg_state *reg, enum bpf_dynptr_type type,
1796                               bool first_slot, int dynptr_id)
1797 {
1798         /* reg->type has no meaning for STACK_DYNPTR, but when we set reg for
1799          * callback arguments, it does need to be CONST_PTR_TO_DYNPTR, so simply
1800          * set it unconditionally as it is ignored for STACK_DYNPTR anyway.
1801          */
1802         __mark_reg_known_zero(reg);
1803         reg->type = CONST_PTR_TO_DYNPTR;
1804         /* Give each dynptr a unique id to uniquely associate slices to it. */
1805         reg->id = dynptr_id;
1806         reg->dynptr.type = type;
1807         reg->dynptr.first_slot = first_slot;
1808 }
1809
1810 static void mark_ptr_not_null_reg(struct bpf_reg_state *reg)
1811 {
1812         if (base_type(reg->type) == PTR_TO_MAP_VALUE) {
1813                 const struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
1814
1815                 if (map->inner_map_meta) {
1816                         reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
1817                         reg->map_ptr = map->inner_map_meta;
1818                         /* transfer reg's id which is unique for every map_lookup_elem
1819                          * as UID of the inner map.
1820                          */
1821                         if (btf_record_has_field(map->inner_map_meta->record, BPF_TIMER))
1822                                 reg->map_uid = reg->id;
1823                 } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_XSKMAP) {
1824                         reg->type = PTR_TO_XDP_SOCK;
1825                 } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
1826                            map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH) {
1827                         reg->type = PTR_TO_SOCKET;
1828                 } else {
1829                         reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
1830                 }
1831                 return;
1832         }
1833
1834         reg->type &= ~PTR_MAYBE_NULL;
1835 }
1836
1837 static void mark_reg_graph_node(struct bpf_reg_state *regs, u32 regno,
1838                                 struct btf_field_graph_root *ds_head)
1839 {
1840         __mark_reg_known_zero(&regs[regno]);
1841         regs[regno].type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC;
1842         regs[regno].btf = ds_head->btf;
1843         regs[regno].btf_id = ds_head->value_btf_id;
1844         regs[regno].off = ds_head->node_offset;
1845 }
1846
1847 static bool reg_is_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg)
1848 {
1849         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
1850 }
1851
1852 static bool reg_is_pkt_pointer_any(const struct bpf_reg_state *reg)
1853 {
1854         return reg_is_pkt_pointer(reg) ||
1855                reg->type == PTR_TO_PACKET_END;
1856 }
1857
1858 static bool reg_is_dynptr_slice_pkt(const struct bpf_reg_state *reg)
1859 {
1860         return base_type(reg->type) == PTR_TO_MEM &&
1861                 (reg->type & DYNPTR_TYPE_SKB || reg->type & DYNPTR_TYPE_XDP);
1862 }
1863
1864 /* Unmodified PTR_TO_PACKET[_META,_END] register from ctx access. */
1865 static bool reg_is_init_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg,
1866                                     enum bpf_reg_type which)
1867 {
1868         /* The register can already have a range from prior markings.
1869          * This is fine as long as it hasn't been advanced from its
1870          * origin.
1871          */
1872         return reg->type == which &&
1873                reg->id == 0 &&
1874                reg->off == 0 &&
1875                tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
1876 }
1877
1878 /* Reset the min/max bounds of a register */
1879 static void __mark_reg_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1880 {
1881         reg->smin_value = S64_MIN;
1882         reg->smax_value = S64_MAX;
1883         reg->umin_value = 0;
1884         reg->umax_value = U64_MAX;
1885
1886         reg->s32_min_value = S32_MIN;
1887         reg->s32_max_value = S32_MAX;
1888         reg->u32_min_value = 0;
1889         reg->u32_max_value = U32_MAX;
1890 }
1891
1892 static void __mark_reg64_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1893 {
1894         reg->smin_value = S64_MIN;
1895         reg->smax_value = S64_MAX;
1896         reg->umin_value = 0;
1897         reg->umax_value = U64_MAX;
1898 }
1899
1900 static void __mark_reg32_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1901 {
1902         reg->s32_min_value = S32_MIN;
1903         reg->s32_max_value = S32_MAX;
1904         reg->u32_min_value = 0;
1905         reg->u32_max_value = U32_MAX;
1906 }
1907
1908 static void __update_reg32_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1909 {
1910         struct tnum var32_off = tnum_subreg(reg->var_off);
1911
1912         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
1913         reg->s32_min_value = max_t(s32, reg->s32_min_value,
1914                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MIN));
1915         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
1916         reg->s32_max_value = min_t(s32, reg->s32_max_value,
1917                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MAX));
1918         reg->u32_min_value = max_t(u32, reg->u32_min_value, (u32)var32_off.value);
1919         reg->u32_max_value = min(reg->u32_max_value,
1920                                  (u32)(var32_off.value | var32_off.mask));
1921 }
1922
1923 static void __update_reg64_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1924 {
1925         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
1926         reg->smin_value = max_t(s64, reg->smin_value,
1927                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MIN));
1928         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
1929         reg->smax_value = min_t(s64, reg->smax_value,
1930                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MAX));
1931         reg->umin_value = max(reg->umin_value, reg->var_off.value);
1932         reg->umax_value = min(reg->umax_value,
1933                               reg->var_off.value | reg->var_off.mask);
1934 }
1935
1936 static void __update_reg_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1937 {
1938         __update_reg32_bounds(reg);
1939         __update_reg64_bounds(reg);
1940 }
1941
1942 /* Uses signed min/max values to inform unsigned, and vice-versa */
1943 static void __reg32_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1944 {
1945         /* If upper 32 bits of u64/s64 range don't change, we can use lower 32
1946          * bits to improve our u32/s32 boundaries.
1947          *
1948          * E.g., the case where we have upper 32 bits as zero ([10, 20] in
1949          * u64) is pretty trivial, it's obvious that in u32 we'll also have
1950          * [10, 20] range. But this property holds for any 64-bit range as
1951          * long as upper 32 bits in that entire range of values stay the same.
1952          *
1953          * E.g., u64 range [0x10000000A, 0x10000000F] ([4294967306, 4294967311]
1954          * in decimal) has the same upper 32 bits throughout all the values in
1955          * that range. As such, lower 32 bits form a valid [0xA, 0xF] ([10, 15])
1956          * range.
1957          *
1958          * Note also, that [0xA, 0xF] is a valid range both in u32 and in s32,
1959          * following the rules outlined below about u64/s64 correspondence
1960          * (which equally applies to u32 vs s32 correspondence). In general it
1961          * depends on actual hexadecimal values of 32-bit range. They can form
1962          * only valid u32, or only valid s32 ranges in some cases.
1963          *
1964          * So we use all these insights to derive bounds for subregisters here.
1965          */
1966         if ((reg->umin_value >> 32) == (reg->umax_value >> 32)) {
1967                 /* u64 to u32 casting preserves validity of low 32 bits as
1968                  * a range, if upper 32 bits are the same
1969                  */
1970                 reg->u32_min_value = max_t(u32, reg->u32_min_value, (u32)reg->umin_value);
1971                 reg->u32_max_value = min_t(u32, reg->u32_max_value, (u32)reg->umax_value);
1972
1973                 if ((s32)reg->umin_value <= (s32)reg->umax_value) {
1974                         reg->s32_min_value = max_t(s32, reg->s32_min_value, (s32)reg->umin_value);
1975                         reg->s32_max_value = min_t(s32, reg->s32_max_value, (s32)reg->umax_value);
1976                 }
1977         }
1978         if ((reg->smin_value >> 32) == (reg->smax_value >> 32)) {
1979                 /* low 32 bits should form a proper u32 range */
1980                 if ((u32)reg->smin_value <= (u32)reg->smax_value) {
1981                         reg->u32_min_value = max_t(u32, reg->u32_min_value, (u32)reg->smin_value);
1982                         reg->u32_max_value = min_t(u32, reg->u32_max_value, (u32)reg->smax_value);
1983                 }
1984                 /* low 32 bits should form a proper s32 range */
1985                 if ((s32)reg->smin_value <= (s32)reg->smax_value) {
1986                         reg->s32_min_value = max_t(s32, reg->s32_min_value, (s32)reg->smin_value);
1987                         reg->s32_max_value = min_t(s32, reg->s32_max_value, (s32)reg->smax_value);
1988                 }
1989         }
1990         /* Special case where upper bits form a small sequence of two
1991          * sequential numbers (in 32-bit unsigned space, so 0xffffffff to
1992          * 0x00000000 is also valid), while lower bits form a proper s32 range
1993          * going from negative numbers to positive numbers. E.g., let's say we
1994          * have s64 range [-1, 1] ([0xffffffffffffffff, 0x0000000000000001]).
1995          * Possible s64 values are {-1, 0, 1} ({0xffffffffffffffff,
1996          * 0x0000000000000000, 0x00000000000001}). Ignoring upper 32 bits,
1997          * we still get a valid s32 range [-1, 1] ([0xffffffff, 0x00000001]).
1998          * Note that it doesn't have to be 0xffffffff going to 0x00000000 in
1999          * upper 32 bits. As a random example, s64 range
2000          * [0xfffffff0fffffff0; 0xfffffff100000010], forms a valid s32 range
2001          * [-16, 16] ([0xfffffff0; 0x00000010]) in its 32 bit subregister.
2002          */
2003         if ((u32)(reg->umin_value >> 32) + 1 == (u32)(reg->umax_value >> 32) &&
2004             (s32)reg->umin_value < 0 && (s32)reg->umax_value >= 0) {
2005                 reg->s32_min_value = max_t(s32, reg->s32_min_value, (s32)reg->umin_value);
2006                 reg->s32_max_value = min_t(s32, reg->s32_max_value, (s32)reg->umax_value);
2007         }
2008         if ((u32)(reg->smin_value >> 32) + 1 == (u32)(reg->smax_value >> 32) &&
2009             (s32)reg->smin_value < 0 && (s32)reg->smax_value >= 0) {
2010                 reg->s32_min_value = max_t(s32, reg->s32_min_value, (s32)reg->smin_value);
2011                 reg->s32_max_value = min_t(s32, reg->s32_max_value, (s32)reg->smax_value);
2012         }
2013         /* if u32 range forms a valid s32 range (due to matching sign bit),
2014          * try to learn from that
2015          */
2016         if ((s32)reg->u32_min_value <= (s32)reg->u32_max_value) {
2017                 reg->s32_min_value = max_t(s32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
2018                 reg->s32_max_value = min_t(s32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
2019         }
2020         /* If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
2021          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
2022          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
2023          */
2024         if ((u32)reg->s32_min_value <= (u32)reg->s32_max_value) {
2025                 reg->u32_min_value = max_t(u32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
2026                 reg->u32_max_value = min_t(u32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
2027         }
2028 }
2029
2030 static void __reg64_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2031 {
2032         /* If u64 range forms a valid s64 range (due to matching sign bit),
2033          * try to learn from that. Let's do a bit of ASCII art to see when
2034          * this is happening. Let's take u64 range first:
2035          *
2036          * 0             0x7fffffffffffffff 0x8000000000000000        U64_MAX
2037          * |-------------------------------|--------------------------------|
2038          *
2039          * Valid u64 range is formed when umin and umax are anywhere in the
2040          * range [0, U64_MAX], and umin <= umax. u64 case is simple and
2041          * straightforward. Let's see how s64 range maps onto the same range
2042          * of values, annotated below the line for comparison:
2043          *
2044          * 0             0x7fffffffffffffff 0x8000000000000000        U64_MAX
2045          * |-------------------------------|--------------------------------|
2046          * 0                        S64_MAX S64_MIN                        -1
2047          *
2048          * So s64 values basically start in the middle and they are logically
2049          * contiguous to the right of it, wrapping around from -1 to 0, and
2050          * then finishing as S64_MAX (0x7fffffffffffffff) right before
2051          * S64_MIN. We can try drawing the continuity of u64 vs s64 values
2052          * more visually as mapped to sign-agnostic range of hex values.
2053          *
2054          *  u64 start                                               u64 end
2055          *  _______________________________________________________________
2056          * /                                                               \
2057          * 0             0x7fffffffffffffff 0x8000000000000000        U64_MAX
2058          * |-------------------------------|--------------------------------|
2059          * 0                        S64_MAX S64_MIN                        -1
2060          *                                / \
2061          * >------------------------------   ------------------------------->
2062          * s64 continues...        s64 end   s64 start          s64 "midpoint"
2063          *
2064          * What this means is that, in general, we can't always derive
2065          * something new about u64 from any random s64 range, and vice versa.
2066          *
2067          * But we can do that in two particular cases. One is when entire
2068          * u64/s64 range is *entirely* contained within left half of the above
2069          * diagram or when it is *entirely* contained in the right half. I.e.:
2070          *
2071          * |-------------------------------|--------------------------------|
2072          *     ^                   ^            ^                 ^
2073          *     A                   B            C                 D
2074          *
2075          * [A, B] and [C, D] are contained entirely in their respective halves
2076          * and form valid contiguous ranges as both u64 and s64 values. [A, B]
2077          * will be non-negative both as u64 and s64 (and in fact it will be
2078          * identical ranges no matter the signedness). [C, D] treated as s64
2079          * will be a range of negative values, while in u64 it will be
2080          * non-negative range of values larger than 0x8000000000000000.
2081          *
2082          * Now, any other range here can't be represented in both u64 and s64
2083          * simultaneously. E.g., [A, C], [A, D], [B, C], [B, D] are valid
2084          * contiguous u64 ranges, but they are discontinuous in s64. [B, C]
2085          * in s64 would be properly presented as [S64_MIN, C] and [B, S64_MAX],
2086          * for example. Similarly, valid s64 range [D, A] (going from negative
2087          * to positive values), would be two separate [D, U64_MAX] and [0, A]
2088          * ranges as u64. Currently reg_state can't represent two segments per
2089          * numeric domain, so in such situations we can only derive maximal
2090          * possible range ([0, U64_MAX] for u64, and [S64_MIN, S64_MAX] for s64).
2091          *
2092          * So we use these facts to derive umin/umax from smin/smax and vice
2093          * versa only if they stay within the same "half". This is equivalent
2094          * to checking sign bit: lower half will have sign bit as zero, upper
2095          * half have sign bit 1. Below in code we simplify this by just
2096          * casting umin/umax as smin/smax and checking if they form valid
2097          * range, and vice versa. Those are equivalent checks.
2098          */
2099         if ((s64)reg->umin_value <= (s64)reg->umax_value) {
2100                 reg->smin_value = max_t(s64, reg->smin_value, reg->umin_value);
2101                 reg->smax_value = min_t(s64, reg->smax_value, reg->umax_value);
2102         }
2103         /* If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
2104          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
2105          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
2106          */
2107         if ((u64)reg->smin_value <= (u64)reg->smax_value) {
2108                 reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value, reg->umin_value);
2109                 reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value, reg->umax_value);
2110         }
2111 }
2112
2113 static void __reg_deduce_mixed_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2114 {
2115         /* Try to tighten 64-bit bounds from 32-bit knowledge, using 32-bit
2116          * values on both sides of 64-bit range in hope to have tigher range.
2117          * E.g., if r1 is [0x1'00000000, 0x3'80000000], and we learn from
2118          * 32-bit signed > 0 operation that s32 bounds are now [1; 0x7fffffff].
2119          * With this, we can substitute 1 as low 32-bits of _low_ 64-bit bound
2120          * (0x100000000 -> 0x100000001) and 0x7fffffff as low 32-bits of
2121          * _high_ 64-bit bound (0x380000000 -> 0x37fffffff) and arrive at a
2122          * better overall bounds for r1 as [0x1'000000001; 0x3'7fffffff].
2123          * We just need to make sure that derived bounds we are intersecting
2124          * with are well-formed ranges in respecitve s64 or u64 domain, just
2125          * like we do with similar kinds of 32-to-64 or 64-to-32 adjustments.
2126          */
2127         __u64 new_umin, new_umax;
2128         __s64 new_smin, new_smax;
2129
2130         /* u32 -> u64 tightening, it's always well-formed */
2131         new_umin = (reg->umin_value & ~0xffffffffULL) | reg->u32_min_value;
2132         new_umax = (reg->umax_value & ~0xffffffffULL) | reg->u32_max_value;
2133         reg->umin_value = max_t(u64, reg->umin_value, new_umin);
2134         reg->umax_value = min_t(u64, reg->umax_value, new_umax);
2135         /* u32 -> s64 tightening, u32 range embedded into s64 preserves range validity */
2136         new_smin = (reg->smin_value & ~0xffffffffULL) | reg->u32_min_value;
2137         new_smax = (reg->smax_value & ~0xffffffffULL) | reg->u32_max_value;
2138         reg->smin_value = max_t(s64, reg->smin_value, new_smin);
2139         reg->smax_value = min_t(s64, reg->smax_value, new_smax);
2140
2141         /* if s32 can be treated as valid u32 range, we can use it as well */
2142         if ((u32)reg->s32_min_value <= (u32)reg->s32_max_value) {
2143                 /* s32 -> u64 tightening */
2144                 new_umin = (reg->umin_value & ~0xffffffffULL) | (u32)reg->s32_min_value;
2145                 new_umax = (reg->umax_value & ~0xffffffffULL) | (u32)reg->s32_max_value;
2146                 reg->umin_value = max_t(u64, reg->umin_value, new_umin);
2147                 reg->umax_value = min_t(u64, reg->umax_value, new_umax);
2148                 /* s32 -> s64 tightening */
2149                 new_smin = (reg->smin_value & ~0xffffffffULL) | (u32)reg->s32_min_value;
2150                 new_smax = (reg->smax_value & ~0xffffffffULL) | (u32)reg->s32_max_value;
2151                 reg->smin_value = max_t(s64, reg->smin_value, new_smin);
2152                 reg->smax_value = min_t(s64, reg->smax_value, new_smax);
2153         }
2154 }
2155
2156 static void __reg_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2157 {
2158         __reg32_deduce_bounds(reg);
2159         __reg64_deduce_bounds(reg);
2160         __reg_deduce_mixed_bounds(reg);
2161 }
2162
2163 /* Attempts to improve var_off based on unsigned min/max information */
2164 static void __reg_bound_offset(struct bpf_reg_state *reg)
2165 {
2166         struct tnum var64_off = tnum_intersect(reg->var_off,
2167                                                tnum_range(reg->umin_value,
2168                                                           reg->umax_value));
2169         struct tnum var32_off = tnum_intersect(tnum_subreg(var64_off),
2170                                                tnum_range(reg->u32_min_value,
2171                                                           reg->u32_max_value));
2172
2173         reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(var64_off), var32_off);
2174 }
2175
2176 static void reg_bounds_sync(struct bpf_reg_state *reg)
2177 {
2178         /* We might have learned new bounds from the var_off. */
2179         __update_reg_bounds(reg);
2180         /* We might have learned something about the sign bit. */
2181         __reg_deduce_bounds(reg);
2182         __reg_deduce_bounds(reg);
2183         /* We might have learned some bits from the bounds. */
2184         __reg_bound_offset(reg);
2185         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
2186          * slightly, e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
2187          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
2188          */
2189         __update_reg_bounds(reg);
2190 }
2191
2192 static int reg_bounds_sanity_check(struct bpf_verifier_env *env,
2193                                    struct bpf_reg_state *reg, const char *ctx)
2194 {
2195         const char *msg;
2196
2197         if (reg->umin_value > reg->umax_value ||
2198             reg->smin_value > reg->smax_value ||
2199             reg->u32_min_value > reg->u32_max_value ||
2200             reg->s32_min_value > reg->s32_max_value) {
2201                     msg = "range bounds violation";
2202                     goto out;
2203         }
2204
2205         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
2206                 u64 uval = reg->var_off.value;
2207                 s64 sval = (s64)uval;
2208
2209                 if (reg->umin_value != uval || reg->umax_value != uval ||
2210                     reg->smin_value != sval || reg->smax_value != sval) {
2211                         msg = "const tnum out of sync with range bounds";
2212                         goto out;
2213                 }
2214         }
2215
2216         if (tnum_subreg_is_const(reg->var_off)) {
2217                 u32 uval32 = tnum_subreg(reg->var_off).value;
2218                 s32 sval32 = (s32)uval32;
2219
2220                 if (reg->u32_min_value != uval32 || reg->u32_max_value != uval32 ||
2221                     reg->s32_min_value != sval32 || reg->s32_max_value != sval32) {
2222                         msg = "const subreg tnum out of sync with range bounds";
2223                         goto out;
2224                 }
2225         }
2226
2227         return 0;
2228 out:
2229         verbose(env, "REG INVARIANTS VIOLATION (%s): %s u64=[%#llx, %#llx] "
2230                 "s64=[%#llx, %#llx] u32=[%#x, %#x] s32=[%#x, %#x] var_off=(%#llx, %#llx)\n",
2231                 ctx, msg, reg->umin_value, reg->umax_value,
2232                 reg->smin_value, reg->smax_value,
2233                 reg->u32_min_value, reg->u32_max_value,
2234                 reg->s32_min_value, reg->s32_max_value,
2235                 reg->var_off.value, reg->var_off.mask);
2236         if (env->test_reg_invariants)
2237                 return -EFAULT;
2238         __mark_reg_unbounded(reg);
2239         return 0;
2240 }
2241
2242 static bool __reg32_bound_s64(s32 a)
2243 {
2244         return a >= 0 && a <= S32_MAX;
2245 }
2246
2247 static void __reg_assign_32_into_64(struct bpf_reg_state *reg)
2248 {
2249         reg->umin_value = reg->u32_min_value;
2250         reg->umax_value = reg->u32_max_value;
2251
2252         /* Attempt to pull 32-bit signed bounds into 64-bit bounds but must
2253          * be positive otherwise set to worse case bounds and refine later
2254          * from tnum.
2255          */
2256         if (__reg32_bound_s64(reg->s32_min_value) &&
2257             __reg32_bound_s64(reg->s32_max_value)) {
2258                 reg->smin_value = reg->s32_min_value;
2259                 reg->smax_value = reg->s32_max_value;
2260         } else {
2261                 reg->smin_value = 0;
2262                 reg->smax_value = U32_MAX;
2263         }
2264 }
2265
2266 /* Mark a register as having a completely unknown (scalar) value. */
2267 static void __mark_reg_unknown(const struct bpf_verifier_env *env,
2268                                struct bpf_reg_state *reg)
2269 {
2270         /*
2271          * Clear type, off, and union(map_ptr, range) and
2272          * padding between 'type' and union
2273          */
2274         memset(reg, 0, offsetof(struct bpf_reg_state, var_off));
2275         reg->type = SCALAR_VALUE;
2276         reg->id = 0;
2277         reg->ref_obj_id = 0;
2278         reg->var_off = tnum_unknown;
2279         reg->frameno = 0;
2280         reg->precise = !env->bpf_capable;
2281         __mark_reg_unbounded(reg);
2282 }
2283
2284 static void mark_reg_unknown(struct bpf_verifier_env *env,
2285                              struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
2286 {
2287         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
2288                 verbose(env, "mark_reg_unknown(regs, %u)\n", regno);
2289                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
2290                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
2291                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
2292                 return;
2293         }
2294         __mark_reg_unknown(env, regs + regno);
2295 }
2296
2297 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
2298                                 struct bpf_reg_state *reg)
2299 {
2300         __mark_reg_unknown(env, reg);
2301         reg->type = NOT_INIT;
2302 }
2303
2304 static void mark_reg_not_init(struct bpf_verifier_env *env,
2305                               struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
2306 {
2307         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
2308                 verbose(env, "mark_reg_not_init(regs, %u)\n", regno);
2309                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
2310                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
2311                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
2312                 return;
2313         }
2314         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
2315 }
2316
2317 static void mark_btf_ld_reg(struct bpf_verifier_env *env,
2318                             struct bpf_reg_state *regs, u32 regno,
2319                             enum bpf_reg_type reg_type,
2320                             struct btf *btf, u32 btf_id,
2321                             enum bpf_type_flag flag)
2322 {
2323         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
2324                 mark_reg_unknown(env, regs, regno);
2325                 return;
2326         }
2327         mark_reg_known_zero(env, regs, regno);
2328         regs[regno].type = PTR_TO_BTF_ID | flag;
2329         regs[regno].btf = btf;
2330         regs[regno].btf_id = btf_id;
2331 }
2332
2333 #define DEF_NOT_SUBREG  (0)
2334 static void init_reg_state(struct bpf_verifier_env *env,
2335                            struct bpf_func_state *state)
2336 {
2337         struct bpf_reg_state *regs = state->regs;
2338         int i;
2339
2340         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
2341                 mark_reg_not_init(env, regs, i);
2342                 regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
2343                 regs[i].parent = NULL;
2344                 regs[i].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
2345         }
2346
2347         /* frame pointer */
2348         regs[BPF_REG_FP].type = PTR_TO_STACK;
2349         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_FP);
2350         regs[BPF_REG_FP].frameno = state->frameno;
2351 }
2352
2353 static struct bpf_retval_range retval_range(s32 minval, s32 maxval)
2354 {
2355         return (struct bpf_retval_range){ minval, maxval };
2356 }
2357
2358 #define BPF_MAIN_FUNC (-1)
2359 static void init_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
2360                             struct bpf_func_state *state,
2361                             int callsite, int frameno, int subprogno)
2362 {
2363         state->callsite = callsite;
2364         state->frameno = frameno;
2365         state->subprogno = subprogno;
2366         state->callback_ret_range = retval_range(0, 0);
2367         init_reg_state(env, state);
2368         mark_verifier_state_scratched(env);
2369 }
2370
2371 /* Similar to push_stack(), but for async callbacks */
2372 static struct bpf_verifier_state *push_async_cb(struct bpf_verifier_env *env,
2373                                                 int insn_idx, int prev_insn_idx,
2374                                                 int subprog)
2375 {
2376         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
2377         struct bpf_func_state *frame;
2378
2379         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
2380         if (!elem)
2381                 goto err;
2382
2383         elem->insn_idx = insn_idx;
2384         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
2385         elem->next = env->head;
2386         elem->log_pos = env->log.end_pos;
2387         env->head = elem;
2388         env->stack_size++;
2389         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ) {
2390                 verbose(env,
2391                         "The sequence of %d jumps is too complex for async cb.\n",
2392                         env->stack_size);
2393                 goto err;
2394         }
2395         /* Unlike push_stack() do not copy_verifier_state().
2396          * The caller state doesn't matter.
2397          * This is async callback. It starts in a fresh stack.
2398          * Initialize it similar to do_check_common().
2399          */
2400         elem->st.branches = 1;
2401         frame = kzalloc(sizeof(*frame), GFP_KERNEL);
2402         if (!frame)
2403                 goto err;
2404         init_func_state(env, frame,
2405                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
2406                         0 /* frameno within this callchain */,
2407                         subprog /* subprog number within this prog */);
2408         elem->st.frame[0] = frame;
2409         return &elem->st;
2410 err:
2411         free_verifier_state(env->cur_state, true);
2412         env->cur_state = NULL;
2413         /* pop all elements and return */
2414         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
2415         return NULL;
2416 }
2417
2418
2419 enum reg_arg_type {
2420         SRC_OP,         /* register is used as source operand */
2421         DST_OP,         /* register is used as destination operand */
2422         DST_OP_NO_MARK  /* same as above, check only, don't mark */
2423 };
2424
2425 static int cmp_subprogs(const void *a, const void *b)
2426 {
2427         return ((struct bpf_subprog_info *)a)->start -
2428                ((struct bpf_subprog_info *)b)->start;
2429 }
2430
2431 static int find_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
2432 {
2433         struct bpf_subprog_info *p;
2434
2435         p = bsearch(&off, env->subprog_info, env->subprog_cnt,
2436                     sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs);
2437         if (!p)
2438                 return -ENOENT;
2439         return p - env->subprog_info;
2440
2441 }
2442
2443 static int add_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
2444 {
2445         int insn_cnt = env->prog->len;
2446         int ret;
2447
2448         if (off >= insn_cnt || off < 0) {
2449                 verbose(env, "call to invalid destination\n");
2450                 return -EINVAL;
2451         }
2452         ret = find_subprog(env, off);
2453         if (ret >= 0)
2454                 return ret;
2455         if (env->subprog_cnt >= BPF_MAX_SUBPROGS) {
2456                 verbose(env, "too many subprograms\n");
2457                 return -E2BIG;
2458         }
2459         /* determine subprog starts. The end is one before the next starts */
2460         env->subprog_info[env->subprog_cnt++].start = off;
2461         sort(env->subprog_info, env->subprog_cnt,
2462              sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs, NULL);
2463         return env->subprog_cnt - 1;
2464 }
2465
2466 static int bpf_find_exception_callback_insn_off(struct bpf_verifier_env *env)
2467 {
2468         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
2469         struct btf *btf = aux->btf;
2470         const struct btf_type *t;
2471         u32 main_btf_id, id;
2472         const char *name;
2473         int ret, i;
2474
2475         /* Non-zero func_info_cnt implies valid btf */
2476         if (!aux->func_info_cnt)
2477                 return 0;
2478         main_btf_id = aux->func_info[0].type_id;
2479
2480         t = btf_type_by_id(btf, main_btf_id);
2481         if (!t) {
2482                 verbose(env, "invalid btf id for main subprog in func_info\n");
2483                 return -EINVAL;
2484         }
2485
2486         name = btf_find_decl_tag_value(btf, t, -1, "exception_callback:");
2487         if (IS_ERR(name)) {
2488                 ret = PTR_ERR(name);
2489                 /* If there is no tag present, there is no exception callback */
2490                 if (ret == -ENOENT)
2491                         ret = 0;
2492                 else if (ret == -EEXIST)
2493                         verbose(env, "multiple exception callback tags for main subprog\n");
2494                 return ret;
2495         }
2496
2497         ret = btf_find_by_name_kind(btf, name, BTF_KIND_FUNC);
2498         if (ret < 0) {
2499                 verbose(env, "exception callback '%s' could not be found in BTF\n", name);
2500                 return ret;
2501         }
2502         id = ret;
2503         t = btf_type_by_id(btf, id);
2504         if (btf_func_linkage(t) != BTF_FUNC_GLOBAL) {
2505                 verbose(env, "exception callback '%s' must have global linkage\n", name);
2506                 return -EINVAL;
2507         }
2508         ret = 0;
2509         for (i = 0; i < aux->func_info_cnt; i++) {
2510                 if (aux->func_info[i].type_id != id)
2511                         continue;
2512                 ret = aux->func_info[i].insn_off;
2513                 /* Further func_info and subprog checks will also happen
2514                  * later, so assume this is the right insn_off for now.
2515                  */
2516                 if (!ret) {
2517                         verbose(env, "invalid exception callback insn_off in func_info: 0\n");
2518                         ret = -EINVAL;
2519                 }
2520         }
2521         if (!ret) {
2522                 verbose(env, "exception callback type id not found in func_info\n");
2523                 ret = -EINVAL;
2524         }
2525         return ret;
2526 }
2527
2528 #define MAX_KFUNC_DESCS 256
2529 #define MAX_KFUNC_BTFS  256
2530
2531 struct bpf_kfunc_desc {
2532         struct btf_func_model func_model;
2533         u32 func_id;
2534         s32 imm;
2535         u16 offset;
2536         unsigned long addr;
2537 };
2538
2539 struct bpf_kfunc_btf {
2540         struct btf *btf;
2541         struct module *module;
2542         u16 offset;
2543 };
2544
2545 struct bpf_kfunc_desc_tab {
2546         /* Sorted by func_id (BTF ID) and offset (fd_array offset) during
2547          * verification. JITs do lookups by bpf_insn, where func_id may not be
2548          * available, therefore at the end of verification do_misc_fixups()
2549          * sorts this by imm and offset.
2550          */
2551         struct bpf_kfunc_desc descs[MAX_KFUNC_DESCS];
2552         u32 nr_descs;
2553 };
2554
2555 struct bpf_kfunc_btf_tab {
2556         struct bpf_kfunc_btf descs[MAX_KFUNC_BTFS];
2557         u32 nr_descs;
2558 };
2559
2560 static int kfunc_desc_cmp_by_id_off(const void *a, const void *b)
2561 {
2562         const struct bpf_kfunc_desc *d0 = a;
2563         const struct bpf_kfunc_desc *d1 = b;
2564
2565         /* func_id is not greater than BTF_MAX_TYPE */
2566         return d0->func_id - d1->func_id ?: d0->offset - d1->offset;
2567 }
2568
2569 static int kfunc_btf_cmp_by_off(const void *a, const void *b)
2570 {
2571         const struct bpf_kfunc_btf *d0 = a;
2572         const struct bpf_kfunc_btf *d1 = b;
2573
2574         return d0->offset - d1->offset;
2575 }
2576
2577 static const struct bpf_kfunc_desc *
2578 find_kfunc_desc(const struct bpf_prog *prog, u32 func_id, u16 offset)
2579 {
2580         struct bpf_kfunc_desc desc = {
2581                 .func_id = func_id,
2582                 .offset = offset,
2583         };
2584         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2585
2586         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2587         return bsearch(&desc, tab->descs, tab->nr_descs,
2588                        sizeof(tab->descs[0]), kfunc_desc_cmp_by_id_off);
2589 }
2590
2591 int bpf_get_kfunc_addr(const struct bpf_prog *prog, u32 func_id,
2592                        u16 btf_fd_idx, u8 **func_addr)
2593 {
2594         const struct bpf_kfunc_desc *desc;
2595
2596         desc = find_kfunc_desc(prog, func_id, btf_fd_idx);
2597         if (!desc)
2598                 return -EFAULT;
2599
2600         *func_addr = (u8 *)desc->addr;
2601         return 0;
2602 }
2603
2604 static struct btf *__find_kfunc_desc_btf(struct bpf_verifier_env *env,
2605                                          s16 offset)
2606 {
2607         struct bpf_kfunc_btf kf_btf = { .offset = offset };
2608         struct bpf_kfunc_btf_tab *tab;
2609         struct bpf_kfunc_btf *b;
2610         struct module *mod;
2611         struct btf *btf;
2612         int btf_fd;
2613
2614         tab = env->prog->aux->kfunc_btf_tab;
2615         b = bsearch(&kf_btf, tab->descs, tab->nr_descs,
2616                     sizeof(tab->descs[0]), kfunc_btf_cmp_by_off);
2617         if (!b) {
2618                 if (tab->nr_descs == MAX_KFUNC_BTFS) {
2619                         verbose(env, "too many different module BTFs\n");
2620                         return ERR_PTR(-E2BIG);
2621                 }
2622
2623                 if (bpfptr_is_null(env->fd_array)) {
2624                         verbose(env, "kfunc offset > 0 without fd_array is invalid\n");
2625                         return ERR_PTR(-EPROTO);
2626                 }
2627
2628                 if (copy_from_bpfptr_offset(&btf_fd, env->fd_array,
2629                                             offset * sizeof(btf_fd),
2630                                             sizeof(btf_fd)))
2631                         return ERR_PTR(-EFAULT);
2632
2633                 btf = btf_get_by_fd(btf_fd);
2634                 if (IS_ERR(btf)) {
2635                         verbose(env, "invalid module BTF fd specified\n");
2636                         return btf;
2637                 }
2638
2639                 if (!btf_is_module(btf)) {
2640                         verbose(env, "BTF fd for kfunc is not a module BTF\n");
2641                         btf_put(btf);
2642                         return ERR_PTR(-EINVAL);
2643                 }
2644
2645                 mod = btf_try_get_module(btf);
2646                 if (!mod) {
2647                         btf_put(btf);
2648                         return ERR_PTR(-ENXIO);
2649                 }
2650
2651                 b = &tab->descs[tab->nr_descs++];
2652                 b->btf = btf;
2653                 b->module = mod;
2654                 b->offset = offset;
2655
2656                 sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2657                      kfunc_btf_cmp_by_off, NULL);
2658         }
2659         return b->btf;
2660 }
2661
2662 void bpf_free_kfunc_btf_tab(struct bpf_kfunc_btf_tab *tab)
2663 {
2664         if (!tab)
2665                 return;
2666
2667         while (tab->nr_descs--) {
2668                 module_put(tab->descs[tab->nr_descs].module);
2669                 btf_put(tab->descs[tab->nr_descs].btf);
2670         }
2671         kfree(tab);
2672 }
2673
2674 static struct btf *find_kfunc_desc_btf(struct bpf_verifier_env *env, s16 offset)
2675 {
2676         if (offset) {
2677                 if (offset < 0) {
2678                         /* In the future, this can be allowed to increase limit
2679                          * of fd index into fd_array, interpreted as u16.
2680                          */
2681                         verbose(env, "negative offset disallowed for kernel module function call\n");
2682                         return ERR_PTR(-EINVAL);
2683                 }
2684
2685                 return __find_kfunc_desc_btf(env, offset);
2686         }
2687         return btf_vmlinux ?: ERR_PTR(-ENOENT);
2688 }
2689
2690 static int add_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, u32 func_id, s16 offset)
2691 {
2692         const struct btf_type *func, *func_proto;
2693         struct bpf_kfunc_btf_tab *btf_tab;
2694         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2695         struct bpf_prog_aux *prog_aux;
2696         struct bpf_kfunc_desc *desc;
2697         const char *func_name;
2698         struct btf *desc_btf;
2699         unsigned long call_imm;
2700         unsigned long addr;
2701         int err;
2702
2703         prog_aux = env->prog->aux;
2704         tab = prog_aux->kfunc_tab;
2705         btf_tab = prog_aux->kfunc_btf_tab;
2706         if (!tab) {
2707                 if (!btf_vmlinux) {
2708                         verbose(env, "calling kernel function is not supported without CONFIG_DEBUG_INFO_BTF\n");
2709                         return -ENOTSUPP;
2710                 }
2711
2712                 if (!env->prog->jit_requested) {
2713                         verbose(env, "JIT is required for calling kernel function\n");
2714                         return -ENOTSUPP;
2715                 }
2716
2717                 if (!bpf_jit_supports_kfunc_call()) {
2718                         verbose(env, "JIT does not support calling kernel function\n");
2719                         return -ENOTSUPP;
2720                 }
2721
2722                 if (!env->prog->gpl_compatible) {
2723                         verbose(env, "cannot call kernel function from non-GPL compatible program\n");
2724                         return -EINVAL;
2725                 }
2726
2727                 tab = kzalloc(sizeof(*tab), GFP_KERNEL);
2728                 if (!tab)
2729                         return -ENOMEM;
2730                 prog_aux->kfunc_tab = tab;
2731         }
2732
2733         /* func_id == 0 is always invalid, but instead of returning an error, be
2734          * conservative and wait until the code elimination pass before returning
2735          * error, so that invalid calls that get pruned out can be in BPF programs
2736          * loaded from userspace.  It is also required that offset be untouched
2737          * for such calls.
2738          */
2739         if (!func_id && !offset)
2740                 return 0;
2741
2742         if (!btf_tab && offset) {
2743                 btf_tab = kzalloc(sizeof(*btf_tab), GFP_KERNEL);
2744                 if (!btf_tab)
2745                         return -ENOMEM;
2746                 prog_aux->kfunc_btf_tab = btf_tab;
2747         }
2748
2749         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(env, offset);
2750         if (IS_ERR(desc_btf)) {
2751                 verbose(env, "failed to find BTF for kernel function\n");
2752                 return PTR_ERR(desc_btf);
2753         }
2754
2755         if (find_kfunc_desc(env->prog, func_id, offset))
2756                 return 0;
2757
2758         if (tab->nr_descs == MAX_KFUNC_DESCS) {
2759                 verbose(env, "too many different kernel function calls\n");
2760                 return -E2BIG;
2761         }
2762
2763         func = btf_type_by_id(desc_btf, func_id);
2764         if (!func || !btf_type_is_func(func)) {
2765                 verbose(env, "kernel btf_id %u is not a function\n",
2766                         func_id);
2767                 return -EINVAL;
2768         }
2769         func_proto = btf_type_by_id(desc_btf, func->type);
2770         if (!func_proto || !btf_type_is_func_proto(func_proto)) {
2771                 verbose(env, "kernel function btf_id %u does not have a valid func_proto\n",
2772                         func_id);
2773                 return -EINVAL;
2774         }
2775
2776         func_name = btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
2777         addr = kallsyms_lookup_name(func_name);
2778         if (!addr) {
2779                 verbose(env, "cannot find address for kernel function %s\n",
2780                         func_name);
2781                 return -EINVAL;
2782         }
2783         specialize_kfunc(env, func_id, offset, &addr);
2784
2785         if (bpf_jit_supports_far_kfunc_call()) {
2786                 call_imm = func_id;
2787         } else {
2788                 call_imm = BPF_CALL_IMM(addr);
2789                 /* Check whether the relative offset overflows desc->imm */
2790                 if ((unsigned long)(s32)call_imm != call_imm) {
2791                         verbose(env, "address of kernel function %s is out of range\n",
2792                                 func_name);
2793                         return -EINVAL;
2794                 }
2795         }
2796
2797         if (bpf_dev_bound_kfunc_id(func_id)) {
2798                 err = bpf_dev_bound_kfunc_check(&env->log, prog_aux);
2799                 if (err)
2800                         return err;
2801         }
2802
2803         desc = &tab->descs[tab->nr_descs++];
2804         desc->func_id = func_id;
2805         desc->imm = call_imm;
2806         desc->offset = offset;
2807         desc->addr = addr;
2808         err = btf_distill_func_proto(&env->log, desc_btf,
2809                                      func_proto, func_name,
2810                                      &desc->func_model);
2811         if (!err)
2812                 sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2813                      kfunc_desc_cmp_by_id_off, NULL);
2814         return err;
2815 }
2816
2817 static int kfunc_desc_cmp_by_imm_off(const void *a, const void *b)
2818 {
2819         const struct bpf_kfunc_desc *d0 = a;
2820         const struct bpf_kfunc_desc *d1 = b;
2821
2822         if (d0->imm != d1->imm)
2823                 return d0->imm < d1->imm ? -1 : 1;
2824         if (d0->offset != d1->offset)
2825                 return d0->offset < d1->offset ? -1 : 1;
2826         return 0;
2827 }
2828
2829 static void sort_kfunc_descs_by_imm_off(struct bpf_prog *prog)
2830 {
2831         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2832
2833         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2834         if (!tab)
2835                 return;
2836
2837         sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2838              kfunc_desc_cmp_by_imm_off, NULL);
2839 }
2840
2841 bool bpf_prog_has_kfunc_call(const struct bpf_prog *prog)
2842 {
2843         return !!prog->aux->kfunc_tab;
2844 }
2845
2846 const struct btf_func_model *
2847 bpf_jit_find_kfunc_model(const struct bpf_prog *prog,
2848                          const struct bpf_insn *insn)
2849 {
2850         const struct bpf_kfunc_desc desc = {
2851                 .imm = insn->imm,
2852                 .offset = insn->off,
2853         };
2854         const struct bpf_kfunc_desc *res;
2855         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2856
2857         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2858         res = bsearch(&desc, tab->descs, tab->nr_descs,
2859                       sizeof(tab->descs[0]), kfunc_desc_cmp_by_imm_off);
2860
2861         return res ? &res->func_model : NULL;
2862 }
2863
2864 static int add_subprog_and_kfunc(struct bpf_verifier_env *env)
2865 {
2866         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
2867         int i, ret, insn_cnt = env->prog->len, ex_cb_insn;
2868         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
2869
2870         /* Add entry function. */
2871         ret = add_subprog(env, 0);
2872         if (ret)
2873                 return ret;
2874
2875         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
2876                 if (!bpf_pseudo_func(insn) && !bpf_pseudo_call(insn) &&
2877                     !bpf_pseudo_kfunc_call(insn))
2878                         continue;
2879
2880                 if (!env->bpf_capable) {
2881                         verbose(env, "loading/calling other bpf or kernel functions are allowed for CAP_BPF and CAP_SYS_ADMIN\n");
2882                         return -EPERM;
2883                 }
2884
2885                 if (bpf_pseudo_func(insn) || bpf_pseudo_call(insn))
2886                         ret = add_subprog(env, i + insn->imm + 1);
2887                 else
2888                         ret = add_kfunc_call(env, insn->imm, insn->off);
2889
2890                 if (ret < 0)
2891                         return ret;
2892         }
2893
2894         ret = bpf_find_exception_callback_insn_off(env);
2895         if (ret < 0)
2896                 return ret;
2897         ex_cb_insn = ret;
2898
2899         /* If ex_cb_insn > 0, this means that the main program has a subprog
2900          * marked using BTF decl tag to serve as the exception callback.
2901          */
2902         if (ex_cb_insn) {
2903                 ret = add_subprog(env, ex_cb_insn);
2904                 if (ret < 0)
2905                         return ret;
2906                 for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
2907                         if (env->subprog_info[i].start != ex_cb_insn)
2908                                 continue;
2909                         env->exception_callback_subprog = i;
2910                         mark_subprog_exc_cb(env, i);
2911                         break;
2912                 }
2913         }
2914
2915         /* Add a fake 'exit' subprog which could simplify subprog iteration
2916          * logic. 'subprog_cnt' should not be increased.
2917          */
2918         subprog[env->subprog_cnt].start = insn_cnt;
2919
2920         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
2921                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
2922                         verbose(env, "func#%d @%d\n", i, subprog[i].start);
2923
2924         return 0;
2925 }
2926
2927 static int check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
2928 {
2929         int i, subprog_start, subprog_end, off, cur_subprog = 0;
2930         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
2931         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
2932         int insn_cnt = env->prog->len;
2933
2934         /* now check that all jumps are within the same subprog */
2935         subprog_start = subprog[cur_subprog].start;
2936         subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
2937         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
2938                 u8 code = insn[i].code;
2939
2940                 if (code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
2941                     insn[i].src_reg == 0 &&
2942                     insn[i].imm == BPF_FUNC_tail_call)
2943                         subprog[cur_subprog].has_tail_call = true;
2944                 if (BPF_CLASS(code) == BPF_LD &&
2945                     (BPF_MODE(code) == BPF_ABS || BPF_MODE(code) == BPF_IND))
2946                         subprog[cur_subprog].has_ld_abs = true;
2947                 if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP && BPF_CLASS(code) != BPF_JMP32)
2948                         goto next;
2949                 if (BPF_OP(code) == BPF_EXIT || BPF_OP(code) == BPF_CALL)
2950                         goto next;
2951                 if (code == (BPF_JMP32 | BPF_JA))
2952                         off = i + insn[i].imm + 1;
2953                 else
2954                         off = i + insn[i].off + 1;
2955                 if (off < subprog_start || off >= subprog_end) {
2956                         verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", i, off);
2957                         return -EINVAL;
2958                 }
2959 next:
2960                 if (i == subprog_end - 1) {
2961                         /* to avoid fall-through from one subprog into another
2962                          * the last insn of the subprog should be either exit
2963                          * or unconditional jump back or bpf_throw call
2964                          */
2965                         if (code != (BPF_JMP | BPF_EXIT) &&
2966                             code != (BPF_JMP32 | BPF_JA) &&
2967                             code != (BPF_JMP | BPF_JA)) {
2968                                 verbose(env, "last insn is not an exit or jmp\n");
2969                                 return -EINVAL;
2970                         }
2971                         subprog_start = subprog_end;
2972                         cur_subprog++;
2973                         if (cur_subprog < env->subprog_cnt)
2974                                 subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
2975                 }
2976         }
2977         return 0;
2978 }
2979
2980 /* Parentage chain of this register (or stack slot) should take care of all
2981  * issues like callee-saved registers, stack slot allocation time, etc.
2982  */
2983 static int mark_reg_read(struct bpf_verifier_env *env,
2984                          const struct bpf_reg_state *state,
2985                          struct bpf_reg_state *parent, u8 flag)
2986 {
2987         bool writes = parent == state->parent; /* Observe write marks */
2988         int cnt = 0;
2989
2990         while (parent) {
2991                 /* if read wasn't screened by an earlier write ... */
2992                 if (writes && state->live & REG_LIVE_WRITTEN)
2993                         break;
2994                 if (parent->live & REG_LIVE_DONE) {
2995                         verbose(env, "verifier BUG type %s var_off %lld off %d\n",
2996                                 reg_type_str(env, parent->type),
2997                                 parent->var_off.value, parent->off);
2998                         return -EFAULT;
2999                 }
3000                 /* The first condition is more likely to be true than the
3001                  * second, checked it first.
3002                  */
3003                 if ((parent->live & REG_LIVE_READ) == flag ||
3004                     parent->live & REG_LIVE_READ64)
3005                         /* The parentage chain never changes and
3006                          * this parent was already marked as LIVE_READ.
3007                          * There is no need to keep walking the chain again and
3008                          * keep re-marking all parents as LIVE_READ.
3009                          * This case happens when the same register is read
3010                          * multiple times without writes into it in-between.
3011                          * Also, if parent has the stronger REG_LIVE_READ64 set,
3012                          * then no need to set the weak REG_LIVE_READ32.
3013                          */
3014                         break;
3015                 /* ... then we depend on parent's value */
3016                 parent->live |= flag;
3017                 /* REG_LIVE_READ64 overrides REG_LIVE_READ32. */
3018                 if (flag == REG_LIVE_READ64)
3019                         parent->live &= ~REG_LIVE_READ32;
3020                 state = parent;
3021                 parent = state->parent;
3022                 writes = true;
3023                 cnt++;
3024         }
3025
3026         if (env->longest_mark_read_walk < cnt)
3027                 env->longest_mark_read_walk = cnt;
3028         return 0;
3029 }
3030
3031 static int mark_dynptr_read(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
3032 {
3033         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
3034         int spi, ret;
3035
3036         /* For CONST_PTR_TO_DYNPTR, it must have already been done by
3037          * check_reg_arg in check_helper_call and mark_btf_func_reg_size in
3038          * check_kfunc_call.
3039          */
3040         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
3041                 return 0;
3042         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
3043         if (spi < 0)
3044                 return spi;
3045         /* Caller ensures dynptr is valid and initialized, which means spi is in
3046          * bounds and spi is the first dynptr slot. Simply mark stack slot as
3047          * read.
3048          */
3049         ret = mark_reg_read(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
3050                             state->stack[spi].spilled_ptr.parent, REG_LIVE_READ64);
3051         if (ret)
3052                 return ret;
3053         return mark_reg_read(env, &state->stack[spi - 1].spilled_ptr,
3054                              state->stack[spi - 1].spilled_ptr.parent, REG_LIVE_READ64);
3055 }
3056
3057 static int mark_iter_read(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
3058                           int spi, int nr_slots)
3059 {
3060         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
3061         int err, i;
3062
3063         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
3064                 struct bpf_reg_state *st = &state->stack[spi - i].spilled_ptr;
3065
3066                 err = mark_reg_read(env, st, st->parent, REG_LIVE_READ64);
3067                 if (err)
3068                         return err;
3069
3070                 mark_stack_slot_scratched(env, spi - i);
3071         }
3072
3073         return 0;
3074 }
3075
3076 /* This function is supposed to be used by the following 32-bit optimization
3077  * code only. It returns TRUE if the source or destination register operates
3078  * on 64-bit, otherwise return FALSE.
3079  */
3080 static bool is_reg64(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
3081                      u32 regno, struct bpf_reg_state *reg, enum reg_arg_type t)
3082 {
3083         u8 code, class, op;
3084
3085         code = insn->code;
3086         class = BPF_CLASS(code);
3087         op = BPF_OP(code);
3088         if (class == BPF_JMP) {
3089                 /* BPF_EXIT for "main" will reach here. Return TRUE
3090                  * conservatively.
3091                  */
3092                 if (op == BPF_EXIT)
3093                         return true;
3094                 if (op == BPF_CALL) {
3095                         /* BPF to BPF call will reach here because of marking
3096                          * caller saved clobber with DST_OP_NO_MARK for which we
3097                          * don't care the register def because they are anyway
3098                          * marked as NOT_INIT already.
3099                          */
3100                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
3101                                 return false;
3102                         /* Helper call will reach here because of arg type
3103                          * check, conservatively return TRUE.
3104                          */
3105                         if (t == SRC_OP)
3106                                 return true;
3107
3108                         return false;
3109                 }
3110         }
3111
3112         if (class == BPF_ALU64 && op == BPF_END && (insn->imm == 16 || insn->imm == 32))
3113                 return false;
3114
3115         if (class == BPF_ALU64 || class == BPF_JMP ||
3116             (class == BPF_ALU && op == BPF_END && insn->imm == 64))
3117                 return true;
3118
3119         if (class == BPF_ALU || class == BPF_JMP32)
3120                 return false;
3121
3122         if (class == BPF_LDX) {
3123                 if (t != SRC_OP)
3124                         return BPF_SIZE(code) == BPF_DW || BPF_MODE(code) == BPF_MEMSX;
3125                 /* LDX source must be ptr. */
3126                 return true;
3127         }
3128
3129         if (class == BPF_STX) {
3130                 /* BPF_STX (including atomic variants) has multiple source
3131                  * operands, one of which is a ptr. Check whether the caller is
3132                  * asking about it.
3133                  */
3134                 if (t == SRC_OP && reg->type != SCALAR_VALUE)
3135                         return true;
3136                 return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
3137         }
3138
3139         if (class == BPF_LD) {
3140                 u8 mode = BPF_MODE(code);
3141
3142                 /* LD_IMM64 */
3143                 if (mode == BPF_IMM)
3144                         return true;
3145
3146                 /* Both LD_IND and LD_ABS return 32-bit data. */
3147                 if (t != SRC_OP)
3148                         return  false;
3149
3150                 /* Implicit ctx ptr. */
3151                 if (regno == BPF_REG_6)
3152                         return true;
3153
3154                 /* Explicit source could be any width. */
3155                 return true;
3156         }
3157
3158         if (class == BPF_ST)
3159                 /* The only source register for BPF_ST is a ptr. */
3160                 return true;
3161
3162         /* Conservatively return true at default. */
3163         return true;
3164 }
3165
3166 /* Return the regno defined by the insn, or -1. */
3167 static int insn_def_regno(const struct bpf_insn *insn)
3168 {
3169         switch (BPF_CLASS(insn->code)) {
3170         case BPF_JMP:
3171         case BPF_JMP32:
3172         case BPF_ST:
3173                 return -1;
3174         case BPF_STX:
3175                 if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC &&
3176                     (insn->imm & BPF_FETCH)) {
3177                         if (insn->imm == BPF_CMPXCHG)
3178                                 return BPF_REG_0;
3179                         else
3180                                 return insn->src_reg;
3181                 } else {
3182                         return -1;
3183                 }
3184         default:
3185                 return insn->dst_reg;
3186         }
3187 }
3188
3189 /* Return TRUE if INSN has defined any 32-bit value explicitly. */
3190 static bool insn_has_def32(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
3191 {
3192         int dst_reg = insn_def_regno(insn);
3193
3194         if (dst_reg == -1)
3195                 return false;
3196
3197         return !is_reg64(env, insn, dst_reg, NULL, DST_OP);
3198 }
3199
3200 static void mark_insn_zext(struct bpf_verifier_env *env,
3201                            struct bpf_reg_state *reg)
3202 {
3203         s32 def_idx = reg->subreg_def;
3204
3205         if (def_idx == DEF_NOT_SUBREG)
3206                 return;
3207
3208         env->insn_aux_data[def_idx - 1].zext_dst = true;
3209         /* The dst will be zero extended, so won't be sub-register anymore. */
3210         reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
3211 }
3212
3213 static int __check_reg_arg(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *regs, u32 regno,
3214                            enum reg_arg_type t)
3215 {
3216         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + env->insn_idx;
3217         struct bpf_reg_state *reg;
3218         bool rw64;
3219
3220         if (regno >= MAX_BPF_REG) {
3221                 verbose(env, "R%d is invalid\n", regno);
3222                 return -EINVAL;
3223         }
3224
3225         mark_reg_scratched(env, regno);
3226
3227         reg = &regs[regno];
3228         rw64 = is_reg64(env, insn, regno, reg, t);
3229         if (t == SRC_OP) {
3230                 /* check whether register used as source operand can be read */
3231                 if (reg->type == NOT_INIT) {
3232                         verbose(env, "R%d !read_ok\n", regno);
3233                         return -EACCES;
3234                 }
3235                 /* We don't need to worry about FP liveness because it's read-only */
3236                 if (regno == BPF_REG_FP)
3237                         return 0;
3238
3239                 if (rw64)
3240                         mark_insn_zext(env, reg);
3241
3242                 return mark_reg_read(env, reg, reg->parent,
3243                                      rw64 ? REG_LIVE_READ64 : REG_LIVE_READ32);
3244         } else {
3245                 /* check whether register used as dest operand can be written to */
3246                 if (regno == BPF_REG_FP) {
3247                         verbose(env, "frame pointer is read only\n");
3248                         return -EACCES;
3249                 }
3250                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
3251                 reg->subreg_def = rw64 ? DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
3252                 if (t == DST_OP)
3253                         mark_reg_unknown(env, regs, regno);
3254         }
3255         return 0;
3256 }
3257
3258 static int check_reg_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
3259                          enum reg_arg_type t)
3260 {
3261         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
3262         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
3263
3264         return __check_reg_arg(env, state->regs, regno, t);
3265 }
3266
3267 static int insn_stack_access_flags(int frameno, int spi)
3268 {
3269         return INSN_F_STACK_ACCESS | (spi << INSN_F_SPI_SHIFT) | frameno;
3270 }
3271
3272 static int insn_stack_access_spi(int insn_flags)
3273 {
3274         return (insn_flags >> INSN_F_SPI_SHIFT) & INSN_F_SPI_MASK;
3275 }
3276
3277 static int insn_stack_access_frameno(int insn_flags)
3278 {
3279         return insn_flags & INSN_F_FRAMENO_MASK;
3280 }
3281
3282 static void mark_jmp_point(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
3283 {
3284         env->insn_aux_data[idx].jmp_point = true;
3285 }
3286
3287 static bool is_jmp_point(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
3288 {
3289         return env->insn_aux_data[insn_idx].jmp_point;
3290 }
3291
3292 /* for any branch, call, exit record the history of jmps in the given state */
3293 static int push_jmp_history(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *cur,
3294                             int insn_flags)
3295 {
3296         u32 cnt = cur->jmp_history_cnt;
3297         struct bpf_jmp_history_entry *p;
3298         size_t alloc_size;
3299
3300         /* combine instruction flags if we already recorded this instruction */
3301         if (env->cur_hist_ent) {
3302                 /* atomic instructions push insn_flags twice, for READ and
3303                  * WRITE sides, but they should agree on stack slot
3304                  */
3305                 WARN_ONCE((env->cur_hist_ent->flags & insn_flags) &&
3306                           (env->cur_hist_ent->flags & insn_flags) != insn_flags,
3307                           "verifier insn history bug: insn_idx %d cur flags %x new flags %x\n",
3308                           env->insn_idx, env->cur_hist_ent->flags, insn_flags);
3309                 env->cur_hist_ent->flags |= insn_flags;
3310                 return 0;
3311         }
3312
3313         cnt++;
3314         alloc_size = kmalloc_size_roundup(size_mul(cnt, sizeof(*p)));
3315         p = krealloc(cur->jmp_history, alloc_size, GFP_USER);
3316         if (!p)
3317                 return -ENOMEM;
3318         cur->jmp_history = p;
3319
3320         p = &cur->jmp_history[cnt - 1];
3321         p->idx = env->insn_idx;
3322         p->prev_idx = env->prev_insn_idx;
3323         p->flags = insn_flags;
3324         cur->jmp_history_cnt = cnt;
3325         env->cur_hist_ent = p;
3326
3327         return 0;
3328 }
3329
3330 static struct bpf_jmp_history_entry *get_jmp_hist_entry(struct bpf_verifier_state *st,
3331                                                         u32 hist_end, int insn_idx)
3332 {
3333         if (hist_end > 0 && st->jmp_history[hist_end - 1].idx == insn_idx)
3334                 return &st->jmp_history[hist_end - 1];
3335         return NULL;
3336 }
3337
3338 /* Backtrack one insn at a time. If idx is not at the top of recorded
3339  * history then previous instruction came from straight line execution.
3340  * Return -ENOENT if we exhausted all instructions within given state.
3341  *
3342  * It's legal to have a bit of a looping with the same starting and ending
3343  * insn index within the same state, e.g.: 3->4->5->3, so just because current
3344  * instruction index is the same as state's first_idx doesn't mean we are
3345  * done. If there is still some jump history left, we should keep going. We
3346  * need to take into account that we might have a jump history between given
3347  * state's parent and itself, due to checkpointing. In this case, we'll have
3348  * history entry recording a jump from last instruction of parent state and
3349  * first instruction of given state.
3350  */
3351 static int get_prev_insn_idx(struct bpf_verifier_state *st, int i,
3352                              u32 *history)
3353 {
3354         u32 cnt = *history;
3355
3356         if (i == st->first_insn_idx) {
3357                 if (cnt == 0)
3358                         return -ENOENT;
3359                 if (cnt == 1 && st->jmp_history[0].idx == i)
3360                         return -ENOENT;
3361         }
3362
3363         if (cnt && st->jmp_history[cnt - 1].idx == i) {
3364                 i = st->jmp_history[cnt - 1].prev_idx;
3365                 (*history)--;
3366         } else {
3367                 i--;
3368         }
3369         return i;
3370 }
3371
3372 static const char *disasm_kfunc_name(void *data, const struct bpf_insn *insn)
3373 {
3374         const struct btf_type *func;
3375         struct btf *desc_btf;
3376
3377         if (insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL)
3378                 return NULL;
3379
3380         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(data, insn->off);
3381         if (IS_ERR(desc_btf))
3382                 return "<error>";
3383
3384         func = btf_type_by_id(desc_btf, insn->imm);
3385         return btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
3386 }
3387
3388 static inline void bt_init(struct backtrack_state *bt, u32 frame)
3389 {
3390         bt->frame = frame;
3391 }
3392
3393 static inline void bt_reset(struct backtrack_state *bt)
3394 {
3395         struct bpf_verifier_env *env = bt->env;
3396
3397         memset(bt, 0, sizeof(*bt));
3398         bt->env = env;
3399 }
3400
3401 static inline u32 bt_empty(struct backtrack_state *bt)
3402 {
3403         u64 mask = 0;
3404         int i;
3405
3406         for (i = 0; i <= bt->frame; i++)
3407                 mask |= bt->reg_masks[i] | bt->stack_masks[i];
3408
3409         return mask == 0;
3410 }
3411
3412 static inline int bt_subprog_enter(struct backtrack_state *bt)
3413 {
3414         if (bt->frame == MAX_CALL_FRAMES - 1) {
3415                 verbose(bt->env, "BUG subprog enter from frame %d\n", bt->frame);
3416                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3417                 return -EFAULT;
3418         }
3419         bt->frame++;
3420         return 0;
3421 }
3422
3423 static inline int bt_subprog_exit(struct backtrack_state *bt)
3424 {
3425         if (bt->frame == 0) {
3426                 verbose(bt->env, "BUG subprog exit from frame 0\n");
3427                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3428                 return -EFAULT;
3429         }
3430         bt->frame--;
3431         return 0;
3432 }
3433
3434 static inline void bt_set_frame_reg(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 reg)
3435 {
3436         bt->reg_masks[frame] |= 1 << reg;
3437 }
3438
3439 static inline void bt_clear_frame_reg(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 reg)
3440 {
3441         bt->reg_masks[frame] &= ~(1 << reg);
3442 }
3443
3444 static inline void bt_set_reg(struct backtrack_state *bt, u32 reg)
3445 {
3446         bt_set_frame_reg(bt, bt->frame, reg);
3447 }
3448
3449 static inline void bt_clear_reg(struct backtrack_state *bt, u32 reg)
3450 {
3451         bt_clear_frame_reg(bt, bt->frame, reg);
3452 }
3453
3454 static inline void bt_set_frame_slot(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 slot)
3455 {
3456         bt->stack_masks[frame] |= 1ull << slot;
3457 }
3458
3459 static inline void bt_clear_frame_slot(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 slot)
3460 {
3461         bt->stack_masks[frame] &= ~(1ull << slot);
3462 }
3463
3464 static inline u32 bt_frame_reg_mask(struct backtrack_state *bt, u32 frame)
3465 {
3466         return bt->reg_masks[frame];
3467 }
3468
3469 static inline u32 bt_reg_mask(struct backtrack_state *bt)
3470 {
3471         return bt->reg_masks[bt->frame];
3472 }
3473
3474 static inline u64 bt_frame_stack_mask(struct backtrack_state *bt, u32 frame)
3475 {
3476         return bt->stack_masks[frame];
3477 }
3478
3479 static inline u64 bt_stack_mask(struct backtrack_state *bt)
3480 {
3481         return bt->stack_masks[bt->frame];
3482 }
3483
3484 static inline bool bt_is_reg_set(struct backtrack_state *bt, u32 reg)
3485 {
3486         return bt->reg_masks[bt->frame] & (1 << reg);
3487 }
3488
3489 static inline bool bt_is_frame_slot_set(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 slot)
3490 {
3491         return bt->stack_masks[frame] & (1ull << slot);
3492 }
3493
3494 /* format registers bitmask, e.g., "r0,r2,r4" for 0x15 mask */
3495 static void fmt_reg_mask(char *buf, ssize_t buf_sz, u32 reg_mask)
3496 {
3497         DECLARE_BITMAP(mask, 64);
3498         bool first = true;
3499         int i, n;
3500
3501         buf[0] = '\0';
3502
3503         bitmap_from_u64(mask, reg_mask);
3504         for_each_set_bit(i, mask, 32) {
3505                 n = snprintf(buf, buf_sz, "%sr%d", first ? "" : ",", i);
3506                 first = false;
3507                 buf += n;
3508                 buf_sz -= n;
3509                 if (buf_sz < 0)
3510                         break;
3511         }
3512 }
3513 /* format stack slots bitmask, e.g., "-8,-24,-40" for 0x15 mask */
3514 static void fmt_stack_mask(char *buf, ssize_t buf_sz, u64 stack_mask)
3515 {
3516         DECLARE_BITMAP(mask, 64);
3517         bool first = true;
3518         int i, n;
3519
3520         buf[0] = '\0';
3521
3522         bitmap_from_u64(mask, stack_mask);
3523         for_each_set_bit(i, mask, 64) {
3524                 n = snprintf(buf, buf_sz, "%s%d", first ? "" : ",", -(i + 1) * 8);
3525                 first = false;
3526                 buf += n;
3527                 buf_sz -= n;
3528                 if (buf_sz < 0)
3529                         break;
3530         }
3531 }
3532
3533 static bool calls_callback(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx);
3534
3535 /* For given verifier state backtrack_insn() is called from the last insn to
3536  * the first insn. Its purpose is to compute a bitmask of registers and
3537  * stack slots that needs precision in the parent verifier state.
3538  *
3539  * @idx is an index of the instruction we are currently processing;
3540  * @subseq_idx is an index of the subsequent instruction that:
3541  *   - *would be* executed next, if jump history is viewed in forward order;
3542  *   - *was* processed previously during backtracking.
3543  */
3544 static int backtrack_insn(struct bpf_verifier_env *env, int idx, int subseq_idx,
3545                           struct bpf_jmp_history_entry *hist, struct backtrack_state *bt)
3546 {
3547         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
3548                 .cb_call        = disasm_kfunc_name,
3549                 .cb_print       = verbose,
3550                 .private_data   = env,
3551         };
3552         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + idx;
3553         u8 class = BPF_CLASS(insn->code);
3554         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
3555         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
3556         u32 dreg = insn->dst_reg;
3557         u32 sreg = insn->src_reg;
3558         u32 spi, i, fr;
3559
3560         if (insn->code == 0)
3561                 return 0;
3562         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3563                 fmt_reg_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN, bt_reg_mask(bt));
3564                 verbose(env, "mark_precise: frame%d: regs=%s ",
3565                         bt->frame, env->tmp_str_buf);
3566                 fmt_stack_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN, bt_stack_mask(bt));
3567                 verbose(env, "stack=%s before ", env->tmp_str_buf);
3568                 verbose(env, "%d: ", idx);
3569                 print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
3570         }
3571
3572         if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
3573                 if (!bt_is_reg_set(bt, dreg))
3574                         return 0;
3575                 if (opcode == BPF_END || opcode == BPF_NEG) {
3576                         /* sreg is reserved and unused
3577                          * dreg still need precision before this insn
3578                          */
3579                         return 0;
3580                 } else if (opcode == BPF_MOV) {
3581                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
3582                                 /* dreg = sreg or dreg = (s8, s16, s32)sreg
3583                                  * dreg needs precision after this insn
3584                                  * sreg needs precision before this insn
3585                                  */
3586                                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3587                                 bt_set_reg(bt, sreg);
3588                         } else {
3589                                 /* dreg = K
3590                                  * dreg needs precision after this insn.
3591                                  * Corresponding register is already marked
3592                                  * as precise=true in this verifier state.
3593                                  * No further markings in parent are necessary
3594                                  */
3595                                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3596                         }
3597                 } else {
3598                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
3599                                 /* dreg += sreg
3600                                  * both dreg and sreg need precision
3601                                  * before this insn
3602                                  */
3603                                 bt_set_reg(bt, sreg);
3604                         } /* else dreg += K
3605                            * dreg still needs precision before this insn
3606                            */
3607                 }
3608         } else if (class == BPF_LDX) {
3609                 if (!bt_is_reg_set(bt, dreg))
3610                         return 0;
3611                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3612
3613                 /* scalars can only be spilled into stack w/o losing precision.
3614                  * Load from any other memory can be zero extended.
3615                  * The desire to keep that precision is already indicated
3616                  * by 'precise' mark in corresponding register of this state.
3617                  * No further tracking necessary.
3618                  */
3619                 if (!hist || !(hist->flags & INSN_F_STACK_ACCESS))
3620                         return 0;
3621                 /* dreg = *(u64 *)[fp - off] was a fill from the stack.
3622                  * that [fp - off] slot contains scalar that needs to be
3623                  * tracked with precision
3624                  */
3625                 spi = insn_stack_access_spi(hist->flags);
3626                 fr = insn_stack_access_frameno(hist->flags);
3627                 bt_set_frame_slot(bt, fr, spi);
3628         } else if (class == BPF_STX || class == BPF_ST) {
3629                 if (bt_is_reg_set(bt, dreg))
3630                         /* stx & st shouldn't be using _scalar_ dst_reg
3631                          * to access memory. It means backtracking
3632                          * encountered a case of pointer subtraction.
3633                          */
3634                         return -ENOTSUPP;
3635                 /* scalars can only be spilled into stack */
3636                 if (!hist || !(hist->flags & INSN_F_STACK_ACCESS))
3637                         return 0;
3638                 spi = insn_stack_access_spi(hist->flags);
3639                 fr = insn_stack_access_frameno(hist->flags);
3640                 if (!bt_is_frame_slot_set(bt, fr, spi))
3641                         return 0;
3642                 bt_clear_frame_slot(bt, fr, spi);
3643                 if (class == BPF_STX)
3644                         bt_set_reg(bt, sreg);
3645         } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
3646                 if (bpf_pseudo_call(insn)) {
3647                         int subprog_insn_idx, subprog;
3648
3649                         subprog_insn_idx = idx + insn->imm + 1;
3650                         subprog = find_subprog(env, subprog_insn_idx);
3651                         if (subprog < 0)
3652                                 return -EFAULT;
3653
3654                         if (subprog_is_global(env, subprog)) {
3655                                 /* check that jump history doesn't have any
3656                                  * extra instructions from subprog; the next
3657                                  * instruction after call to global subprog
3658                                  * should be literally next instruction in
3659                                  * caller program
3660                                  */
3661                                 WARN_ONCE(idx + 1 != subseq_idx, "verifier backtracking bug");
3662                                 /* r1-r5 are invalidated after subprog call,
3663                                  * so for global func call it shouldn't be set
3664                                  * anymore
3665                                  */
3666                                 if (bt_reg_mask(bt) & BPF_REGMASK_ARGS) {
3667                                         verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3668                                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3669                                         return -EFAULT;
3670                                 }
3671                                 /* global subprog always sets R0 */
3672                                 bt_clear_reg(bt, BPF_REG_0);
3673                                 return 0;
3674                         } else {
3675                                 /* static subprog call instruction, which
3676                                  * means that we are exiting current subprog,
3677                                  * so only r1-r5 could be still requested as
3678                                  * precise, r0 and r6-r10 or any stack slot in
3679                                  * the current frame should be zero by now
3680                                  */
3681                                 if (bt_reg_mask(bt) & ~BPF_REGMASK_ARGS) {
3682                                         verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3683                                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3684                                         return -EFAULT;
3685                                 }
3686                                 /* we are now tracking register spills correctly,
3687                                  * so any instance of leftover slots is a bug
3688                                  */
3689                                 if (bt_stack_mask(bt) != 0) {
3690                                         verbose(env, "BUG stack slots %llx\n", bt_stack_mask(bt));
3691                                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug (subprog leftover stack slots)");
3692                                         return -EFAULT;
3693                                 }
3694                                 /* propagate r1-r5 to the caller */
3695                                 for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++) {
3696                                         if (bt_is_reg_set(bt, i)) {
3697                                                 bt_clear_reg(bt, i);
3698                                                 bt_set_frame_reg(bt, bt->frame - 1, i);
3699                                         }
3700                                 }
3701                                 if (bt_subprog_exit(bt))
3702                                         return -EFAULT;
3703                                 return 0;
3704                         }
3705                 } else if (is_sync_callback_calling_insn(insn) && idx != subseq_idx - 1) {
3706                         /* exit from callback subprog to callback-calling helper or
3707                          * kfunc call. Use idx/subseq_idx check to discern it from
3708                          * straight line code backtracking.
3709                          * Unlike the subprog call handling above, we shouldn't
3710                          * propagate precision of r1-r5 (if any requested), as they are
3711                          * not actually arguments passed directly to callback subprogs
3712                          */
3713                         if (bt_reg_mask(bt) & ~BPF_REGMASK_ARGS) {
3714                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3715                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3716                                 return -EFAULT;
3717                         }
3718                         if (bt_stack_mask(bt) != 0) {
3719                                 verbose(env, "BUG stack slots %llx\n", bt_stack_mask(bt));
3720                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug (callback leftover stack slots)");
3721                                 return -EFAULT;
3722                         }
3723                         /* clear r1-r5 in callback subprog's mask */
3724                         for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++)
3725                                 bt_clear_reg(bt, i);
3726                         if (bt_subprog_exit(bt))
3727                                 return -EFAULT;
3728                         return 0;
3729                 } else if (opcode == BPF_CALL) {
3730                         /* kfunc with imm==0 is invalid and fixup_kfunc_call will
3731                          * catch this error later. Make backtracking conservative
3732                          * with ENOTSUPP.
3733                          */
3734                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL && insn->imm == 0)
3735                                 return -ENOTSUPP;
3736                         /* regular helper call sets R0 */
3737                         bt_clear_reg(bt, BPF_REG_0);
3738                         if (bt_reg_mask(bt) & BPF_REGMASK_ARGS) {
3739                                 /* if backtracing was looking for registers R1-R5
3740                                  * they should have been found already.
3741                                  */
3742                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3743                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3744                                 return -EFAULT;
3745                         }
3746                 } else if (opcode == BPF_EXIT) {
3747                         bool r0_precise;
3748
3749                         /* Backtracking to a nested function call, 'idx' is a part of
3750                          * the inner frame 'subseq_idx' is a part of the outer frame.
3751                          * In case of a regular function call, instructions giving
3752                          * precision to registers R1-R5 should have been found already.
3753                          * In case of a callback, it is ok to have R1-R5 marked for
3754                          * backtracking, as these registers are set by the function
3755                          * invoking callback.
3756                          */
3757                         if (subseq_idx >= 0 && calls_callback(env, subseq_idx))
3758                                 for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++)
3759                                         bt_clear_reg(bt, i);
3760                         if (bt_reg_mask(bt) & BPF_REGMASK_ARGS) {
3761                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3762                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3763                                 return -EFAULT;
3764                         }
3765
3766                         /* BPF_EXIT in subprog or callback always returns
3767                          * right after the call instruction, so by checking
3768                          * whether the instruction at subseq_idx-1 is subprog
3769                          * call or not we can distinguish actual exit from
3770                          * *subprog* from exit from *callback*. In the former
3771                          * case, we need to propagate r0 precision, if
3772                          * necessary. In the former we never do that.
3773                          */
3774                         r0_precise = subseq_idx - 1 >= 0 &&
3775                                      bpf_pseudo_call(&env->prog->insnsi[subseq_idx - 1]) &&
3776                                      bt_is_reg_set(bt, BPF_REG_0);
3777
3778                         bt_clear_reg(bt, BPF_REG_0);
3779                         if (bt_subprog_enter(bt))
3780                                 return -EFAULT;
3781
3782                         if (r0_precise)
3783                                 bt_set_reg(bt, BPF_REG_0);
3784                         /* r6-r9 and stack slots will stay set in caller frame
3785                          * bitmasks until we return back from callee(s)
3786                          */
3787                         return 0;
3788                 } else if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
3789                         if (!bt_is_reg_set(bt, dreg) && !bt_is_reg_set(bt, sreg))
3790                                 return 0;
3791                         /* dreg <cond> sreg
3792                          * Both dreg and sreg need precision before
3793                          * this insn. If only sreg was marked precise
3794                          * before it would be equally necessary to
3795                          * propagate it to dreg.
3796                          */
3797                         bt_set_reg(bt, dreg);
3798                         bt_set_reg(bt, sreg);
3799                          /* else dreg <cond> K
3800                           * Only dreg still needs precision before
3801                           * this insn, so for the K-based conditional
3802                           * there is nothing new to be marked.
3803                           */
3804                 }
3805         } else if (class == BPF_LD) {
3806                 if (!bt_is_reg_set(bt, dreg))
3807                         return 0;
3808                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3809                 /* It's ld_imm64 or ld_abs or ld_ind.
3810                  * For ld_imm64 no further tracking of precision
3811                  * into parent is necessary
3812                  */
3813                 if (mode == BPF_IND || mode == BPF_ABS)
3814                         /* to be analyzed */
3815                         return -ENOTSUPP;
3816         }
3817         return 0;
3818 }
3819
3820 /* the scalar precision tracking algorithm:
3821  * . at the start all registers have precise=false.
3822  * . scalar ranges are tracked as normal through alu and jmp insns.
3823  * . once precise value of the scalar register is used in:
3824  *   .  ptr + scalar alu
3825  *   . if (scalar cond K|scalar)
3826  *   .  helper_call(.., scalar, ...) where ARG_CONST is expected
3827  *   backtrack through the verifier states and mark all registers and
3828  *   stack slots with spilled constants that these scalar regisers
3829  *   should be precise.
3830  * . during state pruning two registers (or spilled stack slots)
3831  *   are equivalent if both are not precise.
3832  *
3833  * Note the verifier cannot simply walk register parentage chain,
3834  * since many different registers and stack slots could have been
3835  * used to compute single precise scalar.
3836  *
3837  * The approach of starting with precise=true for all registers and then
3838  * backtrack to mark a register as not precise when the verifier detects
3839  * that program doesn't care about specific value (e.g., when helper
3840  * takes register as ARG_ANYTHING parameter) is not safe.
3841  *
3842  * It's ok to walk single parentage chain of the verifier states.
3843  * It's possible that this backtracking will go all the way till 1st insn.
3844  * All other branches will be explored for needing precision later.
3845  *
3846  * The backtracking needs to deal with cases like:
3847  *   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)
3848  * r9 -= r8
3849  * r5 = r9
3850  * if r5 > 0x79f goto pc+7
3851  *    R5_w=inv(id=0,umax_value=1951,var_off=(0x0; 0x7ff))
3852  * r5 += 1
3853  * ...
3854  * call bpf_perf_event_output#25
3855  *   where .arg5_type = ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO
3856  *
3857  * and this case:
3858  * r6 = 1
3859  * call foo // uses callee's r6 inside to compute r0
3860  * r0 += r6
3861  * if r0 == 0 goto
3862  *
3863  * to track above reg_mask/stack_mask needs to be independent for each frame.
3864  *
3865  * Also if parent's curframe > frame where backtracking started,
3866  * the verifier need to mark registers in both frames, otherwise callees
3867  * may incorrectly prune callers. This is similar to
3868  * commit 7640ead93924 ("bpf: verifier: make sure callees don't prune with caller differences")
3869  *
3870  * For now backtracking falls back into conservative marking.
3871  */
3872 static void mark_all_scalars_precise(struct bpf_verifier_env *env,
3873                                      struct bpf_verifier_state *st)
3874 {
3875         struct bpf_func_state *func;
3876         struct bpf_reg_state *reg;
3877         int i, j;
3878
3879         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3880                 verbose(env, "mark_precise: frame%d: falling back to forcing all scalars precise\n",
3881                         st->curframe);
3882         }
3883
3884         /* big hammer: mark all scalars precise in this path.
3885          * pop_stack may still get !precise scalars.
3886          * We also skip current state and go straight to first parent state,
3887          * because precision markings in current non-checkpointed state are
3888          * not needed. See why in the comment in __mark_chain_precision below.
3889          */
3890         for (st = st->parent; st; st = st->parent) {
3891                 for (i = 0; i <= st->curframe; i++) {
3892                         func = st->frame[i];
3893                         for (j = 0; j < BPF_REG_FP; j++) {
3894                                 reg = &func->regs[j];
3895                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE || reg->precise)
3896                                         continue;
3897                                 reg->precise = true;
3898                                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3899                                         verbose(env, "force_precise: frame%d: forcing r%d to be precise\n",
3900                                                 i, j);
3901                                 }
3902                         }
3903                         for (j = 0; j < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; j++) {
3904                                 if (!is_spilled_reg(&func->stack[j]))
3905                                         continue;
3906                                 reg = &func->stack[j].spilled_ptr;
3907                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE || reg->precise)
3908                                         continue;
3909                                 reg->precise = true;
3910                                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3911                                         verbose(env, "force_precise: frame%d: forcing fp%d to be precise\n",
3912                                                 i, -(j + 1) * 8);
3913                                 }
3914                         }
3915                 }
3916         }
3917 }
3918
3919 static void mark_all_scalars_imprecise(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
3920 {
3921         struct bpf_func_state *func;
3922         struct bpf_reg_state *reg;
3923         int i, j;
3924
3925         for (i = 0; i <= st->curframe; i++) {
3926                 func = st->frame[i];
3927                 for (j = 0; j < BPF_REG_FP; j++) {
3928                         reg = &func->regs[j];
3929                         if (reg->type != SCALAR_VALUE)
3930                                 continue;
3931                         reg->precise = false;
3932                 }
3933                 for (j = 0; j < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; j++) {
3934                         if (!is_spilled_reg(&func->stack[j]))
3935                                 continue;
3936                         reg = &func->stack[j].spilled_ptr;
3937                         if (reg->type != SCALAR_VALUE)
3938                                 continue;
3939                         reg->precise = false;
3940                 }
3941         }
3942 }
3943
3944 static bool idset_contains(struct bpf_idset *s, u32 id)
3945 {
3946         u32 i;
3947
3948         for (i = 0; i < s->count; ++i)
3949                 if (s->ids[i] == id)
3950                         return true;
3951
3952         return false;
3953 }
3954
3955 static int idset_push(struct bpf_idset *s, u32 id)
3956 {
3957         if (WARN_ON_ONCE(s->count >= ARRAY_SIZE(s->ids)))
3958                 return -EFAULT;
3959         s->ids[s->count++] = id;
3960         return 0;
3961 }
3962
3963 static void idset_reset(struct bpf_idset *s)
3964 {
3965         s->count = 0;
3966 }
3967
3968 /* Collect a set of IDs for all registers currently marked as precise in env->bt.
3969  * Mark all registers with these IDs as precise.
3970  */
3971 static int mark_precise_scalar_ids(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
3972 {
3973         struct bpf_idset *precise_ids = &env->idset_scratch;
3974         struct backtrack_state *bt = &env->bt;
3975         struct bpf_func_state *func;
3976         struct bpf_reg_state *reg;
3977         DECLARE_BITMAP(mask, 64);
3978         int i, fr;
3979
3980         idset_reset(precise_ids);
3981
3982         for (fr = bt->frame; fr >= 0; fr--) {
3983                 func = st->frame[fr];
3984
3985                 bitmap_from_u64(mask, bt_frame_reg_mask(bt, fr));
3986                 for_each_set_bit(i, mask, 32) {
3987                         reg = &func->regs[i];
3988                         if (!reg->id || reg->type != SCALAR_VALUE)
3989                                 continue;
3990                         if (idset_push(precise_ids, reg->id))
3991                                 return -EFAULT;
3992                 }
3993
3994                 bitmap_from_u64(mask, bt_frame_stack_mask(bt, fr));
3995                 for_each_set_bit(i, mask, 64) {
3996                         if (i >= func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE)
3997                                 break;
3998                         if (!is_spilled_scalar_reg(&func->stack[i]))
3999                                 continue;
4000                         reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
4001                         if (!reg->id)
4002                                 continue;
4003                         if (idset_push(precise_ids, reg->id))
4004                                 return -EFAULT;
4005                 }
4006         }
4007
4008         for (fr = 0; fr <= st->curframe; ++fr) {
4009                 func = st->frame[fr];
4010
4011                 for (i = BPF_REG_0; i < BPF_REG_10; ++i) {
4012                         reg = &func->regs[i];
4013                         if (!reg->id)
4014                                 continue;
4015                         if (!idset_contains(precise_ids, reg->id))
4016                                 continue;
4017                         bt_set_frame_reg(bt, fr, i);
4018                 }
4019                 for (i = 0; i < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; ++i) {
4020                         if (!is_spilled_scalar_reg(&func->stack[i]))
4021                                 continue;
4022                         reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
4023                         if (!reg->id)
4024                                 continue;
4025                         if (!idset_contains(precise_ids, reg->id))
4026                                 continue;
4027                         bt_set_frame_slot(bt, fr, i);
4028                 }
4029         }
4030
4031         return 0;
4032 }
4033
4034 /*
4035  * __mark_chain_precision() backtracks BPF program instruction sequence and
4036  * chain of verifier states making sure that register *regno* (if regno >= 0)
4037  * and/or stack slot *spi* (if spi >= 0) are marked as precisely tracked
4038  * SCALARS, as well as any other registers and slots that contribute to
4039  * a tracked state of given registers/stack slots, depending on specific BPF
4040  * assembly instructions (see backtrack_insns() for exact instruction handling
4041  * logic). This backtracking relies on recorded jmp_history and is able to
4042  * traverse entire chain of parent states. This process ends only when all the
4043  * necessary registers/slots and their transitive dependencies are marked as
4044  * precise.
4045  *
4046  * One important and subtle aspect is that precise marks *do not matter* in
4047  * the currently verified state (current state). It is important to understand
4048  * why this is the case.
4049  *
4050  * First, note that current state is the state that is not yet "checkpointed",
4051  * i.e., it is not yet put into env->explored_states, and it has no children
4052  * states as well. It's ephemeral, and can end up either a) being discarded if
4053  * compatible explored state is found at some point or BPF_EXIT instruction is
4054  * reached or b) checkpointed and put into env->explored_states, branching out
4055  * into one or more children states.
4056  *
4057  * In the former case, precise markings in current state are completely
4058  * ignored by state comparison code (see regsafe() for details). Only
4059  * checkpointed ("old") state precise markings are important, and if old
4060  * state's register/slot is precise, regsafe() assumes current state's
4061  * register/slot as precise and checks value ranges exactly and precisely. If
4062  * states turn out to be compatible, current state's necessary precise
4063  * markings and any required parent states' precise markings are enforced
4064  * after the fact with propagate_precision() logic, after the fact. But it's
4065  * important to realize that in this case, even after marking current state
4066  * registers/slots as precise, we immediately discard current state. So what
4067  * actually matters is any of the precise markings propagated into current
4068  * state's parent states, which are always checkpointed (due to b) case above).
4069  * As such, for scenario a) it doesn't matter if current state has precise
4070  * markings set or not.
4071  *
4072  * Now, for the scenario b), checkpointing and forking into child(ren)
4073  * state(s). Note that before current state gets to checkpointing step, any
4074  * processed instruction always assumes precise SCALAR register/slot
4075  * knowledge: if precise value or range is useful to prune jump branch, BPF
4076  * verifier takes this opportunity enthusiastically. Similarly, when
4077  * register's value is used to calculate offset or memory address, exact
4078  * knowledge of SCALAR range is assumed, checked, and enforced. So, similar to
4079  * what we mentioned above about state comparison ignoring precise markings
4080  * during state comparison, BPF verifier ignores and also assumes precise
4081  * markings *at will* during instruction verification process. But as verifier
4082  * assumes precision, it also propagates any precision dependencies across
4083  * parent states, which are not yet finalized, so can be further restricted
4084  * based on new knowledge gained from restrictions enforced by their children
4085  * states. This is so that once those parent states are finalized, i.e., when
4086  * they have no more active children state, state comparison logic in
4087  * is_state_visited() would enforce strict and precise SCALAR ranges, if
4088  * required for correctness.
4089  *
4090  * To build a bit more intuition, note also that once a state is checkpointed,
4091  * the path we took to get to that state is not important. This is crucial
4092  * property for state pruning. When state is checkpointed and finalized at
4093  * some instruction index, it can be correctly and safely used to "short
4094  * circuit" any *compatible* state that reaches exactly the same instruction
4095  * index. I.e., if we jumped to that instruction from a completely different
4096  * code path than original finalized state was derived from, it doesn't
4097  * matter, current state can be discarded because from that instruction
4098  * forward having a compatible state will ensure we will safely reach the
4099  * exit. States describe preconditions for further exploration, but completely
4100  * forget the history of how we got here.
4101  *
4102  * This also means that even if we needed precise SCALAR range to get to
4103  * finalized state, but from that point forward *that same* SCALAR register is
4104  * never used in a precise context (i.e., it's precise value is not needed for
4105  * correctness), it's correct and safe to mark such register as "imprecise"
4106  * (i.e., precise marking set to false). This is what we rely on when we do
4107  * not set precise marking in current state. If no child state requires
4108  * precision for any given SCALAR register, it's safe to dictate that it can
4109  * be imprecise. If any child state does require this register to be precise,
4110  * we'll mark it precise later retroactively during precise markings
4111  * propagation from child state to parent states.
4112  *
4113  * Skipping precise marking setting in current state is a mild version of
4114  * relying on the above observation. But we can utilize this property even
4115  * more aggressively by proactively forgetting any precise marking in the
4116  * current state (which we inherited from the parent state), right before we
4117  * checkpoint it and branch off into new child state. This is done by
4118  * mark_all_scalars_imprecise() to hopefully get more permissive and generic
4119  * finalized states which help in short circuiting more future states.
4120  */
4121 static int __mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4122 {
4123         struct backtrack_state *bt = &env->bt;
4124         struct bpf_verifier_state *st = env->cur_state;
4125         int first_idx = st->first_insn_idx;
4126         int last_idx = env->insn_idx;
4127         int subseq_idx = -1;
4128         struct bpf_func_state *func;
4129         struct bpf_reg_state *reg;
4130         bool skip_first = true;
4131         int i, fr, err;
4132
4133         if (!env->bpf_capable)
4134                 return 0;
4135
4136         /* set frame number from which we are starting to backtrack */
4137         bt_init(bt, env->cur_state->curframe);
4138
4139         /* Do sanity checks against current state of register and/or stack
4140          * slot, but don't set precise flag in current state, as precision
4141          * tracking in the current state is unnecessary.
4142          */
4143         func = st->frame[bt->frame];
4144         if (regno >= 0) {
4145                 reg = &func->regs[regno];
4146                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
4147                         WARN_ONCE(1, "backtracing misuse");
4148                         return -EFAULT;
4149                 }
4150                 bt_set_reg(bt, regno);
4151         }
4152
4153         if (bt_empty(bt))
4154                 return 0;
4155
4156         for (;;) {
4157                 DECLARE_BITMAP(mask, 64);
4158                 u32 history = st->jmp_history_cnt;
4159                 struct bpf_jmp_history_entry *hist;
4160
4161                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
4162                         verbose(env, "mark_precise: frame%d: last_idx %d first_idx %d subseq_idx %d \n",
4163                                 bt->frame, last_idx, first_idx, subseq_idx);
4164                 }
4165
4166                 /* If some register with scalar ID is marked as precise,
4167                  * make sure that all registers sharing this ID are also precise.
4168                  * This is needed to estimate effect of find_equal_scalars().
4169                  * Do this at the last instruction of each state,
4170                  * bpf_reg_state::id fields are valid for these instructions.
4171                  *
4172                  * Allows to track precision in situation like below:
4173                  *
4174                  *     r2 = unknown value
4175                  *     ...
4176                  *   --- state #0 ---
4177                  *     ...
4178                  *     r1 = r2                 // r1 and r2 now share the same ID
4179                  *     ...
4180                  *   --- state #1 {r1.id = A, r2.id = A} ---
4181                  *     ...
4182                  *     if (r2 > 10) goto exit; // find_equal_scalars() assigns range to r1
4183                  *     ...
4184                  *   --- state #2 {r1.id = A, r2.id = A} ---
4185                  *     r3 = r10
4186                  *     r3 += r1                // need to mark both r1 and r2
4187                  */
4188                 if (mark_precise_scalar_ids(env, st))
4189                         return -EFAULT;
4190
4191                 if (last_idx < 0) {
4192                         /* we are at the entry into subprog, which
4193                          * is expected for global funcs, but only if
4194                          * requested precise registers are R1-R5
4195                          * (which are global func's input arguments)
4196                          */
4197                         if (st->curframe == 0 &&
4198                             st->frame[0]->subprogno > 0 &&
4199                             st->frame[0]->callsite == BPF_MAIN_FUNC &&
4200                             bt_stack_mask(bt) == 0 &&
4201                             (bt_reg_mask(bt) & ~BPF_REGMASK_ARGS) == 0) {
4202                                 bitmap_from_u64(mask, bt_reg_mask(bt));
4203                                 for_each_set_bit(i, mask, 32) {
4204                                         reg = &st->frame[0]->regs[i];
4205                                         bt_clear_reg(bt, i);
4206                                         if (reg->type == SCALAR_VALUE)
4207                                                 reg->precise = true;
4208                                 }
4209                                 return 0;
4210                         }
4211
4212                         verbose(env, "BUG backtracking func entry subprog %d reg_mask %x stack_mask %llx\n",
4213                                 st->frame[0]->subprogno, bt_reg_mask(bt), bt_stack_mask(bt));
4214                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
4215                         return -EFAULT;
4216                 }
4217
4218                 for (i = last_idx;;) {
4219                         if (skip_first) {
4220                                 err = 0;
4221                                 skip_first = false;
4222                         } else {
4223                                 hist = get_jmp_hist_entry(st, history, i);
4224                                 err = backtrack_insn(env, i, subseq_idx, hist, bt);
4225                         }
4226                         if (err == -ENOTSUPP) {
4227                                 mark_all_scalars_precise(env, env->cur_state);
4228                                 bt_reset(bt);
4229                                 return 0;
4230                         } else if (err) {
4231                                 return err;
4232                         }
4233                         if (bt_empty(bt))
4234                                 /* Found assignment(s) into tracked register in this state.
4235                                  * Since this state is already marked, just return.
4236                                  * Nothing to be tracked further in the parent state.
4237                                  */
4238                                 return 0;
4239                         subseq_idx = i;
4240                         i = get_prev_insn_idx(st, i, &history);
4241                         if (i == -ENOENT)
4242                                 break;
4243                         if (i >= env->prog->len) {
4244                                 /* This can happen if backtracking reached insn 0
4245                                  * and there are still reg_mask or stack_mask
4246                                  * to backtrack.
4247                                  * It means the backtracking missed the spot where
4248                                  * particular register was initialized with a constant.
4249                                  */
4250                                 verbose(env, "BUG backtracking idx %d\n", i);
4251                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
4252                                 return -EFAULT;
4253                         }
4254                 }
4255                 st = st->parent;
4256                 if (!st)
4257                         break;
4258
4259                 for (fr = bt->frame; fr >= 0; fr--) {
4260                         func = st->frame[fr];
4261                         bitmap_from_u64(mask, bt_frame_reg_mask(bt, fr));
4262                         for_each_set_bit(i, mask, 32) {
4263                                 reg = &func->regs[i];
4264                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
4265                                         bt_clear_frame_reg(bt, fr, i);
4266                                         continue;
4267                                 }
4268                                 if (reg->precise)
4269                                         bt_clear_frame_reg(bt, fr, i);
4270                                 else
4271                                         reg->precise = true;
4272                         }
4273
4274                         bitmap_from_u64(mask, bt_frame_stack_mask(bt, fr));
4275                         for_each_set_bit(i, mask, 64) {
4276                                 if (i >= func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE) {
4277                                         verbose(env, "BUG backtracking (stack slot %d, total slots %d)\n",
4278                                                 i, func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE);
4279                                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug (stack slot out of bounds)");
4280                                         return -EFAULT;
4281                                 }
4282
4283                                 if (!is_spilled_scalar_reg(&func->stack[i])) {
4284                                         bt_clear_frame_slot(bt, fr, i);
4285                                         continue;
4286                                 }
4287                                 reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
4288                                 if (reg->precise)
4289                                         bt_clear_frame_slot(bt, fr, i);
4290                                 else
4291                                         reg->precise = true;
4292                         }
4293                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
4294                                 fmt_reg_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN,
4295                                              bt_frame_reg_mask(bt, fr));
4296                                 verbose(env, "mark_precise: frame%d: parent state regs=%s ",
4297                                         fr, env->tmp_str_buf);
4298                                 fmt_stack_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN,
4299                                                bt_frame_stack_mask(bt, fr));
4300                                 verbose(env, "stack=%s: ", env->tmp_str_buf);
4301                                 print_verifier_state(env, func, true);
4302                         }
4303                 }
4304
4305                 if (bt_empty(bt))
4306                         return 0;
4307
4308                 subseq_idx = first_idx;
4309                 last_idx = st->last_insn_idx;
4310                 first_idx = st->first_insn_idx;
4311         }
4312
4313         /* if we still have requested precise regs or slots, we missed
4314          * something (e.g., stack access through non-r10 register), so
4315          * fallback to marking all precise
4316          */
4317         if (!bt_empty(bt)) {
4318                 mark_all_scalars_precise(env, env->cur_state);
4319                 bt_reset(bt);
4320         }
4321
4322         return 0;
4323 }
4324
4325 int mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4326 {
4327         return __mark_chain_precision(env, regno);
4328 }
4329
4330 /* mark_chain_precision_batch() assumes that env->bt is set in the caller to
4331  * desired reg and stack masks across all relevant frames
4332  */
4333 static int mark_chain_precision_batch(struct bpf_verifier_env *env)
4334 {
4335         return __mark_chain_precision(env, -1);
4336 }
4337
4338 static bool is_spillable_regtype(enum bpf_reg_type type)
4339 {
4340         switch (base_type(type)) {
4341         case PTR_TO_MAP_VALUE:
4342         case PTR_TO_STACK:
4343         case PTR_TO_CTX:
4344         case PTR_TO_PACKET:
4345         case PTR_TO_PACKET_META:
4346         case PTR_TO_PACKET_END:
4347         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
4348         case CONST_PTR_TO_MAP:
4349         case PTR_TO_SOCKET:
4350         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
4351         case PTR_TO_TCP_SOCK:
4352         case PTR_TO_XDP_SOCK:
4353         case PTR_TO_BTF_ID:
4354         case PTR_TO_BUF:
4355         case PTR_TO_MEM:
4356         case PTR_TO_FUNC:
4357         case PTR_TO_MAP_KEY:
4358                 return true;
4359         default:
4360                 return false;
4361         }
4362 }
4363
4364 /* Does this register contain a constant zero? */
4365 static bool register_is_null(struct bpf_reg_state *reg)
4366 {
4367         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
4368 }
4369
4370 /* check if register is a constant scalar value */
4371 static bool is_reg_const(struct bpf_reg_state *reg, bool subreg32)
4372 {
4373         return reg->type == SCALAR_VALUE &&
4374                tnum_is_const(subreg32 ? tnum_subreg(reg->var_off) : reg->var_off);
4375 }
4376
4377 /* assuming is_reg_const() is true, return constant value of a register */
4378 static u64 reg_const_value(struct bpf_reg_state *reg, bool subreg32)
4379 {
4380         return subreg32 ? tnum_subreg(reg->var_off).value : reg->var_off.value;
4381 }
4382
4383 static bool __is_scalar_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
4384 {
4385         return tnum_is_unknown(reg->var_off) &&
4386                reg->smin_value == S64_MIN && reg->smax_value == S64_MAX &&
4387                reg->umin_value == 0 && reg->umax_value == U64_MAX &&
4388                reg->s32_min_value == S32_MIN && reg->s32_max_value == S32_MAX &&
4389                reg->u32_min_value == 0 && reg->u32_max_value == U32_MAX;
4390 }
4391
4392 static bool register_is_bounded(struct bpf_reg_state *reg)
4393 {
4394         return reg->type == SCALAR_VALUE && !__is_scalar_unbounded(reg);
4395 }
4396
4397 static bool __is_pointer_value(bool allow_ptr_leaks,
4398                                const struct bpf_reg_state *reg)
4399 {
4400         if (allow_ptr_leaks)
4401                 return false;
4402
4403         return reg->type != SCALAR_VALUE;
4404 }
4405
4406 /* Copy src state preserving dst->parent and dst->live fields */
4407 static void copy_register_state(struct bpf_reg_state *dst, const struct bpf_reg_state *src)
4408 {
4409         struct bpf_reg_state *parent = dst->parent;
4410         enum bpf_reg_liveness live = dst->live;
4411
4412         *dst = *src;
4413         dst->parent = parent;
4414         dst->live = live;
4415 }
4416
4417 static void save_register_state(struct bpf_verifier_env *env,
4418                                 struct bpf_func_state *state,
4419                                 int spi, struct bpf_reg_state *reg,
4420                                 int size)
4421 {
4422         int i;
4423
4424         copy_register_state(&state->stack[spi].spilled_ptr, reg);
4425         if (size == BPF_REG_SIZE)
4426                 state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4427
4428         for (i = BPF_REG_SIZE; i > BPF_REG_SIZE - size; i--)
4429                 state->stack[spi].slot_type[i - 1] = STACK_SPILL;
4430
4431         /* size < 8 bytes spill */
4432         for (; i; i--)
4433                 mark_stack_slot_misc(env, &state->stack[spi].slot_type[i - 1]);
4434 }
4435
4436 static bool is_bpf_st_mem(struct bpf_insn *insn)
4437 {
4438         return BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ST && BPF_MODE(insn->code) == BPF_MEM;
4439 }
4440
4441 /* check_stack_{read,write}_fixed_off functions track spill/fill of registers,
4442  * stack boundary and alignment are checked in check_mem_access()
4443  */
4444 static int check_stack_write_fixed_off(struct bpf_verifier_env *env,
4445                                        /* stack frame we're writing to */
4446                                        struct bpf_func_state *state,
4447                                        int off, int size, int value_regno,
4448                                        int insn_idx)
4449 {
4450         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
4451         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE, err;
4452         struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[insn_idx];
4453         struct bpf_reg_state *reg = NULL;
4454         int insn_flags = insn_stack_access_flags(state->frameno, spi);
4455
4456         /* caller checked that off % size == 0 and -MAX_BPF_STACK <= off < 0,
4457          * so it's aligned access and [off, off + size) are within stack limits
4458          */
4459         if (!env->allow_ptr_leaks &&
4460             is_spilled_reg(&state->stack[spi]) &&
4461             size != BPF_REG_SIZE) {
4462                 verbose(env, "attempt to corrupt spilled pointer on stack\n");
4463                 return -EACCES;
4464         }
4465
4466         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
4467         if (value_regno >= 0)
4468                 reg = &cur->regs[value_regno];
4469         if (!env->bypass_spec_v4) {
4470                 bool sanitize = reg && is_spillable_regtype(reg->type);
4471
4472                 for (i = 0; i < size; i++) {
4473                         u8 type = state->stack[spi].slot_type[i];
4474
4475                         if (type != STACK_MISC && type != STACK_ZERO) {
4476                                 sanitize = true;
4477                                 break;
4478                         }
4479                 }
4480
4481                 if (sanitize)
4482                         env->insn_aux_data[insn_idx].sanitize_stack_spill = true;
4483         }
4484
4485         err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi);
4486         if (err)
4487                 return err;
4488
4489         mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4490         if (reg && !(off % BPF_REG_SIZE) && register_is_bounded(reg) && env->bpf_capable) {
4491                 save_register_state(env, state, spi, reg, size);
4492                 /* Break the relation on a narrowing spill. */
4493                 if (fls64(reg->umax_value) > BITS_PER_BYTE * size)
4494                         state->stack[spi].spilled_ptr.id = 0;
4495         } else if (!reg && !(off % BPF_REG_SIZE) && is_bpf_st_mem(insn) &&
4496                    insn->imm != 0 && env->bpf_capable) {
4497                 struct bpf_reg_state fake_reg = {};
4498
4499                 __mark_reg_known(&fake_reg, insn->imm);
4500                 fake_reg.type = SCALAR_VALUE;
4501                 save_register_state(env, state, spi, &fake_reg, size);
4502         } else if (reg && is_spillable_regtype(reg->type)) {
4503                 /* register containing pointer is being spilled into stack */
4504                 if (size != BPF_REG_SIZE) {
4505                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
4506                         verbose(env, "invalid size of register spill\n");
4507                         return -EACCES;
4508                 }
4509                 if (state != cur && reg->type == PTR_TO_STACK) {
4510                         verbose(env, "cannot spill pointers to stack into stack frame of the caller\n");
4511                         return -EINVAL;
4512                 }
4513                 save_register_state(env, state, spi, reg, size);
4514         } else {
4515                 u8 type = STACK_MISC;
4516
4517                 /* regular write of data into stack destroys any spilled ptr */
4518                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
4519                 /* Mark slots as STACK_MISC if they belonged to spilled ptr/dynptr/iter. */
4520                 if (is_stack_slot_special(&state->stack[spi]))
4521                         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++)
4522                                 scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[i]);
4523
4524                 /* only mark the slot as written if all 8 bytes were written
4525                  * otherwise read propagation may incorrectly stop too soon
4526                  * when stack slots are partially written.
4527                  * This heuristic means that read propagation will be
4528                  * conservative, since it will add reg_live_read marks
4529                  * to stack slots all the way to first state when programs
4530                  * writes+reads less than 8 bytes
4531                  */
4532                 if (size == BPF_REG_SIZE)
4533                         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4534
4535                 /* when we zero initialize stack slots mark them as such */
4536                 if ((reg && register_is_null(reg)) ||
4537                     (!reg && is_bpf_st_mem(insn) && insn->imm == 0)) {
4538                         /* STACK_ZERO case happened because register spill
4539                          * wasn't properly aligned at the stack slot boundary,
4540                          * so it's not a register spill anymore; force
4541                          * originating register to be precise to make
4542                          * STACK_ZERO correct for subsequent states
4543                          */
4544                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
4545                         if (err)
4546                                 return err;
4547                         type = STACK_ZERO;
4548                 }
4549
4550                 /* Mark slots affected by this stack write. */
4551                 for (i = 0; i < size; i++)
4552                         state->stack[spi].slot_type[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] = type;
4553                 insn_flags = 0; /* not a register spill */
4554         }
4555
4556         if (insn_flags)
4557                 return push_jmp_history(env, env->cur_state, insn_flags);
4558         return 0;
4559 }
4560
4561 /* Write the stack: 'stack[ptr_regno + off] = value_regno'. 'ptr_regno' is
4562  * known to contain a variable offset.
4563  * This function checks whether the write is permitted and conservatively
4564  * tracks the effects of the write, considering that each stack slot in the
4565  * dynamic range is potentially written to.
4566  *
4567  * 'off' includes 'regno->off'.
4568  * 'value_regno' can be -1, meaning that an unknown value is being written to
4569  * the stack.
4570  *
4571  * Spilled pointers in range are not marked as written because we don't know
4572  * what's going to be actually written. This means that read propagation for
4573  * future reads cannot be terminated by this write.
4574  *
4575  * For privileged programs, uninitialized stack slots are considered
4576  * initialized by this write (even though we don't know exactly what offsets
4577  * are going to be written to). The idea is that we don't want the verifier to
4578  * reject future reads that access slots written to through variable offsets.
4579  */
4580 static int check_stack_write_var_off(struct bpf_verifier_env *env,
4581                                      /* func where register points to */
4582                                      struct bpf_func_state *state,
4583                                      int ptr_regno, int off, int size,
4584                                      int value_regno, int insn_idx)
4585 {
4586         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
4587         int min_off, max_off;
4588         int i, err;
4589         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, *value_reg = NULL;
4590         struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[insn_idx];
4591         bool writing_zero = false;
4592         /* set if the fact that we're writing a zero is used to let any
4593          * stack slots remain STACK_ZERO
4594          */
4595         bool zero_used = false;
4596
4597         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
4598         ptr_reg = &cur->regs[ptr_regno];
4599         min_off = ptr_reg->smin_value + off;
4600         max_off = ptr_reg->smax_value + off + size;
4601         if (value_regno >= 0)
4602                 value_reg = &cur->regs[value_regno];
4603         if ((value_reg && register_is_null(value_reg)) ||
4604             (!value_reg && is_bpf_st_mem(insn) && insn->imm == 0))
4605                 writing_zero = true;
4606
4607         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
4608                 int spi;
4609
4610                 spi = __get_spi(i);
4611                 err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi);
4612                 if (err)
4613                         return err;
4614         }
4615
4616         /* Variable offset writes destroy any spilled pointers in range. */
4617         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
4618                 u8 new_type, *stype;
4619                 int slot, spi;
4620
4621                 slot = -i - 1;
4622                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
4623                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
4624                 mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4625
4626                 if (!env->allow_ptr_leaks && *stype != STACK_MISC && *stype != STACK_ZERO) {
4627                         /* Reject the write if range we may write to has not
4628                          * been initialized beforehand. If we didn't reject
4629                          * here, the ptr status would be erased below (even
4630                          * though not all slots are actually overwritten),
4631                          * possibly opening the door to leaks.
4632                          *
4633                          * We do however catch STACK_INVALID case below, and
4634                          * only allow reading possibly uninitialized memory
4635                          * later for CAP_PERFMON, as the write may not happen to
4636                          * that slot.
4637                          */
4638                         verbose(env, "spilled ptr in range of var-offset stack write; insn %d, ptr off: %d",
4639                                 insn_idx, i);
4640                         return -EINVAL;
4641                 }
4642
4643                 /* Erase all spilled pointers. */
4644                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
4645
4646                 /* Update the slot type. */
4647                 new_type = STACK_MISC;
4648                 if (writing_zero && *stype == STACK_ZERO) {
4649                         new_type = STACK_ZERO;
4650                         zero_used = true;
4651                 }
4652                 /* If the slot is STACK_INVALID, we check whether it's OK to
4653                  * pretend that it will be initialized by this write. The slot
4654                  * might not actually be written to, and so if we mark it as
4655                  * initialized future reads might leak uninitialized memory.
4656                  * For privileged programs, we will accept such reads to slots
4657                  * that may or may not be written because, if we're reject
4658                  * them, the error would be too confusing.
4659                  */
4660                 if (*stype == STACK_INVALID && !env->allow_uninit_stack) {
4661                         verbose(env, "uninit stack in range of var-offset write prohibited for !root; insn %d, off: %d",
4662                                         insn_idx, i);
4663                         return -EINVAL;
4664                 }
4665                 *stype = new_type;
4666         }
4667         if (zero_used) {
4668                 /* backtracking doesn't work for STACK_ZERO yet. */
4669                 err = mark_chain_precision(env, value_regno);
4670                 if (err)
4671                         return err;
4672         }
4673         return 0;
4674 }
4675
4676 /* When register 'dst_regno' is assigned some values from stack[min_off,
4677  * max_off), we set the register's type according to the types of the
4678  * respective stack slots. If all the stack values are known to be zeros, then
4679  * so is the destination reg. Otherwise, the register is considered to be
4680  * SCALAR. This function does not deal with register filling; the caller must
4681  * ensure that all spilled registers in the stack range have been marked as
4682  * read.
4683  */
4684 static void mark_reg_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
4685                                 /* func where src register points to */
4686                                 struct bpf_func_state *ptr_state,
4687                                 int min_off, int max_off, int dst_regno)
4688 {
4689         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4690         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
4691         int i, slot, spi;
4692         u8 *stype;
4693         int zeros = 0;
4694
4695         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
4696                 slot = -i - 1;
4697                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
4698                 mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4699                 stype = ptr_state->stack[spi].slot_type;
4700                 if (stype[slot % BPF_REG_SIZE] != STACK_ZERO)
4701                         break;
4702                 zeros++;
4703         }
4704         if (zeros == max_off - min_off) {
4705                 /* Any access_size read into register is zero extended,
4706                  * so the whole register == const_zero.
4707                  */
4708                 __mark_reg_const_zero(env, &state->regs[dst_regno]);
4709         } else {
4710                 /* have read misc data from the stack */
4711                 mark_reg_unknown(env, state->regs, dst_regno);
4712         }
4713         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4714 }
4715
4716 /* Read the stack at 'off' and put the results into the register indicated by
4717  * 'dst_regno'. It handles reg filling if the addressed stack slot is a
4718  * spilled reg.
4719  *
4720  * 'dst_regno' can be -1, meaning that the read value is not going to a
4721  * register.
4722  *
4723  * The access is assumed to be within the current stack bounds.
4724  */
4725 static int check_stack_read_fixed_off(struct bpf_verifier_env *env,
4726                                       /* func where src register points to */
4727                                       struct bpf_func_state *reg_state,
4728                                       int off, int size, int dst_regno)
4729 {
4730         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4731         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
4732         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE;
4733         struct bpf_reg_state *reg;
4734         u8 *stype, type;
4735         int insn_flags = insn_stack_access_flags(reg_state->frameno, spi);
4736
4737         stype = reg_state->stack[spi].slot_type;
4738         reg = &reg_state->stack[spi].spilled_ptr;
4739
4740         mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4741
4742         if (is_spilled_reg(&reg_state->stack[spi])) {
4743                 u8 spill_size = 1;
4744
4745                 for (i = BPF_REG_SIZE - 1; i > 0 && stype[i - 1] == STACK_SPILL; i--)
4746                         spill_size++;
4747
4748                 if (size != BPF_REG_SIZE || spill_size != BPF_REG_SIZE) {
4749                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
4750                                 verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
4751                                 verbose(env, "invalid size of register fill\n");
4752                                 return -EACCES;
4753                         }
4754
4755                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
4756                         if (dst_regno < 0)
4757                                 return 0;
4758
4759                         if (!(off % BPF_REG_SIZE) && size == spill_size) {
4760                                 /* The earlier check_reg_arg() has decided the
4761                                  * subreg_def for this insn.  Save it first.
4762                                  */
4763                                 s32 subreg_def = state->regs[dst_regno].subreg_def;
4764
4765                                 copy_register_state(&state->regs[dst_regno], reg);
4766                                 state->regs[dst_regno].subreg_def = subreg_def;
4767                         } else {
4768                                 int spill_cnt = 0, zero_cnt = 0;
4769
4770                                 for (i = 0; i < size; i++) {
4771                                         type = stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE];
4772                                         if (type == STACK_SPILL) {
4773                                                 spill_cnt++;
4774                                                 continue;
4775                                         }
4776                                         if (type == STACK_MISC)
4777                                                 continue;
4778                                         if (type == STACK_ZERO) {
4779                                                 zero_cnt++;
4780                                                 continue;
4781                                         }
4782                                         if (type == STACK_INVALID && env->allow_uninit_stack)
4783                                                 continue;
4784                                         verbose(env, "invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
4785                                                 off, i, size);
4786                                         return -EACCES;
4787                                 }
4788
4789                                 if (spill_cnt == size &&
4790                                     tnum_is_const(reg->var_off) && reg->var_off.value == 0) {
4791                                         __mark_reg_const_zero(env, &state->regs[dst_regno]);
4792                                         /* this IS register fill, so keep insn_flags */
4793                                 } else if (zero_cnt == size) {
4794                                         /* similarly to mark_reg_stack_read(), preserve zeroes */
4795                                         __mark_reg_const_zero(env, &state->regs[dst_regno]);
4796                                         insn_flags = 0; /* not restoring original register state */
4797                                 } else {
4798                                         mark_reg_unknown(env, state->regs, dst_regno);
4799                                         insn_flags = 0; /* not restoring original register state */
4800                                 }
4801                         }
4802                         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4803                 } else if (dst_regno >= 0) {
4804                         /* restore register state from stack */
4805                         copy_register_state(&state->regs[dst_regno], reg);
4806                         /* mark reg as written since spilled pointer state likely
4807                          * has its liveness marks cleared by is_state_visited()
4808                          * which resets stack/reg liveness for state transitions
4809                          */
4810                         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4811                 } else if (__is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg)) {
4812                         /* If dst_regno==-1, the caller is asking us whether
4813                          * it is acceptable to use this value as a SCALAR_VALUE
4814                          * (e.g. for XADD).
4815                          * We must not allow unprivileged callers to do that
4816                          * with spilled pointers.
4817                          */
4818                         verbose(env, "leaking pointer from stack off %d\n",
4819                                 off);
4820                         return -EACCES;
4821                 }
4822                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
4823         } else {
4824                 for (i = 0; i < size; i++) {
4825                         type = stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE];
4826                         if (type == STACK_MISC)
4827                                 continue;
4828                         if (type == STACK_ZERO)
4829                                 continue;
4830                         if (type == STACK_INVALID && env->allow_uninit_stack)
4831                                 continue;
4832                         verbose(env, "invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
4833                                 off, i, size);
4834                         return -EACCES;
4835                 }
4836                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
4837                 if (dst_regno >= 0)
4838                         mark_reg_stack_read(env, reg_state, off, off + size, dst_regno);
4839                 insn_flags = 0; /* we are not restoring spilled register */
4840         }
4841         if (insn_flags)
4842                 return push_jmp_history(env, env->cur_state, insn_flags);
4843         return 0;
4844 }
4845
4846 enum bpf_access_src {
4847         ACCESS_DIRECT = 1,  /* the access is performed by an instruction */
4848         ACCESS_HELPER = 2,  /* the access is performed by a helper */
4849 };
4850
4851 static int check_stack_range_initialized(struct bpf_verifier_env *env,
4852                                          int regno, int off, int access_size,
4853                                          bool zero_size_allowed,
4854                                          enum bpf_access_src type,
4855                                          struct bpf_call_arg_meta *meta);
4856
4857 static struct bpf_reg_state *reg_state(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4858 {
4859         return cur_regs(env) + regno;
4860 }
4861
4862 /* Read the stack at 'ptr_regno + off' and put the result into the register
4863  * 'dst_regno'.
4864  * 'off' includes the pointer register's fixed offset(i.e. 'ptr_regno.off'),
4865  * but not its variable offset.
4866  * 'size' is assumed to be <= reg size and the access is assumed to be aligned.
4867  *
4868  * As opposed to check_stack_read_fixed_off, this function doesn't deal with
4869  * filling registers (i.e. reads of spilled register cannot be detected when
4870  * the offset is not fixed). We conservatively mark 'dst_regno' as containing
4871  * SCALAR_VALUE. That's why we assert that the 'ptr_regno' has a variable
4872  * offset; for a fixed offset check_stack_read_fixed_off should be used
4873  * instead.
4874  */
4875 static int check_stack_read_var_off(struct bpf_verifier_env *env,
4876                                     int ptr_regno, int off, int size, int dst_regno)
4877 {
4878         /* The state of the source register. */
4879         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
4880         struct bpf_func_state *ptr_state = func(env, reg);
4881         int err;
4882         int min_off, max_off;
4883
4884         /* Note that we pass a NULL meta, so raw access will not be permitted.
4885          */
4886         err = check_stack_range_initialized(env, ptr_regno, off, size,
4887                                             false, ACCESS_DIRECT, NULL);
4888         if (err)
4889                 return err;
4890
4891         min_off = reg->smin_value + off;
4892         max_off = reg->smax_value + off;
4893         mark_reg_stack_read(env, ptr_state, min_off, max_off + size, dst_regno);
4894         return 0;
4895 }
4896
4897 /* check_stack_read dispatches to check_stack_read_fixed_off or
4898  * check_stack_read_var_off.
4899  *
4900  * The caller must ensure that the offset falls within the allocated stack
4901  * bounds.
4902  *
4903  * 'dst_regno' is a register which will receive the value from the stack. It
4904  * can be -1, meaning that the read value is not going to a register.
4905  */
4906 static int check_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
4907                             int ptr_regno, int off, int size,
4908                             int dst_regno)
4909 {
4910         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
4911         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
4912         int err;
4913         /* Some accesses are only permitted with a static offset. */
4914         bool var_off = !tnum_is_const(reg->var_off);
4915
4916         /* The offset is required to be static when reads don't go to a
4917          * register, in order to not leak pointers (see
4918          * check_stack_read_fixed_off).
4919          */
4920         if (dst_regno < 0 && var_off) {
4921                 char tn_buf[48];
4922
4923                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4924                 verbose(env, "variable offset stack pointer cannot be passed into helper function; var_off=%s off=%d size=%d\n",
4925                         tn_buf, off, size);
4926                 return -EACCES;
4927         }
4928         /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for simplicity
4929          * since it requires corresponding support in Spectre masking for stack
4930          * ALU. See also retrieve_ptr_limit(). The check in
4931          * check_stack_access_for_ptr_arithmetic() called by
4932          * adjust_ptr_min_max_vals() prevents users from creating stack pointers
4933          * with variable offsets, therefore no check is required here. Further,
4934          * just checking it here would be insufficient as speculative stack
4935          * writes could still lead to unsafe speculative behaviour.
4936          */
4937         if (!var_off) {
4938                 off += reg->var_off.value;
4939                 err = check_stack_read_fixed_off(env, state, off, size,
4940                                                  dst_regno);
4941         } else {
4942                 /* Variable offset stack reads need more conservative handling
4943                  * than fixed offset ones. Note that dst_regno >= 0 on this
4944                  * branch.
4945                  */
4946                 err = check_stack_read_var_off(env, ptr_regno, off, size,
4947                                                dst_regno);
4948         }
4949         return err;
4950 }
4951
4952
4953 /* check_stack_write dispatches to check_stack_write_fixed_off or
4954  * check_stack_write_var_off.
4955  *
4956  * 'ptr_regno' is the register used as a pointer into the stack.
4957  * 'off' includes 'ptr_regno->off', but not its variable offset (if any).
4958  * 'value_regno' is the register whose value we're writing to the stack. It can
4959  * be -1, meaning that we're not writing from a register.
4960  *
4961  * The caller must ensure that the offset falls within the maximum stack size.
4962  */
4963 static int check_stack_write(struct bpf_verifier_env *env,
4964                              int ptr_regno, int off, int size,
4965                              int value_regno, int insn_idx)
4966 {
4967         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
4968         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
4969         int err;
4970
4971         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
4972                 off += reg->var_off.value;
4973                 err = check_stack_write_fixed_off(env, state, off, size,
4974                                                   value_regno, insn_idx);
4975         } else {
4976                 /* Variable offset stack reads need more conservative handling
4977                  * than fixed offset ones.
4978                  */
4979                 err = check_stack_write_var_off(env, state,
4980                                                 ptr_regno, off, size,
4981                                                 value_regno, insn_idx);
4982         }
4983         return err;
4984 }
4985
4986 static int check_map_access_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
4987                                  int off, int size, enum bpf_access_type type)
4988 {
4989         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
4990         struct bpf_map *map = regs[regno].map_ptr;
4991         u32 cap = bpf_map_flags_to_cap(map);
4992
4993         if (type == BPF_WRITE && !(cap & BPF_MAP_CAN_WRITE)) {
4994                 verbose(env, "write into map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
4995                         map->value_size, off, size);
4996                 return -EACCES;
4997         }
4998
4999         if (type == BPF_READ && !(cap & BPF_MAP_CAN_READ)) {
5000                 verbose(env, "read from map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
5001                         map->value_size, off, size);
5002                 return -EACCES;
5003         }
5004
5005         return 0;
5006 }
5007
5008 /* check read/write into memory region (e.g., map value, ringbuf sample, etc) */
5009 static int __check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
5010                               int off, int size, u32 mem_size,
5011                               bool zero_size_allowed)
5012 {
5013         bool size_ok = size > 0 || (size == 0 && zero_size_allowed);
5014         struct bpf_reg_state *reg;
5015
5016         if (off >= 0 && size_ok && (u64)off + size <= mem_size)
5017                 return 0;
5018
5019         reg = &cur_regs(env)[regno];
5020         switch (reg->type) {
5021         case PTR_TO_MAP_KEY:
5022                 verbose(env, "invalid access to map key, key_size=%d off=%d size=%d\n",
5023                         mem_size, off, size);
5024                 break;
5025         case PTR_TO_MAP_VALUE:
5026                 verbose(env, "invalid access to map value, value_size=%d off=%d size=%d\n",
5027                         mem_size, off, size);
5028                 break;
5029         case PTR_TO_PACKET:
5030         case PTR_TO_PACKET_META:
5031         case PTR_TO_PACKET_END:
5032                 verbose(env, "invalid access to packet, off=%d size=%d, R%d(id=%d,off=%d,r=%d)\n",
5033                         off, size, regno, reg->id, off, mem_size);
5034                 break;
5035         case PTR_TO_MEM:
5036         default:
5037                 verbose(env, "invalid access to memory, mem_size=%u off=%d size=%d\n",
5038                         mem_size, off, size);
5039         }
5040
5041         return -EACCES;
5042 }
5043
5044 /* check read/write into a memory region with possible variable offset */
5045 static int check_mem_region_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
5046                                    int off, int size, u32 mem_size,
5047                                    bool zero_size_allowed)
5048 {
5049         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
5050         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
5051         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
5052         int err;
5053
5054         /* We may have adjusted the register pointing to memory region, so we
5055          * need to try adding each of min_value and max_value to off
5056          * to make sure our theoretical access will be safe.
5057          *
5058          * The minimum value is only important with signed
5059          * comparisons where we can't assume the floor of a
5060          * value is 0.  If we are using signed variables for our
5061          * index'es we need to make sure that whatever we use
5062          * will have a set floor within our range.
5063          */
5064         if (reg->smin_value < 0 &&
5065             (reg->smin_value == S64_MIN ||
5066              (off + reg->smin_value != (s64)(s32)(off + reg->smin_value)) ||
5067               reg->smin_value + off < 0)) {
5068                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
5069                         regno);
5070                 return -EACCES;
5071         }
5072         err = __check_mem_access(env, regno, reg->smin_value + off, size,
5073                                  mem_size, zero_size_allowed);
5074         if (err) {
5075                 verbose(env, "R%d min value is outside of the allowed memory range\n",
5076                         regno);
5077                 return err;
5078         }
5079
5080         /* If we haven't set a max value then we need to bail since we can't be
5081          * sure we won't do bad things.
5082          * If reg->umax_value + off could overflow, treat that as unbounded too.
5083          */
5084         if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
5085                 verbose(env, "R%d unbounded memory access, make sure to bounds check any such access\n",
5086                         regno);
5087                 return -EACCES;
5088         }
5089         err = __check_mem_access(env, regno, reg->umax_value + off, size,
5090                                  mem_size, zero_size_allowed);
5091         if (err) {
5092                 verbose(env, "R%d max value is outside of the allowed memory range\n",
5093                         regno);
5094                 return err;
5095         }
5096
5097         return 0;
5098 }
5099
5100 static int __check_ptr_off_reg(struct bpf_verifier_env *env,
5101                                const struct bpf_reg_state *reg, int regno,
5102                                bool fixed_off_ok)
5103 {
5104         /* Access to this pointer-typed register or passing it to a helper
5105          * is only allowed in its original, unmodified form.
5106          */
5107
5108         if (reg->off < 0) {
5109                 verbose(env, "negative offset %s ptr R%d off=%d disallowed\n",
5110                         reg_type_str(env, reg->type), regno, reg->off);
5111                 return -EACCES;
5112         }
5113
5114         if (!fixed_off_ok && reg->off) {
5115                 verbose(env, "dereference of modified %s ptr R%d off=%d disallowed\n",
5116                         reg_type_str(env, reg->type), regno, reg->off);
5117                 return -EACCES;
5118         }
5119
5120         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
5121                 char tn_buf[48];
5122
5123                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5124                 verbose(env, "variable %s access var_off=%s disallowed\n",
5125                         reg_type_str(env, reg->type), tn_buf);
5126                 return -EACCES;
5127         }
5128
5129         return 0;
5130 }
5131
5132 static int check_ptr_off_reg(struct bpf_verifier_env *env,
5133                              const struct bpf_reg_state *reg, int regno)
5134 {
5135         return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
5136 }
5137
5138 static int map_kptr_match_type(struct bpf_verifier_env *env,
5139                                struct btf_field *kptr_field,
5140                                struct bpf_reg_state *reg, u32 regno)
5141 {
5142         const char *targ_name = btf_type_name(kptr_field->kptr.btf, kptr_field->kptr.btf_id);
5143         int perm_flags;
5144         const char *reg_name = "";
5145
5146         if (btf_is_kernel(reg->btf)) {
5147                 perm_flags = PTR_MAYBE_NULL | PTR_TRUSTED | MEM_RCU;
5148
5149                 /* Only unreferenced case accepts untrusted pointers */
5150                 if (kptr_field->type == BPF_KPTR_UNREF)
5151                         perm_flags |= PTR_UNTRUSTED;
5152         } else {
5153                 perm_flags = PTR_MAYBE_NULL | MEM_ALLOC;
5154                 if (kptr_field->type == BPF_KPTR_PERCPU)
5155                         perm_flags |= MEM_PERCPU;
5156         }
5157
5158         if (base_type(reg->type) != PTR_TO_BTF_ID || (type_flag(reg->type) & ~perm_flags))
5159                 goto bad_type;
5160
5161         /* We need to verify reg->type and reg->btf, before accessing reg->btf */
5162         reg_name = btf_type_name(reg->btf, reg->btf_id);
5163
5164         /* For ref_ptr case, release function check should ensure we get one
5165          * referenced PTR_TO_BTF_ID, and that its fixed offset is 0. For the
5166          * normal store of unreferenced kptr, we must ensure var_off is zero.
5167          * Since ref_ptr cannot be accessed directly by BPF insns, checks for
5168          * reg->off and reg->ref_obj_id are not needed here.
5169          */
5170         if (__check_ptr_off_reg(env, reg, regno, true))
5171                 return -EACCES;
5172
5173         /* A full type match is needed, as BTF can be vmlinux, module or prog BTF, and
5174          * we also need to take into account the reg->off.
5175          *
5176          * We want to support cases like:
5177          *
5178          * struct foo {
5179          *         struct bar br;
5180          *         struct baz bz;
5181          * };
5182          *
5183          * struct foo *v;
5184          * v = func();        // PTR_TO_BTF_ID
5185          * val->foo = v;      // reg->off is zero, btf and btf_id match type
5186          * val->bar = &v->br; // reg->off is still zero, but we need to retry with
5187          *                    // first member type of struct after comparison fails
5188          * val->baz = &v->bz; // reg->off is non-zero, so struct needs to be walked
5189          *                    // to match type
5190          *
5191          * In the kptr_ref case, check_func_arg_reg_off already ensures reg->off
5192          * is zero. We must also ensure that btf_struct_ids_match does not walk
5193          * the struct to match type against first member of struct, i.e. reject
5194          * second case from above. Hence, when type is BPF_KPTR_REF, we set
5195          * strict mode to true for type match.
5196          */
5197         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, reg->off,
5198                                   kptr_field->kptr.btf, kptr_field->kptr.btf_id,
5199                                   kptr_field->type != BPF_KPTR_UNREF))
5200                 goto bad_type;
5201         return 0;
5202 bad_type:
5203         verbose(env, "invalid kptr access, R%d type=%s%s ", regno,
5204                 reg_type_str(env, reg->type), reg_name);
5205         verbose(env, "expected=%s%s", reg_type_str(env, PTR_TO_BTF_ID), targ_name);
5206         if (kptr_field->type == BPF_KPTR_UNREF)
5207                 verbose(env, " or %s%s\n", reg_type_str(env, PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED),
5208                         targ_name);
5209         else
5210                 verbose(env, "\n");
5211         return -EINVAL;
5212 }
5213
5214 /* The non-sleepable programs and sleepable programs with explicit bpf_rcu_read_lock()
5215  * can dereference RCU protected pointers and result is PTR_TRUSTED.
5216  */
5217 static bool in_rcu_cs(struct bpf_verifier_env *env)
5218 {
5219         return env->cur_state->active_rcu_lock ||
5220                env->cur_state->active_lock.ptr ||
5221                !env->prog->aux->sleepable;
5222 }
5223
5224 /* Once GCC supports btf_type_tag the following mechanism will be replaced with tag check */
5225 BTF_SET_START(rcu_protected_types)
5226 BTF_ID(struct, prog_test_ref_kfunc)
5227 #ifdef CONFIG_CGROUPS
5228 BTF_ID(struct, cgroup)
5229 #endif
5230 BTF_ID(struct, bpf_cpumask)
5231 BTF_ID(struct, task_struct)
5232 BTF_SET_END(rcu_protected_types)
5233
5234 static bool rcu_protected_object(const struct btf *btf, u32 btf_id)
5235 {
5236         if (!btf_is_kernel(btf))
5237                 return true;
5238         return btf_id_set_contains(&rcu_protected_types, btf_id);
5239 }
5240
5241 static struct btf_record *kptr_pointee_btf_record(struct btf_field *kptr_field)
5242 {
5243         struct btf_struct_meta *meta;
5244
5245         if (btf_is_kernel(kptr_field->kptr.btf))
5246                 return NULL;
5247
5248         meta = btf_find_struct_meta(kptr_field->kptr.btf,
5249                                     kptr_field->kptr.btf_id);
5250
5251         return meta ? meta->record : NULL;
5252 }
5253
5254 static bool rcu_safe_kptr(const struct btf_field *field)
5255 {
5256         const struct btf_field_kptr *kptr = &field->kptr;
5257
5258         return field->type == BPF_KPTR_PERCPU ||
5259                (field->type == BPF_KPTR_REF && rcu_protected_object(kptr->btf, kptr->btf_id));
5260 }
5261
5262 static u32 btf_ld_kptr_type(struct bpf_verifier_env *env, struct btf_field *kptr_field)
5263 {
5264         struct btf_record *rec;
5265         u32 ret;
5266
5267         ret = PTR_MAYBE_NULL;
5268         if (rcu_safe_kptr(kptr_field) && in_rcu_cs(env)) {
5269                 ret |= MEM_RCU;
5270                 if (kptr_field->type == BPF_KPTR_PERCPU)
5271                         ret |= MEM_PERCPU;
5272                 else if (!btf_is_kernel(kptr_field->kptr.btf))
5273                         ret |= MEM_ALLOC;
5274
5275                 rec = kptr_pointee_btf_record(kptr_field);
5276                 if (rec && btf_record_has_field(rec, BPF_GRAPH_NODE))
5277                         ret |= NON_OWN_REF;
5278         } else {
5279                 ret |= PTR_UNTRUSTED;
5280         }
5281
5282         return ret;
5283 }
5284
5285 static int check_map_kptr_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
5286                                  int value_regno, int insn_idx,
5287                                  struct btf_field *kptr_field)
5288 {
5289         struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[insn_idx];
5290         int class = BPF_CLASS(insn->code);
5291         struct bpf_reg_state *val_reg;
5292
5293         /* Things we already checked for in check_map_access and caller:
5294          *  - Reject cases where variable offset may touch kptr
5295          *  - size of access (must be BPF_DW)
5296          *  - tnum_is_const(reg->var_off)
5297          *  - kptr_field->offset == off + reg->var_off.value
5298          */
5299         /* Only BPF_[LDX,STX,ST] | BPF_MEM | BPF_DW is supported */
5300         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM) {
5301                 verbose(env, "kptr in map can only be accessed using BPF_MEM instruction mode\n");
5302                 return -EACCES;
5303         }
5304
5305         /* We only allow loading referenced kptr, since it will be marked as
5306          * untrusted, similar to unreferenced kptr.
5307          */
5308         if (class != BPF_LDX &&
5309             (kptr_field->type == BPF_KPTR_REF || kptr_field->type == BPF_KPTR_PERCPU)) {
5310                 verbose(env, "store to referenced kptr disallowed\n");
5311                 return -EACCES;
5312         }
5313
5314         if (class == BPF_LDX) {
5315                 val_reg = reg_state(env, value_regno);
5316                 /* We can simply mark the value_regno receiving the pointer
5317                  * value from map as PTR_TO_BTF_ID, with the correct type.
5318                  */
5319                 mark_btf_ld_reg(env, cur_regs(env), value_regno, PTR_TO_BTF_ID, kptr_field->kptr.btf,
5320                                 kptr_field->kptr.btf_id, btf_ld_kptr_type(env, kptr_field));
5321                 /* For mark_ptr_or_null_reg */
5322                 val_reg->id = ++env->id_gen;
5323         } else if (class == BPF_STX) {
5324                 val_reg = reg_state(env, value_regno);
5325                 if (!register_is_null(val_reg) &&
5326                     map_kptr_match_type(env, kptr_field, val_reg, value_regno))
5327                         return -EACCES;
5328         } else if (class == BPF_ST) {
5329                 if (insn->imm) {
5330                         verbose(env, "BPF_ST imm must be 0 when storing to kptr at off=%u\n",
5331                                 kptr_field->offset);
5332                         return -EACCES;
5333                 }
5334         } else {
5335                 verbose(env, "kptr in map can only be accessed using BPF_LDX/BPF_STX/BPF_ST\n");
5336                 return -EACCES;
5337         }
5338         return 0;
5339 }
5340
5341 /* check read/write into a map element with possible variable offset */
5342 static int check_map_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
5343                             int off, int size, bool zero_size_allowed,
5344                             enum bpf_access_src src)
5345 {
5346         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
5347         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
5348         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
5349         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
5350         struct btf_record *rec;
5351         int err, i;
5352
5353         err = check_mem_region_access(env, regno, off, size, map->value_size,
5354                                       zero_size_allowed);
5355         if (err)
5356                 return err;
5357
5358         if (IS_ERR_OR_NULL(map->record))
5359                 return 0;
5360         rec = map->record;
5361         for (i = 0; i < rec->cnt; i++) {
5362                 struct btf_field *field = &rec->fields[i];
5363                 u32 p = field->offset;
5364
5365                 /* If any part of a field  can be touched by load/store, reject
5366                  * this program. To check that [x1, x2) overlaps with [y1, y2),
5367                  * it is sufficient to check x1 < y2 && y1 < x2.
5368                  */
5369                 if (reg->smin_value + off < p + btf_field_type_size(field->type) &&
5370                     p < reg->umax_value + off + size) {
5371                         switch (field->type) {
5372                         case BPF_KPTR_UNREF:
5373                         case BPF_KPTR_REF:
5374                         case BPF_KPTR_PERCPU:
5375                                 if (src != ACCESS_DIRECT) {
5376                                         verbose(env, "kptr cannot be accessed indirectly by helper\n");
5377                                         return -EACCES;
5378                                 }
5379                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
5380                                         verbose(env, "kptr access cannot have variable offset\n");
5381                                         return -EACCES;
5382                                 }
5383                                 if (p != off + reg->var_off.value) {
5384                                         verbose(env, "kptr access misaligned expected=%u off=%llu\n",
5385                                                 p, off + reg->var_off.value);
5386                                         return -EACCES;
5387                                 }
5388                                 if (size != bpf_size_to_bytes(BPF_DW)) {
5389                                         verbose(env, "kptr access size must be BPF_DW\n");
5390                                         return -EACCES;
5391                                 }
5392                                 break;
5393                         default:
5394                                 verbose(env, "%s cannot be accessed directly by load/store\n",
5395                                         btf_field_type_name(field->type));
5396                                 return -EACCES;
5397                         }
5398                 }
5399         }
5400         return 0;
5401 }
5402
5403 #define MAX_PACKET_OFF 0xffff
5404
5405 static bool may_access_direct_pkt_data(struct bpf_verifier_env *env,
5406                                        const struct bpf_call_arg_meta *meta,
5407                                        enum bpf_access_type t)
5408 {
5409         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
5410
5411         switch (prog_type) {
5412         /* Program types only with direct read access go here! */
5413         case BPF_PROG_TYPE_LWT_IN:
5414         case BPF_PROG_TYPE_LWT_OUT:
5415         case BPF_PROG_TYPE_LWT_SEG6LOCAL:
5416         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
5417         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
5418         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
5419                 if (t == BPF_WRITE)
5420                         return false;
5421                 fallthrough;
5422
5423         /* Program types with direct read + write access go here! */
5424         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
5425         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
5426         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
5427         case BPF_PROG_TYPE_LWT_XMIT:
5428         case BPF_PROG_TYPE_SK_SKB:
5429         case BPF_PROG_TYPE_SK_MSG:
5430                 if (meta)
5431                         return meta->pkt_access;
5432
5433                 env->seen_direct_write = true;
5434                 return true;
5435
5436         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
5437                 if (t == BPF_WRITE)
5438                         env->seen_direct_write = true;
5439
5440                 return true;
5441
5442         default:
5443                 return false;
5444         }
5445 }
5446
5447 static int check_packet_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno, int off,
5448                                int size, bool zero_size_allowed)
5449 {
5450         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
5451         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
5452         int err;
5453
5454         /* We may have added a variable offset to the packet pointer; but any
5455          * reg->range we have comes after that.  We are only checking the fixed
5456          * offset.
5457          */
5458
5459         /* We don't allow negative numbers, because we aren't tracking enough
5460          * detail to prove they're safe.
5461          */
5462         if (reg->smin_value < 0) {
5463                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
5464                         regno);
5465                 return -EACCES;
5466         }
5467
5468         err = reg->range < 0 ? -EINVAL :
5469               __check_mem_access(env, regno, off, size, reg->range,
5470                                  zero_size_allowed);
5471         if (err) {
5472                 verbose(env, "R%d offset is outside of the packet\n", regno);
5473                 return err;
5474         }
5475
5476         /* __check_mem_access has made sure "off + size - 1" is within u16.
5477          * reg->umax_value can't be bigger than MAX_PACKET_OFF which is 0xffff,
5478          * otherwise find_good_pkt_pointers would have refused to set range info
5479          * that __check_mem_access would have rejected this pkt access.
5480          * Therefore, "off + reg->umax_value + size - 1" won't overflow u32.
5481          */
5482         env->prog->aux->max_pkt_offset =
5483                 max_t(u32, env->prog->aux->max_pkt_offset,
5484                       off + reg->umax_value + size - 1);
5485
5486         return err;
5487 }
5488
5489 /* check access to 'struct bpf_context' fields.  Supports fixed offsets only */
5490 static int check_ctx_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, int off, int size,
5491                             enum bpf_access_type t, enum bpf_reg_type *reg_type,
5492                             struct btf **btf, u32 *btf_id)
5493 {
5494         struct bpf_insn_access_aux info = {
5495                 .reg_type = *reg_type,
5496                 .log = &env->log,
5497         };
5498
5499         if (env->ops->is_valid_access &&
5500             env->ops->is_valid_access(off, size, t, env->prog, &info)) {
5501                 /* A non zero info.ctx_field_size indicates that this field is a
5502                  * candidate for later verifier transformation to load the whole
5503                  * field and then apply a mask when accessed with a narrower
5504                  * access than actual ctx access size. A zero info.ctx_field_size
5505                  * will only allow for whole field access and rejects any other
5506                  * type of narrower access.
5507                  */
5508                 *reg_type = info.reg_type;
5509
5510                 if (base_type(*reg_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
5511                         *btf = info.btf;
5512                         *btf_id = info.btf_id;
5513                 } else {
5514                         env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size = info.ctx_field_size;
5515                 }
5516                 /* remember the offset of last byte accessed in ctx */
5517                 if (env->prog->aux->max_ctx_offset < off + size)
5518                         env->prog->aux->max_ctx_offset = off + size;
5519                 return 0;
5520         }
5521
5522         verbose(env, "invalid bpf_context access off=%d size=%d\n", off, size);
5523         return -EACCES;
5524 }
5525
5526 static int check_flow_keys_access(struct bpf_verifier_env *env, int off,
5527                                   int size)
5528 {
5529         if (size < 0 || off < 0 ||
5530             (u64)off + size > sizeof(struct bpf_flow_keys)) {
5531                 verbose(env, "invalid access to flow keys off=%d size=%d\n",
5532                         off, size);
5533                 return -EACCES;
5534         }
5535         return 0;
5536 }
5537
5538 static int check_sock_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx,
5539                              u32 regno, int off, int size,
5540                              enum bpf_access_type t)
5541 {
5542         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
5543         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
5544         struct bpf_insn_access_aux info = {};
5545         bool valid;
5546
5547         if (reg->smin_value < 0) {
5548                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
5549                         regno);
5550                 return -EACCES;
5551         }
5552
5553         switch (reg->type) {
5554         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
5555                 valid = bpf_sock_common_is_valid_access(off, size, t, &info);
5556                 break;
5557         case PTR_TO_SOCKET:
5558                 valid = bpf_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
5559                 break;
5560         case PTR_TO_TCP_SOCK:
5561                 valid = bpf_tcp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
5562                 break;
5563         case PTR_TO_XDP_SOCK:
5564                 valid = bpf_xdp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
5565                 break;
5566         default:
5567                 valid = false;
5568         }
5569
5570
5571         if (valid) {
5572                 env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size =
5573                         info.ctx_field_size;
5574                 return 0;
5575         }
5576
5577         verbose(env, "R%d invalid %s access off=%d size=%d\n",
5578                 regno, reg_type_str(env, reg->type), off, size);
5579
5580         return -EACCES;
5581 }
5582
5583 static bool is_pointer_value(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5584 {
5585         return __is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg_state(env, regno));
5586 }
5587
5588 static bool is_ctx_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5589 {
5590         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5591
5592         return reg->type == PTR_TO_CTX;
5593 }
5594
5595 static bool is_sk_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5596 {
5597         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5598
5599         return type_is_sk_pointer(reg->type);
5600 }
5601
5602 static bool is_pkt_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5603 {
5604         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5605
5606         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
5607 }
5608
5609 static bool is_flow_key_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5610 {
5611         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5612
5613         /* Separate to is_ctx_reg() since we still want to allow BPF_ST here. */
5614         return reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS;
5615 }
5616
5617 static u32 *reg2btf_ids[__BPF_REG_TYPE_MAX] = {
5618 #ifdef CONFIG_NET
5619         [PTR_TO_SOCKET] = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK],
5620         [PTR_TO_SOCK_COMMON] = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK_COMMON],
5621         [PTR_TO_TCP_SOCK] = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_TCP],
5622 #endif
5623         [CONST_PTR_TO_MAP] = btf_bpf_map_id,
5624 };
5625
5626 static bool is_trusted_reg(const struct bpf_reg_state *reg)
5627 {
5628         /* A referenced register is always trusted. */
5629         if (reg->ref_obj_id)
5630                 return true;
5631
5632         /* Types listed in the reg2btf_ids are always trusted */
5633         if (reg2btf_ids[base_type(reg->type)])
5634                 return true;
5635
5636         /* If a register is not referenced, it is trusted if it has the
5637          * MEM_ALLOC or PTR_TRUSTED type modifiers, and no others. Some of the
5638          * other type modifiers may be safe, but we elect to take an opt-in
5639          * approach here as some (e.g. PTR_UNTRUSTED and PTR_MAYBE_NULL) are
5640          * not.
5641          *
5642          * Eventually, we should make PTR_TRUSTED the single source of truth
5643          * for whether a register is trusted.
5644          */
5645         return type_flag(reg->type) & BPF_REG_TRUSTED_MODIFIERS &&
5646                !bpf_type_has_unsafe_modifiers(reg->type);
5647 }
5648
5649 static bool is_rcu_reg(const struct bpf_reg_state *reg)
5650 {
5651         return reg->type & MEM_RCU;
5652 }
5653
5654 static void clear_trusted_flags(enum bpf_type_flag *flag)
5655 {
5656         *flag &= ~(BPF_REG_TRUSTED_MODIFIERS | MEM_RCU);
5657 }
5658
5659 static int check_pkt_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
5660                                    const struct bpf_reg_state *reg,
5661                                    int off, int size, bool strict)
5662 {
5663         struct tnum reg_off;
5664         int ip_align;
5665
5666         /* Byte size accesses are always allowed. */
5667         if (!strict || size == 1)
5668                 return 0;
5669
5670         /* For platforms that do not have a Kconfig enabling
5671          * CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS the value of
5672          * NET_IP_ALIGN is universally set to '2'.  And on platforms
5673          * that do set CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS, we get
5674          * to this code only in strict mode where we want to emulate
5675          * the NET_IP_ALIGN==2 checking.  Therefore use an
5676          * unconditional IP align value of '2'.
5677          */
5678         ip_align = 2;
5679
5680         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(ip_align + reg->off + off));
5681         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
5682                 char tn_buf[48];
5683
5684                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5685                 verbose(env,
5686                         "misaligned packet access off %d+%s+%d+%d size %d\n",
5687                         ip_align, tn_buf, reg->off, off, size);
5688                 return -EACCES;
5689         }
5690
5691         return 0;
5692 }
5693
5694 static int check_generic_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
5695                                        const struct bpf_reg_state *reg,
5696                                        const char *pointer_desc,
5697                                        int off, int size, bool strict)
5698 {
5699         struct tnum reg_off;
5700
5701         /* Byte size accesses are always allowed. */
5702         if (!strict || size == 1)
5703                 return 0;
5704
5705         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(reg->off + off));
5706         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
5707                 char tn_buf[48];
5708
5709                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5710                 verbose(env, "misaligned %saccess off %s+%d+%d size %d\n",
5711                         pointer_desc, tn_buf, reg->off, off, size);
5712                 return -EACCES;
5713         }
5714
5715         return 0;
5716 }
5717
5718 static int check_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
5719                                const struct bpf_reg_state *reg, int off,
5720                                int size, bool strict_alignment_once)
5721 {
5722         bool strict = env->strict_alignment || strict_alignment_once;
5723         const char *pointer_desc = "";
5724
5725         switch (reg->type) {
5726         case PTR_TO_PACKET:
5727         case PTR_TO_PACKET_META:
5728                 /* Special case, because of NET_IP_ALIGN. Given metadata sits
5729                  * right in front, treat it the very same way.
5730                  */
5731                 return check_pkt_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict);
5732         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
5733                 pointer_desc = "flow keys ";
5734                 break;
5735         case PTR_TO_MAP_KEY:
5736                 pointer_desc = "key ";
5737                 break;
5738         case PTR_TO_MAP_VALUE:
5739                 pointer_desc = "value ";
5740                 break;
5741         case PTR_TO_CTX:
5742                 pointer_desc = "context ";
5743                 break;
5744         case PTR_TO_STACK:
5745                 pointer_desc = "stack ";
5746                 /* The stack spill tracking logic in check_stack_write_fixed_off()
5747                  * and check_stack_read_fixed_off() relies on stack accesses being
5748                  * aligned.
5749                  */
5750                 strict = true;
5751                 break;
5752         case PTR_TO_SOCKET:
5753                 pointer_desc = "sock ";
5754                 break;
5755         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
5756                 pointer_desc = "sock_common ";
5757                 break;
5758         case PTR_TO_TCP_SOCK:
5759                 pointer_desc = "tcp_sock ";
5760                 break;
5761         case PTR_TO_XDP_SOCK:
5762                 pointer_desc = "xdp_sock ";
5763                 break;
5764         default:
5765                 break;
5766         }
5767         return check_generic_ptr_alignment(env, reg, pointer_desc, off, size,
5768                                            strict);
5769 }
5770
5771 /* starting from main bpf function walk all instructions of the function
5772  * and recursively walk all callees that given function can call.
5773  * Ignore jump and exit insns.
5774  * Since recursion is prevented by check_cfg() this algorithm
5775  * only needs a local stack of MAX_CALL_FRAMES to remember callsites
5776  */
5777 static int check_max_stack_depth_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
5778 {
5779         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
5780         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
5781         int depth = 0, frame = 0, i, subprog_end;
5782         bool tail_call_reachable = false;
5783         int ret_insn[MAX_CALL_FRAMES];
5784         int ret_prog[MAX_CALL_FRAMES];
5785         int j;
5786
5787         i = subprog[idx].start;
5788 process_func:
5789         /* protect against potential stack overflow that might happen when
5790          * bpf2bpf calls get combined with tailcalls. Limit the caller's stack
5791          * depth for such case down to 256 so that the worst case scenario
5792          * would result in 8k stack size (32 which is tailcall limit * 256 =
5793          * 8k).
5794          *
5795          * To get the idea what might happen, see an example:
5796          * func1 -> sub rsp, 128
5797          *  subfunc1 -> sub rsp, 256
5798          *  tailcall1 -> add rsp, 256
5799          *   func2 -> sub rsp, 192 (total stack size = 128 + 192 = 320)
5800          *   subfunc2 -> sub rsp, 64
5801          *   subfunc22 -> sub rsp, 128
5802          *   tailcall2 -> add rsp, 128
5803          *    func3 -> sub rsp, 32 (total stack size 128 + 192 + 64 + 32 = 416)
5804          *
5805          * tailcall will unwind the current stack frame but it will not get rid
5806          * of caller's stack as shown on the example above.
5807          */
5808         if (idx && subprog[idx].has_tail_call && depth >= 256) {
5809                 verbose(env,
5810                         "tail_calls are not allowed when call stack of previous frames is %d bytes. Too large\n",
5811                         depth);
5812                 return -EACCES;
5813         }
5814         /* round up to 32-bytes, since this is granularity
5815          * of interpreter stack size
5816          */
5817         depth += round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
5818         if (depth > MAX_BPF_STACK) {
5819                 verbose(env, "combined stack size of %d calls is %d. Too large\n",
5820                         frame + 1, depth);
5821                 return -EACCES;
5822         }
5823 continue_func:
5824         subprog_end = subprog[idx + 1].start;
5825         for (; i < subprog_end; i++) {
5826                 int next_insn, sidx;
5827
5828                 if (bpf_pseudo_kfunc_call(insn + i) && !insn[i].off) {
5829                         bool err = false;
5830
5831                         if (!is_bpf_throw_kfunc(insn + i))
5832                                 continue;
5833                         if (subprog[idx].is_cb)
5834                                 err = true;
5835                         for (int c = 0; c < frame && !err; c++) {
5836                                 if (subprog[ret_prog[c]].is_cb) {
5837                                         err = true;
5838                                         break;
5839                                 }
5840                         }
5841                         if (!err)
5842                                 continue;
5843                         verbose(env,
5844                                 "bpf_throw kfunc (insn %d) cannot be called from callback subprog %d\n",
5845                                 i, idx);
5846                         return -EINVAL;
5847                 }
5848
5849                 if (!bpf_pseudo_call(insn + i) && !bpf_pseudo_func(insn + i))
5850                         continue;
5851                 /* remember insn and function to return to */
5852                 ret_insn[frame] = i + 1;
5853                 ret_prog[frame] = idx;
5854
5855                 /* find the callee */
5856                 next_insn = i + insn[i].imm + 1;
5857                 sidx = find_subprog(env, next_insn);
5858                 if (sidx < 0) {
5859                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
5860                                   next_insn);
5861                         return -EFAULT;
5862                 }
5863                 if (subprog[sidx].is_async_cb) {
5864                         if (subprog[sidx].has_tail_call) {
5865                                 verbose(env, "verifier bug. subprog has tail_call and async cb\n");
5866                                 return -EFAULT;
5867                         }
5868                         /* async callbacks don't increase bpf prog stack size unless called directly */
5869                         if (!bpf_pseudo_call(insn + i))
5870                                 continue;
5871                         if (subprog[sidx].is_exception_cb) {
5872                                 verbose(env, "insn %d cannot call exception cb directly\n", i);
5873                                 return -EINVAL;
5874                         }
5875                 }
5876                 i = next_insn;
5877                 idx = sidx;
5878
5879                 if (subprog[idx].has_tail_call)
5880                         tail_call_reachable = true;
5881
5882                 frame++;
5883                 if (frame >= MAX_CALL_FRAMES) {
5884                         verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep !\n",
5885                                 frame);
5886                         return -E2BIG;
5887                 }
5888                 goto process_func;
5889         }
5890         /* if tail call got detected across bpf2bpf calls then mark each of the
5891          * currently present subprog frames as tail call reachable subprogs;
5892          * this info will be utilized by JIT so that we will be preserving the
5893          * tail call counter throughout bpf2bpf calls combined with tailcalls
5894          */
5895         if (tail_call_reachable)
5896                 for (j = 0; j < frame; j++) {
5897                         if (subprog[ret_prog[j]].is_exception_cb) {
5898                                 verbose(env, "cannot tail call within exception cb\n");
5899                                 return -EINVAL;
5900                         }
5901                         subprog[ret_prog[j]].tail_call_reachable = true;
5902                 }
5903         if (subprog[0].tail_call_reachable)
5904                 env->prog->aux->tail_call_reachable = true;
5905
5906         /* end of for() loop means the last insn of the 'subprog'
5907          * was reached. Doesn't matter whether it was JA or EXIT
5908          */
5909         if (frame == 0)
5910                 return 0;
5911         depth -= round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
5912         frame--;
5913         i = ret_insn[frame];
5914         idx = ret_prog[frame];
5915         goto continue_func;
5916 }
5917
5918 static int check_max_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env)
5919 {
5920         struct bpf_subprog_info *si = env->subprog_info;
5921         int ret;
5922
5923         for (int i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
5924                 if (!i || si[i].is_async_cb) {
5925                         ret = check_max_stack_depth_subprog(env, i);
5926                         if (ret < 0)
5927                                 return ret;
5928                 }
5929                 continue;
5930         }
5931         return 0;
5932 }
5933
5934 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
5935 static int get_callee_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
5936                                   const struct bpf_insn *insn, int idx)
5937 {
5938         int start = idx + insn->imm + 1, subprog;
5939
5940         subprog = find_subprog(env, start);
5941         if (subprog < 0) {
5942                 WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
5943                           start);
5944                 return -EFAULT;
5945         }
5946         return env->subprog_info[subprog].stack_depth;
5947 }
5948 #endif
5949
5950 static int __check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
5951                                  const char *buf_info,
5952                                  const struct bpf_reg_state *reg,
5953                                  int regno, int off, int size)
5954 {
5955         if (off < 0) {
5956                 verbose(env,
5957                         "R%d invalid %s buffer access: off=%d, size=%d\n",
5958                         regno, buf_info, off, size);
5959                 return -EACCES;
5960         }
5961         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
5962                 char tn_buf[48];
5963
5964                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5965                 verbose(env,
5966                         "R%d invalid variable buffer offset: off=%d, var_off=%s\n",
5967                         regno, off, tn_buf);
5968                 return -EACCES;
5969         }
5970
5971         return 0;
5972 }
5973
5974 static int check_tp_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
5975                                   const struct bpf_reg_state *reg,
5976                                   int regno, int off, int size)
5977 {
5978         int err;
5979
5980         err = __check_buffer_access(env, "tracepoint", reg, regno, off, size);
5981         if (err)
5982                 return err;
5983
5984         if (off + size > env->prog->aux->max_tp_access)
5985                 env->prog->aux->max_tp_access = off + size;
5986
5987         return 0;
5988 }
5989
5990 static int check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
5991                                const struct bpf_reg_state *reg,
5992                                int regno, int off, int size,
5993                                bool zero_size_allowed,
5994                                u32 *max_access)
5995 {
5996         const char *buf_info = type_is_rdonly_mem(reg->type) ? "rdonly" : "rdwr";
5997         int err;
5998
5999         err = __check_buffer_access(env, buf_info, reg, regno, off, size);
6000         if (err)
6001                 return err;
6002
6003         if (off + size > *max_access)
6004                 *max_access = off + size;
6005
6006         return 0;
6007 }
6008
6009 /* BPF architecture zero extends alu32 ops into 64-bit registesr */
6010 static void zext_32_to_64(struct bpf_reg_state *reg)
6011 {
6012         reg->var_off = tnum_subreg(reg->var_off);
6013         __reg_assign_32_into_64(reg);
6014 }
6015
6016 /* truncate register to smaller size (in bytes)
6017  * must be called with size < BPF_REG_SIZE
6018  */
6019 static void coerce_reg_to_size(struct bpf_reg_state *reg, int size)
6020 {
6021         u64 mask;
6022
6023         /* clear high bits in bit representation */
6024         reg->var_off = tnum_cast(reg->var_off, size);
6025
6026         /* fix arithmetic bounds */
6027         mask = ((u64)1 << (size * 8)) - 1;
6028         if ((reg->umin_value & ~mask) == (reg->umax_value & ~mask)) {
6029                 reg->umin_value &= mask;
6030                 reg->umax_value &= mask;
6031         } else {
6032                 reg->umin_value = 0;
6033                 reg->umax_value = mask;
6034         }
6035         reg->smin_value = reg->umin_value;
6036         reg->smax_value = reg->umax_value;
6037
6038         /* If size is smaller than 32bit register the 32bit register
6039          * values are also truncated so we push 64-bit bounds into
6040          * 32-bit bounds. Above were truncated < 32-bits already.
6041          */
6042         if (size < 4) {
6043                 __mark_reg32_unbounded(reg);
6044                 reg_bounds_sync(reg);
6045         }
6046 }
6047
6048 static void set_sext64_default_val(struct bpf_reg_state *reg, int size)
6049 {
6050         if (size == 1) {
6051                 reg->smin_value = reg->s32_min_value = S8_MIN;
6052                 reg->smax_value = reg->s32_max_value = S8_MAX;
6053         } else if (size == 2) {
6054                 reg->smin_value = reg->s32_min_value = S16_MIN;
6055                 reg->smax_value = reg->s32_max_value = S16_MAX;
6056         } else {
6057                 /* size == 4 */
6058                 reg->smin_value = reg->s32_min_value = S32_MIN;
6059                 reg->smax_value = reg->s32_max_value = S32_MAX;
6060         }
6061         reg->umin_value = reg->u32_min_value = 0;
6062         reg->umax_value = U64_MAX;
6063         reg->u32_max_value = U32_MAX;
6064         reg->var_off = tnum_unknown;
6065 }
6066
6067 static void coerce_reg_to_size_sx(struct bpf_reg_state *reg, int size)
6068 {
6069         s64 init_s64_max, init_s64_min, s64_max, s64_min, u64_cval;
6070         u64 top_smax_value, top_smin_value;
6071         u64 num_bits = size * 8;
6072
6073         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6074                 u64_cval = reg->var_off.value;
6075                 if (size == 1)
6076                         reg->var_off = tnum_const((s8)u64_cval);
6077                 else if (size == 2)
6078                         reg->var_off = tnum_const((s16)u64_cval);
6079                 else
6080                         /* size == 4 */
6081                         reg->var_off = tnum_const((s32)u64_cval);
6082
6083                 u64_cval = reg->var_off.value;
6084                 reg->smax_value = reg->smin_value = u64_cval;
6085                 reg->umax_value = reg->umin_value = u64_cval;
6086                 reg->s32_max_value = reg->s32_min_value = u64_cval;
6087                 reg->u32_max_value = reg->u32_min_value = u64_cval;
6088                 return;
6089         }
6090
6091         top_smax_value = ((u64)reg->smax_value >> num_bits) << num_bits;
6092         top_smin_value = ((u64)reg->smin_value >> num_bits) << num_bits;
6093
6094         if (top_smax_value != top_smin_value)
6095                 goto out;
6096
6097         /* find the s64_min and s64_min after sign extension */
6098         if (size == 1) {
6099                 init_s64_max = (s8)reg->smax_value;
6100                 init_s64_min = (s8)reg->smin_value;
6101         } else if (size == 2) {
6102                 init_s64_max = (s16)reg->smax_value;
6103                 init_s64_min = (s16)reg->smin_value;
6104         } else {
6105                 init_s64_max = (s32)reg->smax_value;
6106                 init_s64_min = (s32)reg->smin_value;
6107         }
6108
6109         s64_max = max(init_s64_max, init_s64_min);
6110         s64_min = min(init_s64_max, init_s64_min);
6111
6112         /* both of s64_max/s64_min positive or negative */
6113         if ((s64_max >= 0) == (s64_min >= 0)) {
6114                 reg->smin_value = reg->s32_min_value = s64_min;
6115                 reg->smax_value = reg->s32_max_value = s64_max;
6116                 reg->umin_value = reg->u32_min_value = s64_min;
6117                 reg->umax_value = reg->u32_max_value = s64_max;
6118                 reg->var_off = tnum_range(s64_min, s64_max);
6119                 return;
6120         }
6121
6122 out:
6123         set_sext64_default_val(reg, size);
6124 }
6125
6126 static void set_sext32_default_val(struct bpf_reg_state *reg, int size)
6127 {
6128         if (size == 1) {
6129                 reg->s32_min_value = S8_MIN;
6130                 reg->s32_max_value = S8_MAX;
6131         } else {
6132                 /* size == 2 */
6133                 reg->s32_min_value = S16_MIN;
6134                 reg->s32_max_value = S16_MAX;
6135         }
6136         reg->u32_min_value = 0;
6137         reg->u32_max_value = U32_MAX;
6138 }
6139
6140 static void coerce_subreg_to_size_sx(struct bpf_reg_state *reg, int size)
6141 {
6142         s32 init_s32_max, init_s32_min, s32_max, s32_min, u32_val;
6143         u32 top_smax_value, top_smin_value;
6144         u32 num_bits = size * 8;
6145
6146         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6147                 u32_val = reg->var_off.value;
6148                 if (size == 1)
6149                         reg->var_off = tnum_const((s8)u32_val);
6150                 else
6151                         reg->var_off = tnum_const((s16)u32_val);
6152
6153                 u32_val = reg->var_off.value;
6154                 reg->s32_min_value = reg->s32_max_value = u32_val;
6155                 reg->u32_min_value = reg->u32_max_value = u32_val;
6156                 return;
6157         }
6158
6159         top_smax_value = ((u32)reg->s32_max_value >> num_bits) << num_bits;
6160         top_smin_value = ((u32)reg->s32_min_value >> num_bits) << num_bits;
6161
6162         if (top_smax_value != top_smin_value)
6163                 goto out;
6164
6165         /* find the s32_min and s32_min after sign extension */
6166         if (size == 1) {
6167                 init_s32_max = (s8)reg->s32_max_value;
6168                 init_s32_min = (s8)reg->s32_min_value;
6169         } else {
6170                 /* size == 2 */
6171                 init_s32_max = (s16)reg->s32_max_value;
6172                 init_s32_min = (s16)reg->s32_min_value;
6173         }
6174         s32_max = max(init_s32_max, init_s32_min);
6175         s32_min = min(init_s32_max, init_s32_min);
6176
6177         if ((s32_min >= 0) == (s32_max >= 0)) {
6178                 reg->s32_min_value = s32_min;
6179                 reg->s32_max_value = s32_max;
6180                 reg->u32_min_value = (u32)s32_min;
6181                 reg->u32_max_value = (u32)s32_max;
6182                 return;
6183         }
6184
6185 out:
6186         set_sext32_default_val(reg, size);
6187 }
6188
6189 static bool bpf_map_is_rdonly(const struct bpf_map *map)
6190 {
6191         /* A map is considered read-only if the following condition are true:
6192          *
6193          * 1) BPF program side cannot change any of the map content. The
6194          *    BPF_F_RDONLY_PROG flag is throughout the lifetime of a map
6195          *    and was set at map creation time.
6196          * 2) The map value(s) have been initialized from user space by a
6197          *    loader and then "frozen", such that no new map update/delete
6198          *    operations from syscall side are possible for the rest of
6199          *    the map's lifetime from that point onwards.
6200          * 3) Any parallel/pending map update/delete operations from syscall
6201          *    side have been completed. Only after that point, it's safe to
6202          *    assume that map value(s) are immutable.
6203          */
6204         return (map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) &&
6205                READ_ONCE(map->frozen) &&
6206                !bpf_map_write_active(map);
6207 }
6208
6209 static int bpf_map_direct_read(struct bpf_map *map, int off, int size, u64 *val,
6210                                bool is_ldsx)
6211 {
6212         void *ptr;
6213         u64 addr;
6214         int err;
6215
6216         err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
6217         if (err)
6218                 return err;
6219         ptr = (void *)(long)addr + off;
6220
6221         switch (size) {
6222         case sizeof(u8):
6223                 *val = is_ldsx ? (s64)*(s8 *)ptr : (u64)*(u8 *)ptr;
6224                 break;
6225         case sizeof(u16):
6226                 *val = is_ldsx ? (s64)*(s16 *)ptr : (u64)*(u16 *)ptr;
6227                 break;
6228         case sizeof(u32):
6229                 *val = is_ldsx ? (s64)*(s32 *)ptr : (u64)*(u32 *)ptr;
6230                 break;
6231         case sizeof(u64):
6232                 *val = *(u64 *)ptr;
6233                 break;
6234         default:
6235                 return -EINVAL;
6236         }
6237         return 0;
6238 }
6239
6240 #define BTF_TYPE_SAFE_RCU(__type)  __PASTE(__type, __safe_rcu)
6241 #define BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(__type)  __PASTE(__type, __safe_rcu_or_null)
6242 #define BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(__type)  __PASTE(__type, __safe_trusted)
6243
6244 /*
6245  * Allow list few fields as RCU trusted or full trusted.
6246  * This logic doesn't allow mix tagging and will be removed once GCC supports
6247  * btf_type_tag.
6248  */
6249
6250 /* RCU trusted: these fields are trusted in RCU CS and never NULL */
6251 BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct task_struct) {
6252         const cpumask_t *cpus_ptr;
6253         struct css_set __rcu *cgroups;
6254         struct task_struct __rcu *real_parent;
6255         struct task_struct *group_leader;
6256 };
6257
6258 BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct cgroup) {
6259         /* cgrp->kn is always accessible as documented in kernel/cgroup/cgroup.c */
6260         struct kernfs_node *kn;
6261 };
6262
6263 BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct css_set) {
6264         struct cgroup *dfl_cgrp;
6265 };
6266
6267 /* RCU trusted: these fields are trusted in RCU CS and can be NULL */
6268 BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct mm_struct) {
6269         struct file __rcu *exe_file;
6270 };
6271
6272 /* skb->sk, req->sk are not RCU protected, but we mark them as such
6273  * because bpf prog accessible sockets are SOCK_RCU_FREE.
6274  */
6275 BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct sk_buff) {
6276         struct sock *sk;
6277 };
6278
6279 BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct request_sock) {
6280         struct sock *sk;
6281 };
6282
6283 /* full trusted: these fields are trusted even outside of RCU CS and never NULL */
6284 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter_meta) {
6285         struct seq_file *seq;
6286 };
6287
6288 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter__task) {
6289         struct bpf_iter_meta *meta;
6290         struct task_struct *task;
6291 };
6292
6293 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct linux_binprm) {
6294         struct file *file;
6295 };
6296
6297 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct file) {
6298         struct inode *f_inode;
6299 };
6300
6301 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct dentry) {
6302         /* no negative dentry-s in places where bpf can see it */
6303         struct inode *d_inode;
6304 };
6305
6306 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct socket) {
6307         struct sock *sk;
6308 };
6309
6310 static bool type_is_rcu(struct bpf_verifier_env *env,
6311                         struct bpf_reg_state *reg,
6312                         const char *field_name, u32 btf_id)
6313 {
6314         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct task_struct));
6315         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct cgroup));
6316         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct css_set));
6317
6318         return btf_nested_type_is_trusted(&env->log, reg, field_name, btf_id, "__safe_rcu");
6319 }
6320
6321 static bool type_is_rcu_or_null(struct bpf_verifier_env *env,
6322                                 struct bpf_reg_state *reg,
6323                                 const char *field_name, u32 btf_id)
6324 {
6325         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct mm_struct));
6326         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct sk_buff));
6327         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct request_sock));
6328
6329         return btf_nested_type_is_trusted(&env->log, reg, field_name, btf_id, "__safe_rcu_or_null");
6330 }
6331
6332 static bool type_is_trusted(struct bpf_verifier_env *env,
6333                             struct bpf_reg_state *reg,
6334                             const char *field_name, u32 btf_id)
6335 {
6336         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter_meta));
6337         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter__task));
6338         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct linux_binprm));
6339         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct file));
6340         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct dentry));
6341         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct socket));
6342
6343         return btf_nested_type_is_trusted(&env->log, reg, field_name, btf_id, "__safe_trusted");
6344 }
6345
6346 static int check_ptr_to_btf_access(struct bpf_verifier_env *env,
6347                                    struct bpf_reg_state *regs,
6348                                    int regno, int off, int size,
6349                                    enum bpf_access_type atype,
6350                                    int value_regno)
6351 {
6352         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
6353         const struct btf_type *t = btf_type_by_id(reg->btf, reg->btf_id);
6354         const char *tname = btf_name_by_offset(reg->btf, t->name_off);
6355         const char *field_name = NULL;
6356         enum bpf_type_flag flag = 0;
6357         u32 btf_id = 0;
6358         int ret;
6359
6360         if (!env->allow_ptr_leaks) {
6361                 verbose(env,
6362                         "'struct %s' access is allowed only to CAP_PERFMON and CAP_SYS_ADMIN\n",
6363                         tname);
6364                 return -EPERM;
6365         }
6366         if (!env->prog->gpl_compatible && btf_is_kernel(reg->btf)) {
6367                 verbose(env,
6368                         "Cannot access kernel 'struct %s' from non-GPL compatible program\n",
6369                         tname);
6370                 return -EINVAL;
6371         }
6372         if (off < 0) {
6373                 verbose(env,
6374                         "R%d is ptr_%s invalid negative access: off=%d\n",
6375                         regno, tname, off);
6376                 return -EACCES;
6377         }
6378         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
6379                 char tn_buf[48];
6380
6381                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
6382                 verbose(env,
6383                         "R%d is ptr_%s invalid variable offset: off=%d, var_off=%s\n",
6384                         regno, tname, off, tn_buf);
6385                 return -EACCES;
6386         }
6387
6388         if (reg->type & MEM_USER) {
6389                 verbose(env,
6390                         "R%d is ptr_%s access user memory: off=%d\n",
6391                         regno, tname, off);
6392                 return -EACCES;
6393         }
6394
6395         if (reg->type & MEM_PERCPU) {
6396                 verbose(env,
6397                         "R%d is ptr_%s access percpu memory: off=%d\n",
6398                         regno, tname, off);
6399                 return -EACCES;
6400         }
6401
6402         if (env->ops->btf_struct_access && !type_is_alloc(reg->type) && atype == BPF_WRITE) {
6403                 if (!btf_is_kernel(reg->btf)) {
6404                         verbose(env, "verifier internal error: reg->btf must be kernel btf\n");
6405                         return -EFAULT;
6406                 }
6407                 ret = env->ops->btf_struct_access(&env->log, reg, off, size);
6408         } else {
6409                 /* Writes are permitted with default btf_struct_access for
6410                  * program allocated objects (which always have ref_obj_id > 0),
6411                  * but not for untrusted PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC.
6412                  */
6413                 if (atype != BPF_READ && !type_is_ptr_alloc_obj(reg->type)) {
6414                         verbose(env, "only read is supported\n");
6415                         return -EACCES;
6416                 }
6417
6418                 if (type_is_alloc(reg->type) && !type_is_non_owning_ref(reg->type) &&
6419                     !(reg->type & MEM_RCU) && !reg->ref_obj_id) {
6420                         verbose(env, "verifier internal error: ref_obj_id for allocated object must be non-zero\n");
6421                         return -EFAULT;
6422                 }
6423
6424                 ret = btf_struct_access(&env->log, reg, off, size, atype, &btf_id, &flag, &field_name);
6425         }
6426
6427         if (ret < 0)
6428                 return ret;
6429
6430         if (ret != PTR_TO_BTF_ID) {
6431                 /* just mark; */
6432
6433         } else if (type_flag(reg->type) & PTR_UNTRUSTED) {
6434                 /* If this is an untrusted pointer, all pointers formed by walking it
6435                  * also inherit the untrusted flag.
6436                  */
6437                 flag = PTR_UNTRUSTED;
6438
6439         } else if (is_trusted_reg(reg) || is_rcu_reg(reg)) {
6440                 /* By default any pointer obtained from walking a trusted pointer is no
6441                  * longer trusted, unless the field being accessed has explicitly been
6442                  * marked as inheriting its parent's state of trust (either full or RCU).
6443                  * For example:
6444                  * 'cgroups' pointer is untrusted if task->cgroups dereference
6445                  * happened in a sleepable program outside of bpf_rcu_read_lock()
6446                  * section. In a non-sleepable program it's trusted while in RCU CS (aka MEM_RCU).
6447                  * Note bpf_rcu_read_unlock() converts MEM_RCU pointers to PTR_UNTRUSTED.
6448                  *
6449                  * A regular RCU-protected pointer with __rcu tag can also be deemed
6450                  * trusted if we are in an RCU CS. Such pointer can be NULL.
6451                  */
6452                 if (type_is_trusted(env, reg, field_name, btf_id)) {
6453                         flag |= PTR_TRUSTED;
6454                 } else if (in_rcu_cs(env) && !type_may_be_null(reg->type)) {
6455                         if (type_is_rcu(env, reg, field_name, btf_id)) {
6456                                 /* ignore __rcu tag and mark it MEM_RCU */
6457                                 flag |= MEM_RCU;
6458                         } else if (flag & MEM_RCU ||
6459                                    type_is_rcu_or_null(env, reg, field_name, btf_id)) {
6460                                 /* __rcu tagged pointers can be NULL */
6461                                 flag |= MEM_RCU | PTR_MAYBE_NULL;
6462
6463                                 /* We always trust them */
6464                                 if (type_is_rcu_or_null(env, reg, field_name, btf_id) &&
6465                                     flag & PTR_UNTRUSTED)
6466                                         flag &= ~PTR_UNTRUSTED;
6467                         } else if (flag & (MEM_PERCPU | MEM_USER)) {
6468                                 /* keep as-is */
6469                         } else {
6470                                 /* walking unknown pointers yields old deprecated PTR_TO_BTF_ID */
6471                                 clear_trusted_flags(&flag);
6472                         }
6473                 } else {
6474                         /*
6475                          * If not in RCU CS or MEM_RCU pointer can be NULL then
6476                          * aggressively mark as untrusted otherwise such
6477                          * pointers will be plain PTR_TO_BTF_ID without flags
6478                          * and will be allowed to be passed into helpers for
6479                          * compat reasons.
6480                          */
6481                         flag = PTR_UNTRUSTED;
6482                 }
6483         } else {
6484                 /* Old compat. Deprecated */
6485                 clear_trusted_flags(&flag);
6486         }
6487
6488         if (atype == BPF_READ && value_regno >= 0)
6489                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, reg->btf, btf_id, flag);
6490
6491         return 0;
6492 }
6493
6494 static int check_ptr_to_map_access(struct bpf_verifier_env *env,
6495                                    struct bpf_reg_state *regs,
6496                                    int regno, int off, int size,
6497                                    enum bpf_access_type atype,
6498                                    int value_regno)
6499 {
6500         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
6501         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
6502         struct bpf_reg_state map_reg;
6503         enum bpf_type_flag flag = 0;
6504         const struct btf_type *t;
6505         const char *tname;
6506         u32 btf_id;
6507         int ret;
6508
6509         if (!btf_vmlinux) {
6510                 verbose(env, "map_ptr access not supported without CONFIG_DEBUG_INFO_BTF\n");
6511                 return -ENOTSUPP;
6512         }
6513
6514         if (!map->ops->map_btf_id || !*map->ops->map_btf_id) {
6515                 verbose(env, "map_ptr access not supported for map type %d\n",
6516                         map->map_type);
6517                 return -ENOTSUPP;
6518         }
6519
6520         t = btf_type_by_id(btf_vmlinux, *map->ops->map_btf_id);
6521         tname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, t->name_off);
6522
6523         if (!env->allow_ptr_leaks) {
6524                 verbose(env,
6525                         "'struct %s' access is allowed only to CAP_PERFMON and CAP_SYS_ADMIN\n",
6526                         tname);
6527                 return -EPERM;
6528         }
6529
6530         if (off < 0) {
6531                 verbose(env, "R%d is %s invalid negative access: off=%d\n",
6532                         regno, tname, off);
6533                 return -EACCES;
6534         }
6535
6536         if (atype != BPF_READ) {
6537                 verbose(env, "only read from %s is supported\n", tname);
6538                 return -EACCES;
6539         }
6540
6541         /* Simulate access to a PTR_TO_BTF_ID */
6542         memset(&map_reg, 0, sizeof(map_reg));
6543         mark_btf_ld_reg(env, &map_reg, 0, PTR_TO_BTF_ID, btf_vmlinux, *map->ops->map_btf_id, 0);
6544         ret = btf_struct_access(&env->log, &map_reg, off, size, atype, &btf_id, &flag, NULL);
6545         if (ret < 0)
6546                 return ret;
6547
6548         if (value_regno >= 0)
6549                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, btf_vmlinux, btf_id, flag);
6550
6551         return 0;
6552 }
6553
6554 /* Check that the stack access at the given offset is within bounds. The
6555  * maximum valid offset is -1.
6556  *
6557  * The minimum valid offset is -MAX_BPF_STACK for writes, and
6558  * -state->allocated_stack for reads.
6559  */
6560 static int check_stack_slot_within_bounds(struct bpf_verifier_env *env,
6561                                           s64 off,
6562                                           struct bpf_func_state *state,
6563                                           enum bpf_access_type t)
6564 {
6565         int min_valid_off;
6566
6567         if (t == BPF_WRITE || env->allow_uninit_stack)
6568                 min_valid_off = -MAX_BPF_STACK;
6569         else
6570                 min_valid_off = -state->allocated_stack;
6571
6572         if (off < min_valid_off || off > -1)
6573                 return -EACCES;
6574         return 0;
6575 }
6576
6577 /* Check that the stack access at 'regno + off' falls within the maximum stack
6578  * bounds.
6579  *
6580  * 'off' includes `regno->offset`, but not its dynamic part (if any).
6581  */
6582 static int check_stack_access_within_bounds(
6583                 struct bpf_verifier_env *env,
6584                 int regno, int off, int access_size,
6585                 enum bpf_access_src src, enum bpf_access_type type)
6586 {
6587         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
6588         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
6589         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
6590         s64 min_off, max_off;
6591         int err;
6592         char *err_extra;
6593
6594         if (src == ACCESS_HELPER)
6595                 /* We don't know if helpers are reading or writing (or both). */
6596                 err_extra = " indirect access to";
6597         else if (type == BPF_READ)
6598                 err_extra = " read from";
6599         else
6600                 err_extra = " write to";
6601
6602         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6603                 min_off = (s64)reg->var_off.value + off;
6604                 max_off = min_off + access_size;
6605         } else {
6606                 if (reg->smax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF ||
6607                     reg->smin_value <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
6608                         verbose(env, "invalid unbounded variable-offset%s stack R%d\n",
6609                                 err_extra, regno);
6610                         return -EACCES;
6611                 }
6612                 min_off = reg->smin_value + off;
6613                 max_off = reg->smax_value + off + access_size;
6614         }
6615
6616         err = check_stack_slot_within_bounds(env, min_off, state, type);
6617         if (!err && max_off > 0)
6618                 err = -EINVAL; /* out of stack access into non-negative offsets */
6619
6620         if (err) {
6621                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6622                         verbose(env, "invalid%s stack R%d off=%d size=%d\n",
6623                                 err_extra, regno, off, access_size);
6624                 } else {
6625                         char tn_buf[48];
6626
6627                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
6628                         verbose(env, "invalid variable-offset%s stack R%d var_off=%s off=%d size=%d\n",
6629                                 err_extra, regno, tn_buf, off, access_size);
6630                 }
6631                 return err;
6632         }
6633
6634         /* Note that there is no stack access with offset zero, so the needed stack
6635          * size is -min_off, not -min_off+1.
6636          */
6637         return grow_stack_state(env, state, -min_off /* size */);
6638 }
6639
6640 /* check whether memory at (regno + off) is accessible for t = (read | write)
6641  * if t==write, value_regno is a register which value is stored into memory
6642  * if t==read, value_regno is a register which will receive the value from memory
6643  * if t==write && value_regno==-1, some unknown value is stored into memory
6644  * if t==read && value_regno==-1, don't care what we read from memory
6645  */
6646 static int check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, u32 regno,
6647                             int off, int bpf_size, enum bpf_access_type t,
6648                             int value_regno, bool strict_alignment_once, bool is_ldsx)
6649 {
6650         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
6651         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
6652         int size, err = 0;
6653
6654         size = bpf_size_to_bytes(bpf_size);
6655         if (size < 0)
6656                 return size;
6657
6658         /* alignment checks will add in reg->off themselves */
6659         err = check_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict_alignment_once);
6660         if (err)
6661                 return err;
6662
6663         /* for access checks, reg->off is just part of off */
6664         off += reg->off;
6665
6666         if (reg->type == PTR_TO_MAP_KEY) {
6667                 if (t == BPF_WRITE) {
6668                         verbose(env, "write to change key R%d not allowed\n", regno);
6669                         return -EACCES;
6670                 }
6671
6672                 err = check_mem_region_access(env, regno, off, size,
6673                                               reg->map_ptr->key_size, false);
6674                 if (err)
6675                         return err;
6676                 if (value_regno >= 0)
6677                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6678         } else if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
6679                 struct btf_field *kptr_field = NULL;
6680
6681                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6682                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6683                         verbose(env, "R%d leaks addr into map\n", value_regno);
6684                         return -EACCES;
6685                 }
6686                 err = check_map_access_type(env, regno, off, size, t);
6687                 if (err)
6688                         return err;
6689                 err = check_map_access(env, regno, off, size, false, ACCESS_DIRECT);
6690                 if (err)
6691                         return err;
6692                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
6693                         kptr_field = btf_record_find(reg->map_ptr->record,
6694                                                      off + reg->var_off.value, BPF_KPTR);
6695                 if (kptr_field) {
6696                         err = check_map_kptr_access(env, regno, value_regno, insn_idx, kptr_field);
6697                 } else if (t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
6698                         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
6699
6700                         /* if map is read-only, track its contents as scalars */
6701                         if (tnum_is_const(reg->var_off) &&
6702                             bpf_map_is_rdonly(map) &&
6703                             map->ops->map_direct_value_addr) {
6704                                 int map_off = off + reg->var_off.value;
6705                                 u64 val = 0;
6706
6707                                 err = bpf_map_direct_read(map, map_off, size,
6708                                                           &val, is_ldsx);
6709                                 if (err)
6710                                         return err;
6711
6712                                 regs[value_regno].type = SCALAR_VALUE;
6713                                 __mark_reg_known(&regs[value_regno], val);
6714                         } else {
6715                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6716                         }
6717                 }
6718         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_MEM) {
6719                 bool rdonly_mem = type_is_rdonly_mem(reg->type);
6720
6721                 if (type_may_be_null(reg->type)) {
6722                         verbose(env, "R%d invalid mem access '%s'\n", regno,
6723                                 reg_type_str(env, reg->type));
6724                         return -EACCES;
6725                 }
6726
6727                 if (t == BPF_WRITE && rdonly_mem) {
6728                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
6729                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
6730                         return -EACCES;
6731                 }
6732
6733                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6734                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6735                         verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", value_regno);
6736                         return -EACCES;
6737                 }
6738
6739                 err = check_mem_region_access(env, regno, off, size,
6740                                               reg->mem_size, false);
6741                 if (!err && value_regno >= 0 && (t == BPF_READ || rdonly_mem))
6742                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6743         } else if (reg->type == PTR_TO_CTX) {
6744                 enum bpf_reg_type reg_type = SCALAR_VALUE;
6745                 struct btf *btf = NULL;
6746                 u32 btf_id = 0;
6747
6748                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6749                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6750                         verbose(env, "R%d leaks addr into ctx\n", value_regno);
6751                         return -EACCES;
6752                 }
6753
6754                 err = check_ptr_off_reg(env, reg, regno);
6755                 if (err < 0)
6756                         return err;
6757
6758                 err = check_ctx_access(env, insn_idx, off, size, t, &reg_type, &btf,
6759                                        &btf_id);
6760                 if (err)
6761                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
6762                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
6763                         /* ctx access returns either a scalar, or a
6764                          * PTR_TO_PACKET[_META,_END]. In the latter
6765                          * case, we know the offset is zero.
6766                          */
6767                         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
6768                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6769                         } else {
6770                                 mark_reg_known_zero(env, regs,
6771                                                     value_regno);
6772                                 if (type_may_be_null(reg_type))
6773                                         regs[value_regno].id = ++env->id_gen;
6774                                 /* A load of ctx field could have different
6775                                  * actual load size with the one encoded in the
6776                                  * insn. When the dst is PTR, it is for sure not
6777                                  * a sub-register.
6778                                  */
6779                                 regs[value_regno].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
6780                                 if (base_type(reg_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
6781                                         regs[value_regno].btf = btf;
6782                                         regs[value_regno].btf_id = btf_id;
6783                                 }
6784                         }
6785                         regs[value_regno].type = reg_type;
6786                 }
6787
6788         } else if (reg->type == PTR_TO_STACK) {
6789                 /* Basic bounds checks. */
6790                 err = check_stack_access_within_bounds(env, regno, off, size, ACCESS_DIRECT, t);
6791                 if (err)
6792                         return err;
6793
6794                 if (t == BPF_READ)
6795                         err = check_stack_read(env, regno, off, size,
6796                                                value_regno);
6797                 else
6798                         err = check_stack_write(env, regno, off, size,
6799                                                 value_regno, insn_idx);
6800         } else if (reg_is_pkt_pointer(reg)) {
6801                 if (t == BPF_WRITE && !may_access_direct_pkt_data(env, NULL, t)) {
6802                         verbose(env, "cannot write into packet\n");
6803                         return -EACCES;
6804                 }
6805                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6806                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6807                         verbose(env, "R%d leaks addr into packet\n",
6808                                 value_regno);
6809                         return -EACCES;
6810                 }
6811                 err = check_packet_access(env, regno, off, size, false);
6812                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
6813                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6814         } else if (reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS) {
6815                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6816                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6817                         verbose(env, "R%d leaks addr into flow keys\n",
6818                                 value_regno);
6819                         return -EACCES;
6820                 }
6821
6822                 err = check_flow_keys_access(env, off, size);
6823                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
6824                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6825         } else if (type_is_sk_pointer(reg->type)) {
6826                 if (t == BPF_WRITE) {
6827                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
6828                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
6829                         return -EACCES;
6830                 }
6831                 err = check_sock_access(env, insn_idx, regno, off, size, t);
6832                 if (!err && value_regno >= 0)
6833                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6834         } else if (reg->type == PTR_TO_TP_BUFFER) {
6835                 err = check_tp_buffer_access(env, reg, regno, off, size);
6836                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
6837                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6838         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID &&
6839                    !type_may_be_null(reg->type)) {
6840                 err = check_ptr_to_btf_access(env, regs, regno, off, size, t,
6841                                               value_regno);
6842         } else if (reg->type == CONST_PTR_TO_MAP) {
6843                 err = check_ptr_to_map_access(env, regs, regno, off, size, t,
6844                                               value_regno);
6845         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BUF) {
6846                 bool rdonly_mem = type_is_rdonly_mem(reg->type);
6847                 u32 *max_access;
6848
6849                 if (rdonly_mem) {
6850                         if (t == BPF_WRITE) {
6851                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
6852                                         regno, reg_type_str(env, reg->type));
6853                                 return -EACCES;
6854                         }
6855                         max_access = &env->prog->aux->max_rdonly_access;
6856                 } else {
6857                         max_access = &env->prog->aux->max_rdwr_access;
6858                 }
6859
6860                 err = check_buffer_access(env, reg, regno, off, size, false,
6861                                           max_access);
6862
6863                 if (!err && value_regno >= 0 && (rdonly_mem || t == BPF_READ))
6864                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6865         } else {
6866                 verbose(env, "R%d invalid mem access '%s'\n", regno,
6867                         reg_type_str(env, reg->type));
6868                 return -EACCES;
6869         }
6870
6871         if (!err && size < BPF_REG_SIZE && value_regno >= 0 && t == BPF_READ &&
6872             regs[value_regno].type == SCALAR_VALUE) {
6873                 if (!is_ldsx)
6874                         /* b/h/w load zero-extends, mark upper bits as known 0 */
6875                         coerce_reg_to_size(&regs[value_regno], size);
6876                 else
6877                         coerce_reg_to_size_sx(&regs[value_regno], size);
6878         }
6879         return err;
6880 }
6881
6882 static int check_atomic(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, struct bpf_insn *insn)
6883 {
6884         int load_reg;
6885         int err;
6886
6887         switch (insn->imm) {
6888         case BPF_ADD:
6889         case BPF_ADD | BPF_FETCH:
6890         case BPF_AND:
6891         case BPF_AND | BPF_FETCH:
6892         case BPF_OR:
6893         case BPF_OR | BPF_FETCH:
6894         case BPF_XOR:
6895         case BPF_XOR | BPF_FETCH:
6896         case BPF_XCHG:
6897         case BPF_CMPXCHG:
6898                 break;
6899         default:
6900                 verbose(env, "BPF_ATOMIC uses invalid atomic opcode %02x\n", insn->imm);
6901                 return -EINVAL;
6902         }
6903
6904         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_W && BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
6905                 verbose(env, "invalid atomic operand size\n");
6906                 return -EINVAL;
6907         }
6908
6909         /* check src1 operand */
6910         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
6911         if (err)
6912                 return err;
6913
6914         /* check src2 operand */
6915         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
6916         if (err)
6917                 return err;
6918
6919         if (insn->imm == BPF_CMPXCHG) {
6920                 /* Check comparison of R0 with memory location */
6921                 const u32 aux_reg = BPF_REG_0;
6922
6923                 err = check_reg_arg(env, aux_reg, SRC_OP);
6924                 if (err)
6925                         return err;
6926
6927                 if (is_pointer_value(env, aux_reg)) {
6928                         verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", aux_reg);
6929                         return -EACCES;
6930                 }
6931         }
6932
6933         if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
6934                 verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", insn->src_reg);
6935                 return -EACCES;
6936         }
6937
6938         if (is_ctx_reg(env, insn->dst_reg) ||
6939             is_pkt_reg(env, insn->dst_reg) ||
6940             is_flow_key_reg(env, insn->dst_reg) ||
6941             is_sk_reg(env, insn->dst_reg)) {
6942                 verbose(env, "BPF_ATOMIC stores into R%d %s is not allowed\n",
6943                         insn->dst_reg,
6944                         reg_type_str(env, reg_state(env, insn->dst_reg)->type));
6945                 return -EACCES;
6946         }
6947
6948         if (insn->imm & BPF_FETCH) {
6949                 if (insn->imm == BPF_CMPXCHG)
6950                         load_reg = BPF_REG_0;
6951                 else
6952                         load_reg = insn->src_reg;
6953
6954                 /* check and record load of old value */
6955                 err = check_reg_arg(env, load_reg, DST_OP);
6956                 if (err)
6957                         return err;
6958         } else {
6959                 /* This instruction accesses a memory location but doesn't
6960                  * actually load it into a register.
6961                  */
6962                 load_reg = -1;
6963         }
6964
6965         /* Check whether we can read the memory, with second call for fetch
6966          * case to simulate the register fill.
6967          */
6968         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
6969                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, -1, true, false);
6970         if (!err && load_reg >= 0)
6971                 err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
6972                                        BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, load_reg,
6973                                        true, false);
6974         if (err)
6975                 return err;
6976
6977         /* Check whether we can write into the same memory. */
6978         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
6979                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_WRITE, -1, true, false);
6980         if (err)
6981                 return err;
6982         return 0;
6983 }
6984
6985 /* When register 'regno' is used to read the stack (either directly or through
6986  * a helper function) make sure that it's within stack boundary and, depending
6987  * on the access type and privileges, that all elements of the stack are
6988  * initialized.
6989  *
6990  * 'off' includes 'regno->off', but not its dynamic part (if any).
6991  *
6992  * All registers that have been spilled on the stack in the slots within the
6993  * read offsets are marked as read.
6994  */
6995 static int check_stack_range_initialized(
6996                 struct bpf_verifier_env *env, int regno, int off,
6997                 int access_size, bool zero_size_allowed,
6998                 enum bpf_access_src type, struct bpf_call_arg_meta *meta)
6999 {
7000         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
7001         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
7002         int err, min_off, max_off, i, j, slot, spi;
7003         char *err_extra = type == ACCESS_HELPER ? " indirect" : "";
7004         enum bpf_access_type bounds_check_type;
7005         /* Some accesses can write anything into the stack, others are
7006          * read-only.
7007          */
7008         bool clobber = false;
7009
7010         if (access_size == 0 && !zero_size_allowed) {
7011                 verbose(env, "invalid zero-sized read\n");
7012                 return -EACCES;
7013         }
7014
7015         if (type == ACCESS_HELPER) {
7016                 /* The bounds checks for writes are more permissive than for
7017                  * reads. However, if raw_mode is not set, we'll do extra
7018                  * checks below.
7019                  */
7020                 bounds_check_type = BPF_WRITE;
7021                 clobber = true;
7022         } else {
7023                 bounds_check_type = BPF_READ;
7024         }
7025         err = check_stack_access_within_bounds(env, regno, off, access_size,
7026                                                type, bounds_check_type);
7027         if (err)
7028                 return err;
7029
7030
7031         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
7032                 min_off = max_off = reg->var_off.value + off;
7033         } else {
7034                 /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for
7035                  * simplicity since it requires corresponding support in
7036                  * Spectre masking for stack ALU.
7037                  * See also retrieve_ptr_limit().
7038                  */
7039                 if (!env->bypass_spec_v1) {
7040                         char tn_buf[48];
7041
7042                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
7043                         verbose(env, "R%d%s variable offset stack access prohibited for !root, var_off=%s\n",
7044                                 regno, err_extra, tn_buf);
7045                         return -EACCES;
7046                 }
7047                 /* Only initialized buffer on stack is allowed to be accessed
7048                  * with variable offset. With uninitialized buffer it's hard to
7049                  * guarantee that whole memory is marked as initialized on
7050                  * helper return since specific bounds are unknown what may
7051                  * cause uninitialized stack leaking.
7052                  */
7053                 if (meta && meta->raw_mode)
7054                         meta = NULL;
7055
7056                 min_off = reg->smin_value + off;
7057                 max_off = reg->smax_value + off;
7058         }
7059
7060         if (meta && meta->raw_mode) {
7061                 /* Ensure we won't be overwriting dynptrs when simulating byte
7062                  * by byte access in check_helper_call using meta.access_size.
7063                  * This would be a problem if we have a helper in the future
7064                  * which takes:
7065                  *
7066                  *      helper(uninit_mem, len, dynptr)
7067                  *
7068                  * Now, uninint_mem may overlap with dynptr pointer. Hence, it
7069                  * may end up writing to dynptr itself when touching memory from
7070                  * arg 1. This can be relaxed on a case by case basis for known
7071                  * safe cases, but reject due to the possibilitiy of aliasing by
7072                  * default.
7073                  */
7074                 for (i = min_off; i < max_off + access_size; i++) {
7075                         int stack_off = -i - 1;
7076
7077                         spi = __get_spi(i);
7078                         /* raw_mode may write past allocated_stack */
7079                         if (state->allocated_stack <= stack_off)
7080                                 continue;
7081                         if (state->stack[spi].slot_type[stack_off % BPF_REG_SIZE] == STACK_DYNPTR) {
7082                                 verbose(env, "potential write to dynptr at off=%d disallowed\n", i);
7083                                 return -EACCES;
7084                         }
7085                 }
7086                 meta->access_size = access_size;
7087                 meta->regno = regno;
7088                 return 0;
7089         }
7090
7091         for (i = min_off; i < max_off + access_size; i++) {
7092                 u8 *stype;
7093
7094                 slot = -i - 1;
7095                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
7096                 if (state->allocated_stack <= slot) {
7097                         verbose(env, "verifier bug: allocated_stack too small");
7098                         return -EFAULT;
7099                 }
7100
7101                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
7102                 if (*stype == STACK_MISC)
7103                         goto mark;
7104                 if ((*stype == STACK_ZERO) ||
7105                     (*stype == STACK_INVALID && env->allow_uninit_stack)) {
7106                         if (clobber) {
7107                                 /* helper can write anything into the stack */
7108                                 *stype = STACK_MISC;
7109                         }
7110                         goto mark;
7111                 }
7112
7113                 if (is_spilled_reg(&state->stack[spi]) &&
7114                     (state->stack[spi].spilled_ptr.type == SCALAR_VALUE ||
7115                      env->allow_ptr_leaks)) {
7116                         if (clobber) {
7117                                 __mark_reg_unknown(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
7118                                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
7119                                         scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[j]);
7120                         }
7121                         goto mark;
7122                 }
7123
7124                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
7125                         verbose(env, "invalid%s read from stack R%d off %d+%d size %d\n",
7126                                 err_extra, regno, min_off, i - min_off, access_size);
7127                 } else {
7128                         char tn_buf[48];
7129
7130                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
7131                         verbose(env, "invalid%s read from stack R%d var_off %s+%d size %d\n",
7132                                 err_extra, regno, tn_buf, i - min_off, access_size);
7133                 }
7134                 return -EACCES;
7135 mark:
7136                 /* reading any byte out of 8-byte 'spill_slot' will cause
7137                  * the whole slot to be marked as 'read'
7138                  */
7139                 mark_reg_read(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
7140                               state->stack[spi].spilled_ptr.parent,
7141                               REG_LIVE_READ64);
7142                 /* We do not set REG_LIVE_WRITTEN for stack slot, as we can not
7143                  * be sure that whether stack slot is written to or not. Hence,
7144                  * we must still conservatively propagate reads upwards even if
7145                  * helper may write to the entire memory range.
7146                  */
7147         }
7148         return 0;
7149 }
7150
7151 static int check_helper_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
7152                                    int access_size, bool zero_size_allowed,
7153                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
7154 {
7155         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7156         u32 *max_access;
7157
7158         switch (base_type(reg->type)) {
7159         case PTR_TO_PACKET:
7160         case PTR_TO_PACKET_META:
7161                 return check_packet_access(env, regno, reg->off, access_size,
7162                                            zero_size_allowed);
7163         case PTR_TO_MAP_KEY:
7164                 if (meta && meta->raw_mode) {
7165                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
7166                                 reg_type_str(env, reg->type));
7167                         return -EACCES;
7168                 }
7169                 return check_mem_region_access(env, regno, reg->off, access_size,
7170                                                reg->map_ptr->key_size, false);
7171         case PTR_TO_MAP_VALUE:
7172                 if (check_map_access_type(env, regno, reg->off, access_size,
7173                                           meta && meta->raw_mode ? BPF_WRITE :
7174                                           BPF_READ))
7175                         return -EACCES;
7176                 return check_map_access(env, regno, reg->off, access_size,
7177                                         zero_size_allowed, ACCESS_HELPER);
7178         case PTR_TO_MEM:
7179                 if (type_is_rdonly_mem(reg->type)) {
7180                         if (meta && meta->raw_mode) {
7181                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
7182                                         reg_type_str(env, reg->type));
7183                                 return -EACCES;
7184                         }
7185                 }
7186                 return check_mem_region_access(env, regno, reg->off,
7187                                                access_size, reg->mem_size,
7188                                                zero_size_allowed);
7189         case PTR_TO_BUF:
7190                 if (type_is_rdonly_mem(reg->type)) {
7191                         if (meta && meta->raw_mode) {
7192                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
7193                                         reg_type_str(env, reg->type));
7194                                 return -EACCES;
7195                         }
7196
7197                         max_access = &env->prog->aux->max_rdonly_access;
7198                 } else {
7199                         max_access = &env->prog->aux->max_rdwr_access;
7200                 }
7201                 return check_buffer_access(env, reg, regno, reg->off,
7202                                            access_size, zero_size_allowed,
7203                                            max_access);
7204         case PTR_TO_STACK:
7205                 return check_stack_range_initialized(
7206                                 env,
7207                                 regno, reg->off, access_size,
7208                                 zero_size_allowed, ACCESS_HELPER, meta);
7209         case PTR_TO_BTF_ID:
7210                 return check_ptr_to_btf_access(env, regs, regno, reg->off,
7211                                                access_size, BPF_READ, -1);
7212         case PTR_TO_CTX:
7213                 /* in case the function doesn't know how to access the context,
7214                  * (because we are in a program of type SYSCALL for example), we
7215                  * can not statically check its size.
7216                  * Dynamically check it now.
7217                  */
7218                 if (!env->ops->convert_ctx_access) {
7219                         enum bpf_access_type atype = meta && meta->raw_mode ? BPF_WRITE : BPF_READ;
7220                         int offset = access_size - 1;
7221
7222                         /* Allow zero-byte read from PTR_TO_CTX */
7223                         if (access_size == 0)
7224                                 return zero_size_allowed ? 0 : -EACCES;
7225
7226                         return check_mem_access(env, env->insn_idx, regno, offset, BPF_B,
7227                                                 atype, -1, false, false);
7228                 }
7229
7230                 fallthrough;
7231         default: /* scalar_value or invalid ptr */
7232                 /* Allow zero-byte read from NULL, regardless of pointer type */
7233                 if (zero_size_allowed && access_size == 0 &&
7234                     register_is_null(reg))
7235                         return 0;
7236
7237                 verbose(env, "R%d type=%s ", regno,
7238                         reg_type_str(env, reg->type));
7239                 verbose(env, "expected=%s\n", reg_type_str(env, PTR_TO_STACK));
7240                 return -EACCES;
7241         }
7242 }
7243
7244 /* verify arguments to helpers or kfuncs consisting of a pointer and an access
7245  * size.
7246  *
7247  * @regno is the register containing the access size. regno-1 is the register
7248  * containing the pointer.
7249  */
7250 static int check_mem_size_reg(struct bpf_verifier_env *env,
7251                               struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
7252                               bool zero_size_allowed,
7253                               struct bpf_call_arg_meta *meta)
7254 {
7255         int err;
7256
7257         /* This is used to refine r0 return value bounds for helpers
7258          * that enforce this value as an upper bound on return values.
7259          * See do_refine_retval_range() for helpers that can refine
7260          * the return value. C type of helper is u32 so we pull register
7261          * bound from umax_value however, if negative verifier errors
7262          * out. Only upper bounds can be learned because retval is an
7263          * int type and negative retvals are allowed.
7264          */
7265         meta->msize_max_value = reg->umax_value;
7266
7267         /* The register is SCALAR_VALUE; the access check
7268          * happens using its boundaries.
7269          */
7270         if (!tnum_is_const(reg->var_off))
7271                 /* For unprivileged variable accesses, disable raw
7272                  * mode so that the program is required to
7273                  * initialize all the memory that the helper could
7274                  * just partially fill up.
7275                  */
7276                 meta = NULL;
7277
7278         if (reg->smin_value < 0) {
7279                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned or 'var &= const'\n",
7280                         regno);
7281                 return -EACCES;
7282         }
7283
7284         if (reg->umin_value == 0 && !zero_size_allowed) {
7285                 verbose(env, "R%d invalid zero-sized read: u64=[%lld,%lld]\n",
7286                         regno, reg->umin_value, reg->umax_value);
7287                 return -EACCES;
7288         }
7289
7290         if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_SIZ) {
7291                 verbose(env, "R%d unbounded memory access, use 'var &= const' or 'if (var < const)'\n",
7292                         regno);
7293                 return -EACCES;
7294         }
7295         err = check_helper_mem_access(env, regno - 1,
7296                                       reg->umax_value,
7297                                       zero_size_allowed, meta);
7298         if (!err)
7299                 err = mark_chain_precision(env, regno);
7300         return err;
7301 }
7302
7303 static int check_mem_reg(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
7304                          u32 regno, u32 mem_size)
7305 {
7306         bool may_be_null = type_may_be_null(reg->type);
7307         struct bpf_reg_state saved_reg;
7308         struct bpf_call_arg_meta meta;
7309         int err;
7310
7311         if (register_is_null(reg))
7312                 return 0;
7313
7314         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
7315         /* Assuming that the register contains a value check if the memory
7316          * access is safe. Temporarily save and restore the register's state as
7317          * the conversion shouldn't be visible to a caller.
7318          */
7319         if (may_be_null) {
7320                 saved_reg = *reg;
7321                 mark_ptr_not_null_reg(reg);
7322         }
7323
7324         err = check_helper_mem_access(env, regno, mem_size, true, &meta);
7325         /* Check access for BPF_WRITE */
7326         meta.raw_mode = true;
7327         err = err ?: check_helper_mem_access(env, regno, mem_size, true, &meta);
7328
7329         if (may_be_null)
7330                 *reg = saved_reg;
7331
7332         return err;
7333 }
7334
7335 static int check_kfunc_mem_size_reg(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
7336                                     u32 regno)
7337 {
7338         struct bpf_reg_state *mem_reg = &cur_regs(env)[regno - 1];
7339         bool may_be_null = type_may_be_null(mem_reg->type);
7340         struct bpf_reg_state saved_reg;
7341         struct bpf_call_arg_meta meta;
7342         int err;
7343
7344         WARN_ON_ONCE(regno < BPF_REG_2 || regno > BPF_REG_5);
7345
7346         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
7347
7348         if (may_be_null) {
7349                 saved_reg = *mem_reg;
7350                 mark_ptr_not_null_reg(mem_reg);
7351         }
7352
7353         err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, &meta);
7354         /* Check access for BPF_WRITE */
7355         meta.raw_mode = true;
7356         err = err ?: check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, &meta);
7357
7358         if (may_be_null)
7359                 *mem_reg = saved_reg;
7360         return err;
7361 }
7362
7363 /* Implementation details:
7364  * bpf_map_lookup returns PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL.
7365  * bpf_obj_new returns PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | PTR_MAYBE_NULL.
7366  * Two bpf_map_lookups (even with the same key) will have different reg->id.
7367  * Two separate bpf_obj_new will also have different reg->id.
7368  * For traditional PTR_TO_MAP_VALUE or PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC, the verifier
7369  * clears reg->id after value_or_null->value transition, since the verifier only
7370  * cares about the range of access to valid map value pointer and doesn't care
7371  * about actual address of the map element.
7372  * For maps with 'struct bpf_spin_lock' inside map value the verifier keeps
7373  * reg->id > 0 after value_or_null->value transition. By doing so
7374  * two bpf_map_lookups will be considered two different pointers that
7375  * point to different bpf_spin_locks. Likewise for pointers to allocated objects
7376  * returned from bpf_obj_new.
7377  * The verifier allows taking only one bpf_spin_lock at a time to avoid
7378  * dead-locks.
7379  * Since only one bpf_spin_lock is allowed the checks are simpler than
7380  * reg_is_refcounted() logic. The verifier needs to remember only
7381  * one spin_lock instead of array of acquired_refs.
7382  * cur_state->active_lock remembers which map value element or allocated
7383  * object got locked and clears it after bpf_spin_unlock.
7384  */
7385 static int process_spin_lock(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
7386                              bool is_lock)
7387 {
7388         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7389         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
7390         bool is_const = tnum_is_const(reg->var_off);
7391         u64 val = reg->var_off.value;
7392         struct bpf_map *map = NULL;
7393         struct btf *btf = NULL;
7394         struct btf_record *rec;
7395
7396         if (!is_const) {
7397                 verbose(env,
7398                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_spin_lock has to be at the constant offset\n",
7399                         regno);
7400                 return -EINVAL;
7401         }
7402         if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
7403                 map = reg->map_ptr;
7404                 if (!map->btf) {
7405                         verbose(env,
7406                                 "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_spin_lock\n",
7407                                 map->name);
7408                         return -EINVAL;
7409                 }
7410         } else {
7411                 btf = reg->btf;
7412         }
7413
7414         rec = reg_btf_record(reg);
7415         if (!btf_record_has_field(rec, BPF_SPIN_LOCK)) {
7416                 verbose(env, "%s '%s' has no valid bpf_spin_lock\n", map ? "map" : "local",
7417                         map ? map->name : "kptr");
7418                 return -EINVAL;
7419         }
7420         if (rec->spin_lock_off != val + reg->off) {
7421                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_spin_lock' that is at %d\n",
7422                         val + reg->off, rec->spin_lock_off);
7423                 return -EINVAL;
7424         }
7425         if (is_lock) {
7426                 if (cur->active_lock.ptr) {
7427                         verbose(env,
7428                                 "Locking two bpf_spin_locks are not allowed\n");
7429                         return -EINVAL;
7430                 }
7431                 if (map)
7432                         cur->active_lock.ptr = map;
7433                 else
7434                         cur->active_lock.ptr = btf;
7435                 cur->active_lock.id = reg->id;
7436         } else {
7437                 void *ptr;
7438
7439                 if (map)
7440                         ptr = map;
7441                 else
7442                         ptr = btf;
7443
7444                 if (!cur->active_lock.ptr) {
7445                         verbose(env, "bpf_spin_unlock without taking a lock\n");
7446                         return -EINVAL;
7447                 }
7448                 if (cur->active_lock.ptr != ptr ||
7449                     cur->active_lock.id != reg->id) {
7450                         verbose(env, "bpf_spin_unlock of different lock\n");
7451                         return -EINVAL;
7452                 }
7453
7454                 invalidate_non_owning_refs(env);
7455
7456                 cur->active_lock.ptr = NULL;
7457                 cur->active_lock.id = 0;
7458         }
7459         return 0;
7460 }
7461
7462 static int process_timer_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
7463                               struct bpf_call_arg_meta *meta)
7464 {
7465         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7466         bool is_const = tnum_is_const(reg->var_off);
7467         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
7468         u64 val = reg->var_off.value;
7469
7470         if (!is_const) {
7471                 verbose(env,
7472                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_timer has to be at the constant offset\n",
7473                         regno);
7474                 return -EINVAL;
7475         }
7476         if (!map->btf) {
7477                 verbose(env, "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_timer\n",
7478                         map->name);
7479                 return -EINVAL;
7480         }
7481         if (!btf_record_has_field(map->record, BPF_TIMER)) {
7482                 verbose(env, "map '%s' has no valid bpf_timer\n", map->name);
7483                 return -EINVAL;
7484         }
7485         if (map->record->timer_off != val + reg->off) {
7486                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_timer' that is at %d\n",
7487                         val + reg->off, map->record->timer_off);
7488                 return -EINVAL;
7489         }
7490         if (meta->map_ptr) {
7491                 verbose(env, "verifier bug. Two map pointers in a timer helper\n");
7492                 return -EFAULT;
7493         }
7494         meta->map_uid = reg->map_uid;
7495         meta->map_ptr = map;
7496         return 0;
7497 }
7498
7499 static int process_kptr_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
7500                              struct bpf_call_arg_meta *meta)
7501 {
7502         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7503         struct bpf_map *map_ptr = reg->map_ptr;
7504         struct btf_field *kptr_field;
7505         u32 kptr_off;
7506
7507         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
7508                 verbose(env,
7509                         "R%d doesn't have constant offset. kptr has to be at the constant offset\n",
7510                         regno);
7511                 return -EINVAL;
7512         }
7513         if (!map_ptr->btf) {
7514                 verbose(env, "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_kptr_xchg\n",
7515                         map_ptr->name);
7516                 return -EINVAL;
7517         }
7518         if (!btf_record_has_field(map_ptr->record, BPF_KPTR)) {
7519                 verbose(env, "map '%s' has no valid kptr\n", map_ptr->name);
7520                 return -EINVAL;
7521         }
7522
7523         meta->map_ptr = map_ptr;
7524         kptr_off = reg->off + reg->var_off.value;
7525         kptr_field = btf_record_find(map_ptr->record, kptr_off, BPF_KPTR);
7526         if (!kptr_field) {
7527                 verbose(env, "off=%d doesn't point to kptr\n", kptr_off);
7528                 return -EACCES;
7529         }
7530         if (kptr_field->type != BPF_KPTR_REF && kptr_field->type != BPF_KPTR_PERCPU) {
7531                 verbose(env, "off=%d kptr isn't referenced kptr\n", kptr_off);
7532                 return -EACCES;
7533         }
7534         meta->kptr_field = kptr_field;
7535         return 0;
7536 }
7537
7538 /* There are two register types representing a bpf_dynptr, one is PTR_TO_STACK
7539  * which points to a stack slot, and the other is CONST_PTR_TO_DYNPTR.
7540  *
7541  * In both cases we deal with the first 8 bytes, but need to mark the next 8
7542  * bytes as STACK_DYNPTR in case of PTR_TO_STACK. In case of
7543  * CONST_PTR_TO_DYNPTR, we are guaranteed to get the beginning of the object.
7544  *
7545  * Mutability of bpf_dynptr is at two levels, one is at the level of struct
7546  * bpf_dynptr itself, i.e. whether the helper is receiving a pointer to struct
7547  * bpf_dynptr or pointer to const struct bpf_dynptr. In the former case, it can
7548  * mutate the view of the dynptr and also possibly destroy it. In the latter
7549  * case, it cannot mutate the bpf_dynptr itself but it can still mutate the
7550  * memory that dynptr points to.
7551  *
7552  * The verifier will keep track both levels of mutation (bpf_dynptr's in
7553  * reg->type and the memory's in reg->dynptr.type), but there is no support for
7554  * readonly dynptr view yet, hence only the first case is tracked and checked.
7555  *
7556  * This is consistent with how C applies the const modifier to a struct object,
7557  * where the pointer itself inside bpf_dynptr becomes const but not what it
7558  * points to.
7559  *
7560  * Helpers which do not mutate the bpf_dynptr set MEM_RDONLY in their argument
7561  * type, and declare it as 'const struct bpf_dynptr *' in their prototype.
7562  */
7563 static int process_dynptr_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno, int insn_idx,
7564                                enum bpf_arg_type arg_type, int clone_ref_obj_id)
7565 {
7566         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7567         int err;
7568
7569         /* MEM_UNINIT and MEM_RDONLY are exclusive, when applied to an
7570          * ARG_PTR_TO_DYNPTR (or ARG_PTR_TO_DYNPTR | DYNPTR_TYPE_*):
7571          */
7572         if ((arg_type & (MEM_UNINIT | MEM_RDONLY)) == (MEM_UNINIT | MEM_RDONLY)) {
7573                 verbose(env, "verifier internal error: misconfigured dynptr helper type flags\n");
7574                 return -EFAULT;
7575         }
7576
7577         /*  MEM_UNINIT - Points to memory that is an appropriate candidate for
7578          *               constructing a mutable bpf_dynptr object.
7579          *
7580          *               Currently, this is only possible with PTR_TO_STACK
7581          *               pointing to a region of at least 16 bytes which doesn't
7582          *               contain an existing bpf_dynptr.
7583          *
7584          *  MEM_RDONLY - Points to a initialized bpf_dynptr that will not be
7585          *               mutated or destroyed. However, the memory it points to
7586          *               may be mutated.
7587          *
7588          *  None       - Points to a initialized dynptr that can be mutated and
7589          *               destroyed, including mutation of the memory it points
7590          *               to.
7591          */
7592         if (arg_type & MEM_UNINIT) {
7593                 int i;
7594
7595                 if (!is_dynptr_reg_valid_uninit(env, reg)) {
7596                         verbose(env, "Dynptr has to be an uninitialized dynptr\n");
7597                         return -EINVAL;
7598                 }
7599
7600                 /* we write BPF_DW bits (8 bytes) at a time */
7601                 for (i = 0; i < BPF_DYNPTR_SIZE; i += 8) {
7602                         err = check_mem_access(env, insn_idx, regno,
7603                                                i, BPF_DW, BPF_WRITE, -1, false, false);
7604                         if (err)
7605                                 return err;
7606                 }
7607
7608                 err = mark_stack_slots_dynptr(env, reg, arg_type, insn_idx, clone_ref_obj_id);
7609         } else /* MEM_RDONLY and None case from above */ {
7610                 /* For the reg->type == PTR_TO_STACK case, bpf_dynptr is never const */
7611                 if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR && !(arg_type & MEM_RDONLY)) {
7612                         verbose(env, "cannot pass pointer to const bpf_dynptr, the helper mutates it\n");
7613                         return -EINVAL;
7614                 }
7615
7616                 if (!is_dynptr_reg_valid_init(env, reg)) {
7617                         verbose(env,
7618                                 "Expected an initialized dynptr as arg #%d\n",
7619                                 regno);
7620                         return -EINVAL;
7621                 }
7622
7623                 /* Fold modifiers (in this case, MEM_RDONLY) when checking expected type */
7624                 if (!is_dynptr_type_expected(env, reg, arg_type & ~MEM_RDONLY)) {
7625                         verbose(env,
7626                                 "Expected a dynptr of type %s as arg #%d\n",
7627                                 dynptr_type_str(arg_to_dynptr_type(arg_type)), regno);
7628                         return -EINVAL;
7629                 }
7630
7631                 err = mark_dynptr_read(env, reg);
7632         }
7633         return err;
7634 }
7635
7636 static u32 iter_ref_obj_id(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg, int spi)
7637 {
7638         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
7639
7640         return state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id;
7641 }
7642
7643 static bool is_iter_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7644 {
7645         return meta->kfunc_flags & (KF_ITER_NEW | KF_ITER_NEXT | KF_ITER_DESTROY);
7646 }
7647
7648 static bool is_iter_new_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7649 {
7650         return meta->kfunc_flags & KF_ITER_NEW;
7651 }
7652
7653 static bool is_iter_next_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7654 {
7655         return meta->kfunc_flags & KF_ITER_NEXT;
7656 }
7657
7658 static bool is_iter_destroy_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7659 {
7660         return meta->kfunc_flags & KF_ITER_DESTROY;
7661 }
7662
7663 static bool is_kfunc_arg_iter(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta, int arg)
7664 {
7665         /* btf_check_iter_kfuncs() guarantees that first argument of any iter
7666          * kfunc is iter state pointer
7667          */
7668         return arg == 0 && is_iter_kfunc(meta);
7669 }
7670
7671 static int process_iter_arg(struct bpf_verifier_env *env, int regno, int insn_idx,
7672                             struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7673 {
7674         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7675         const struct btf_type *t;
7676         const struct btf_param *arg;
7677         int spi, err, i, nr_slots;
7678         u32 btf_id;
7679
7680         /* btf_check_iter_kfuncs() ensures we don't need to validate anything here */
7681         arg = &btf_params(meta->func_proto)[0];
7682         t = btf_type_skip_modifiers(meta->btf, arg->type, NULL);        /* PTR */
7683         t = btf_type_skip_modifiers(meta->btf, t->type, &btf_id);       /* STRUCT */
7684         nr_slots = t->size / BPF_REG_SIZE;
7685
7686         if (is_iter_new_kfunc(meta)) {
7687                 /* bpf_iter_<type>_new() expects pointer to uninit iter state */
7688                 if (!is_iter_reg_valid_uninit(env, reg, nr_slots)) {
7689                         verbose(env, "expected uninitialized iter_%s as arg #%d\n",
7690                                 iter_type_str(meta->btf, btf_id), regno);
7691                         return -EINVAL;
7692                 }
7693
7694                 for (i = 0; i < nr_slots * 8; i += BPF_REG_SIZE) {
7695                         err = check_mem_access(env, insn_idx, regno,
7696                                                i, BPF_DW, BPF_WRITE, -1, false, false);
7697                         if (err)
7698                                 return err;
7699                 }
7700
7701                 err = mark_stack_slots_iter(env, meta, reg, insn_idx, meta->btf, btf_id, nr_slots);
7702                 if (err)
7703                         return err;
7704         } else {
7705                 /* iter_next() or iter_destroy() expect initialized iter state*/
7706                 err = is_iter_reg_valid_init(env, reg, meta->btf, btf_id, nr_slots);
7707                 switch (err) {
7708                 case 0:
7709                         break;
7710                 case -EINVAL:
7711                         verbose(env, "expected an initialized iter_%s as arg #%d\n",
7712                                 iter_type_str(meta->btf, btf_id), regno);
7713                         return err;
7714                 case -EPROTO:
7715                         verbose(env, "expected an RCU CS when using %s\n", meta->func_name);
7716                         return err;
7717                 default:
7718                         return err;
7719                 }
7720
7721                 spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
7722                 if (spi < 0)
7723                         return spi;
7724
7725                 err = mark_iter_read(env, reg, spi, nr_slots);
7726                 if (err)
7727                         return err;
7728
7729                 /* remember meta->iter info for process_iter_next_call() */
7730                 meta->iter.spi = spi;
7731                 meta->iter.frameno = reg->frameno;
7732                 meta->ref_obj_id = iter_ref_obj_id(env, reg, spi);
7733
7734                 if (is_iter_destroy_kfunc(meta)) {
7735                         err = unmark_stack_slots_iter(env, reg, nr_slots);
7736                         if (err)
7737                                 return err;
7738                 }
7739         }
7740
7741         return 0;
7742 }
7743
7744 /* Look for a previous loop entry at insn_idx: nearest parent state
7745  * stopped at insn_idx with callsites matching those in cur->frame.
7746  */
7747 static struct bpf_verifier_state *find_prev_entry(struct bpf_verifier_env *env,
7748                                                   struct bpf_verifier_state *cur,
7749                                                   int insn_idx)
7750 {
7751         struct bpf_verifier_state_list *sl;
7752         struct bpf_verifier_state *st;
7753
7754         /* Explored states are pushed in stack order, most recent states come first */
7755         sl = *explored_state(env, insn_idx);
7756         for (; sl; sl = sl->next) {
7757                 /* If st->branches != 0 state is a part of current DFS verification path,
7758                  * hence cur & st for a loop.
7759                  */
7760                 st = &sl->state;
7761                 if (st->insn_idx == insn_idx && st->branches && same_callsites(st, cur) &&
7762                     st->dfs_depth < cur->dfs_depth)
7763                         return st;
7764         }
7765
7766         return NULL;
7767 }
7768
7769 static void reset_idmap_scratch(struct bpf_verifier_env *env);
7770 static bool regs_exact(const struct bpf_reg_state *rold,
7771                        const struct bpf_reg_state *rcur,
7772                        struct bpf_idmap *idmap);
7773
7774 static void maybe_widen_reg(struct bpf_verifier_env *env,
7775                             struct bpf_reg_state *rold, struct bpf_reg_state *rcur,
7776                             struct bpf_idmap *idmap)
7777 {
7778         if (rold->type != SCALAR_VALUE)
7779                 return;
7780         if (rold->type != rcur->type)
7781                 return;
7782         if (rold->precise || rcur->precise || regs_exact(rold, rcur, idmap))
7783                 return;
7784         __mark_reg_unknown(env, rcur);
7785 }
7786
7787 static int widen_imprecise_scalars(struct bpf_verifier_env *env,
7788                                    struct bpf_verifier_state *old,
7789                                    struct bpf_verifier_state *cur)
7790 {
7791         struct bpf_func_state *fold, *fcur;
7792         int i, fr;
7793
7794         reset_idmap_scratch(env);
7795         for (fr = old->curframe; fr >= 0; fr--) {
7796                 fold = old->frame[fr];
7797                 fcur = cur->frame[fr];
7798
7799                 for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
7800                         maybe_widen_reg(env,
7801                                         &fold->regs[i],
7802                                         &fcur->regs[i],
7803                                         &env->idmap_scratch);
7804
7805                 for (i = 0; i < fold->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
7806                         if (!is_spilled_reg(&fold->stack[i]) ||
7807                             !is_spilled_reg(&fcur->stack[i]))
7808                                 continue;
7809
7810                         maybe_widen_reg(env,
7811                                         &fold->stack[i].spilled_ptr,
7812                                         &fcur->stack[i].spilled_ptr,
7813                                         &env->idmap_scratch);
7814                 }
7815         }
7816         return 0;
7817 }
7818
7819 /* process_iter_next_call() is called when verifier gets to iterator's next
7820  * "method" (e.g., bpf_iter_num_next() for numbers iterator) call. We'll refer
7821  * to it as just "iter_next()" in comments below.
7822  *
7823  * BPF verifier relies on a crucial contract for any iter_next()
7824  * implementation: it should *eventually* return NULL, and once that happens
7825  * it should keep returning NULL. That is, once iterator exhausts elements to
7826  * iterate, it should never reset or spuriously return new elements.
7827  *
7828  * With the assumption of such contract, process_iter_next_call() simulates
7829  * a fork in the verifier state to validate loop logic correctness and safety
7830  * without having to simulate infinite amount of iterations.
7831  *
7832  * In current state, we first assume that iter_next() returned NULL and
7833  * iterator state is set to DRAINED (BPF_ITER_STATE_DRAINED). In such
7834  * conditions we should not form an infinite loop and should eventually reach
7835  * exit.
7836  *
7837  * Besides that, we also fork current state and enqueue it for later
7838  * verification. In a forked state we keep iterator state as ACTIVE
7839  * (BPF_ITER_STATE_ACTIVE) and assume non-NULL return from iter_next(). We
7840  * also bump iteration depth to prevent erroneous infinite loop detection
7841  * later on (see iter_active_depths_differ() comment for details). In this
7842  * state we assume that we'll eventually loop back to another iter_next()
7843  * calls (it could be in exactly same location or in some other instruction,
7844  * it doesn't matter, we don't make any unnecessary assumptions about this,
7845  * everything revolves around iterator state in a stack slot, not which
7846  * instruction is calling iter_next()). When that happens, we either will come
7847  * to iter_next() with equivalent state and can conclude that next iteration
7848  * will proceed in exactly the same way as we just verified, so it's safe to
7849  * assume that loop converges. If not, we'll go on another iteration
7850  * simulation with a different input state, until all possible starting states
7851  * are validated or we reach maximum number of instructions limit.
7852  *
7853  * This way, we will either exhaustively discover all possible input states
7854  * that iterator loop can start with and eventually will converge, or we'll
7855  * effectively regress into bounded loop simulation logic and either reach
7856  * maximum number of instructions if loop is not provably convergent, or there
7857  * is some statically known limit on number of iterations (e.g., if there is
7858  * an explicit `if n > 100 then break;` statement somewhere in the loop).
7859  *
7860  * Iteration convergence logic in is_state_visited() relies on exact
7861  * states comparison, which ignores read and precision marks.
7862  * This is necessary because read and precision marks are not finalized
7863  * while in the loop. Exact comparison might preclude convergence for
7864  * simple programs like below:
7865  *
7866  *     i = 0;
7867  *     while(iter_next(&it))
7868  *       i++;
7869  *
7870  * At each iteration step i++ would produce a new distinct state and
7871  * eventually instruction processing limit would be reached.
7872  *
7873  * To avoid such behavior speculatively forget (widen) range for
7874  * imprecise scalar registers, if those registers were not precise at the
7875  * end of the previous iteration and do not match exactly.
7876  *
7877  * This is a conservative heuristic that allows to verify wide range of programs,
7878  * however it precludes verification of programs that conjure an
7879  * imprecise value on the first loop iteration and use it as precise on a second.
7880  * For example, the following safe program would fail to verify:
7881  *
7882  *     struct bpf_num_iter it;
7883  *     int arr[10];
7884  *     int i = 0, a = 0;
7885  *     bpf_iter_num_new(&it, 0, 10);
7886  *     while (bpf_iter_num_next(&it)) {
7887  *       if (a == 0) {
7888  *         a = 1;
7889  *         i = 7; // Because i changed verifier would forget
7890  *                // it's range on second loop entry.
7891  *       } else {
7892  *         arr[i] = 42; // This would fail to verify.
7893  *       }
7894  *     }
7895  *     bpf_iter_num_destroy(&it);
7896  */
7897 static int process_iter_next_call(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx,
7898                                   struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7899 {
7900         struct bpf_verifier_state *cur_st = env->cur_state, *queued_st, *prev_st;
7901         struct bpf_func_state *cur_fr = cur_st->frame[cur_st->curframe], *queued_fr;
7902         struct bpf_reg_state *cur_iter, *queued_iter;
7903         int iter_frameno = meta->iter.frameno;
7904         int iter_spi = meta->iter.spi;
7905
7906         BTF_TYPE_EMIT(struct bpf_iter);
7907
7908         cur_iter = &env->cur_state->frame[iter_frameno]->stack[iter_spi].spilled_ptr;
7909
7910         if (cur_iter->iter.state != BPF_ITER_STATE_ACTIVE &&
7911             cur_iter->iter.state != BPF_ITER_STATE_DRAINED) {
7912                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected iterator state %d (%s)\n",
7913                         cur_iter->iter.state, iter_state_str(cur_iter->iter.state));
7914                 return -EFAULT;
7915         }
7916
7917         if (cur_iter->iter.state == BPF_ITER_STATE_ACTIVE) {
7918                 /* Because iter_next() call is a checkpoint is_state_visitied()
7919                  * should guarantee parent state with same call sites and insn_idx.
7920                  */
7921                 if (!cur_st->parent || cur_st->parent->insn_idx != insn_idx ||
7922                     !same_callsites(cur_st->parent, cur_st)) {
7923                         verbose(env, "bug: bad parent state for iter next call");
7924                         return -EFAULT;
7925                 }
7926                 /* Note cur_st->parent in the call below, it is necessary to skip
7927                  * checkpoint created for cur_st by is_state_visited()
7928                  * right at this instruction.
7929                  */
7930                 prev_st = find_prev_entry(env, cur_st->parent, insn_idx);
7931                 /* branch out active iter state */
7932                 queued_st = push_stack(env, insn_idx + 1, insn_idx, false);
7933                 if (!queued_st)
7934                         return -ENOMEM;
7935
7936                 queued_iter = &queued_st->frame[iter_frameno]->stack[iter_spi].spilled_ptr;
7937                 queued_iter->iter.state = BPF_ITER_STATE_ACTIVE;
7938                 queued_iter->iter.depth++;
7939                 if (prev_st)
7940                         widen_imprecise_scalars(env, prev_st, queued_st);
7941
7942                 queued_fr = queued_st->frame[queued_st->curframe];
7943                 mark_ptr_not_null_reg(&queued_fr->regs[BPF_REG_0]);
7944         }
7945
7946         /* switch to DRAINED state, but keep the depth unchanged */
7947         /* mark current iter state as drained and assume returned NULL */
7948         cur_iter->iter.state = BPF_ITER_STATE_DRAINED;
7949         __mark_reg_const_zero(env, &cur_fr->regs[BPF_REG_0]);
7950
7951         return 0;
7952 }
7953
7954 static bool arg_type_is_mem_size(enum bpf_arg_type type)
7955 {
7956         return type == ARG_CONST_SIZE ||
7957                type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO;
7958 }
7959
7960 static bool arg_type_is_release(enum bpf_arg_type type)
7961 {
7962         return type & OBJ_RELEASE;
7963 }
7964
7965 static bool arg_type_is_dynptr(enum bpf_arg_type type)
7966 {
7967         return base_type(type) == ARG_PTR_TO_DYNPTR;
7968 }
7969
7970 static int int_ptr_type_to_size(enum bpf_arg_type type)
7971 {
7972         if (type == ARG_PTR_TO_INT)
7973                 return sizeof(u32);
7974         else if (type == ARG_PTR_TO_LONG)
7975                 return sizeof(u64);
7976
7977         return -EINVAL;
7978 }
7979
7980 static int resolve_map_arg_type(struct bpf_verifier_env *env,
7981                                  const struct bpf_call_arg_meta *meta,
7982                                  enum bpf_arg_type *arg_type)
7983 {
7984         if (!meta->map_ptr) {
7985                 /* kernel subsystem misconfigured verifier */
7986                 verbose(env, "invalid map_ptr to access map->type\n");
7987                 return -EACCES;
7988         }
7989
7990         switch (meta->map_ptr->map_type) {
7991         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
7992         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
7993                 if (*arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
7994                         *arg_type = ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON;
7995                 } else {
7996                         verbose(env, "invalid arg_type for sockmap/sockhash\n");
7997                         return -EINVAL;
7998                 }
7999                 break;
8000         case BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER:
8001                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_map_peek_elem)
8002                         *arg_type = ARG_PTR_TO_MAP_VALUE;
8003                 break;
8004         default:
8005                 break;
8006         }
8007         return 0;
8008 }
8009
8010 struct bpf_reg_types {
8011         const enum bpf_reg_type types[10];
8012         u32 *btf_id;
8013 };
8014
8015 static const struct bpf_reg_types sock_types = {
8016         .types = {
8017                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
8018                 PTR_TO_SOCKET,
8019                 PTR_TO_TCP_SOCK,
8020                 PTR_TO_XDP_SOCK,
8021         },
8022 };
8023
8024 #ifdef CONFIG_NET
8025 static const struct bpf_reg_types btf_id_sock_common_types = {
8026         .types = {
8027                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
8028                 PTR_TO_SOCKET,
8029                 PTR_TO_TCP_SOCK,
8030                 PTR_TO_XDP_SOCK,
8031                 PTR_TO_BTF_ID,
8032                 PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED,
8033         },
8034         .btf_id = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK_COMMON],
8035 };
8036 #endif
8037
8038 static const struct bpf_reg_types mem_types = {
8039         .types = {
8040                 PTR_TO_STACK,
8041                 PTR_TO_PACKET,
8042                 PTR_TO_PACKET_META,
8043                 PTR_TO_MAP_KEY,
8044                 PTR_TO_MAP_VALUE,
8045                 PTR_TO_MEM,
8046                 PTR_TO_MEM | MEM_RINGBUF,
8047                 PTR_TO_BUF,
8048                 PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED,
8049         },
8050 };
8051
8052 static const struct bpf_reg_types int_ptr_types = {
8053         .types = {
8054                 PTR_TO_STACK,
8055                 PTR_TO_PACKET,
8056                 PTR_TO_PACKET_META,
8057                 PTR_TO_MAP_KEY,
8058                 PTR_TO_MAP_VALUE,
8059         },
8060 };
8061
8062 static const struct bpf_reg_types spin_lock_types = {
8063         .types = {
8064                 PTR_TO_MAP_VALUE,
8065                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC,
8066         }
8067 };
8068
8069 static const struct bpf_reg_types fullsock_types = { .types = { PTR_TO_SOCKET } };
8070 static const struct bpf_reg_types scalar_types = { .types = { SCALAR_VALUE } };
8071 static const struct bpf_reg_types context_types = { .types = { PTR_TO_CTX } };
8072 static const struct bpf_reg_types ringbuf_mem_types = { .types = { PTR_TO_MEM | MEM_RINGBUF } };
8073 static const struct bpf_reg_types const_map_ptr_types = { .types = { CONST_PTR_TO_MAP } };
8074 static const struct bpf_reg_types btf_ptr_types = {
8075         .types = {
8076                 PTR_TO_BTF_ID,
8077                 PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED,
8078                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_RCU,
8079         },
8080 };
8081 static const struct bpf_reg_types percpu_btf_ptr_types = {
8082         .types = {
8083                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU,
8084                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU | MEM_RCU,
8085                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU | PTR_TRUSTED,
8086         }
8087 };
8088 static const struct bpf_reg_types func_ptr_types = { .types = { PTR_TO_FUNC } };
8089 static const struct bpf_reg_types stack_ptr_types = { .types = { PTR_TO_STACK } };
8090 static const struct bpf_reg_types const_str_ptr_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
8091 static const struct bpf_reg_types timer_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
8092 static const struct bpf_reg_types kptr_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
8093 static const struct bpf_reg_types dynptr_types = {
8094         .types = {
8095                 PTR_TO_STACK,
8096                 CONST_PTR_TO_DYNPTR,
8097         }
8098 };
8099
8100 static const struct bpf_reg_types *compatible_reg_types[__BPF_ARG_TYPE_MAX] = {
8101         [ARG_PTR_TO_MAP_KEY]            = &mem_types,
8102         [ARG_PTR_TO_MAP_VALUE]          = &mem_types,
8103         [ARG_CONST_SIZE]                = &scalar_types,
8104         [ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO]        = &scalar_types,
8105         [ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO]  = &scalar_types,
8106         [ARG_CONST_MAP_PTR]             = &const_map_ptr_types,
8107         [ARG_PTR_TO_CTX]                = &context_types,
8108         [ARG_PTR_TO_SOCK_COMMON]        = &sock_types,
8109 #ifdef CONFIG_NET
8110         [ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON] = &btf_id_sock_common_types,
8111 #endif
8112         [ARG_PTR_TO_SOCKET]             = &fullsock_types,
8113         [ARG_PTR_TO_BTF_ID]             = &btf_ptr_types,
8114         [ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK]          = &spin_lock_types,
8115         [ARG_PTR_TO_MEM]                = &mem_types,
8116         [ARG_PTR_TO_RINGBUF_MEM]        = &ringbuf_mem_types,
8117         [ARG_PTR_TO_INT]                = &int_ptr_types,
8118         [ARG_PTR_TO_LONG]               = &int_ptr_types,
8119         [ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID]      = &percpu_btf_ptr_types,
8120         [ARG_PTR_TO_FUNC]               = &func_ptr_types,
8121         [ARG_PTR_TO_STACK]              = &stack_ptr_types,
8122         [ARG_PTR_TO_CONST_STR]          = &const_str_ptr_types,
8123         [ARG_PTR_TO_TIMER]              = &timer_types,
8124         [ARG_PTR_TO_KPTR]               = &kptr_types,
8125         [ARG_PTR_TO_DYNPTR]             = &dynptr_types,
8126 };
8127
8128 static int check_reg_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
8129                           enum bpf_arg_type arg_type,
8130                           const u32 *arg_btf_id,
8131                           struct bpf_call_arg_meta *meta)
8132 {
8133         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
8134         enum bpf_reg_type expected, type = reg->type;
8135         const struct bpf_reg_types *compatible;
8136         int i, j;
8137
8138         compatible = compatible_reg_types[base_type(arg_type)];
8139         if (!compatible) {
8140                 verbose(env, "verifier internal error: unsupported arg type %d\n", arg_type);
8141                 return -EFAULT;
8142         }
8143
8144         /* ARG_PTR_TO_MEM + RDONLY is compatible with PTR_TO_MEM and PTR_TO_MEM + RDONLY,
8145          * but ARG_PTR_TO_MEM is compatible only with PTR_TO_MEM and NOT with PTR_TO_MEM + RDONLY
8146          *
8147          * Same for MAYBE_NULL:
8148          *
8149          * ARG_PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL is compatible with PTR_TO_MEM and PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL,
8150          * but ARG_PTR_TO_MEM is compatible only with PTR_TO_MEM but NOT with PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL
8151          *
8152          * ARG_PTR_TO_MEM is compatible with PTR_TO_MEM that is tagged with a dynptr type.
8153          *
8154          * Therefore we fold these flags depending on the arg_type before comparison.
8155          */
8156         if (arg_type & MEM_RDONLY)
8157                 type &= ~MEM_RDONLY;
8158         if (arg_type & PTR_MAYBE_NULL)
8159                 type &= ~PTR_MAYBE_NULL;
8160         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_MEM)
8161                 type &= ~DYNPTR_TYPE_FLAG_MASK;
8162
8163         if (meta->func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg && type_is_alloc(type)) {
8164                 type &= ~MEM_ALLOC;
8165                 type &= ~MEM_PERCPU;
8166         }
8167
8168         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(compatible->types); i++) {
8169                 expected = compatible->types[i];
8170                 if (expected == NOT_INIT)
8171                         break;
8172
8173                 if (type == expected)
8174                         goto found;
8175         }
8176
8177         verbose(env, "R%d type=%s expected=", regno, reg_type_str(env, reg->type));
8178         for (j = 0; j + 1 < i; j++)
8179                 verbose(env, "%s, ", reg_type_str(env, compatible->types[j]));
8180         verbose(env, "%s\n", reg_type_str(env, compatible->types[j]));
8181         return -EACCES;
8182
8183 found:
8184         if (base_type(reg->type) != PTR_TO_BTF_ID)
8185                 return 0;
8186
8187         if (compatible == &mem_types) {
8188                 if (!(arg_type & MEM_RDONLY)) {
8189                         verbose(env,
8190                                 "%s() may write into memory pointed by R%d type=%s\n",
8191                                 func_id_name(meta->func_id),
8192                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
8193                         return -EACCES;
8194                 }
8195                 return 0;
8196         }
8197
8198         switch ((int)reg->type) {
8199         case PTR_TO_BTF_ID:
8200         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED:
8201         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_RCU:
8202         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_MAYBE_NULL:
8203         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_MAYBE_NULL | MEM_RCU:
8204         {
8205                 /* For bpf_sk_release, it needs to match against first member
8206                  * 'struct sock_common', hence make an exception for it. This
8207                  * allows bpf_sk_release to work for multiple socket types.
8208                  */
8209                 bool strict_type_match = arg_type_is_release(arg_type) &&
8210                                          meta->func_id != BPF_FUNC_sk_release;
8211
8212                 if (type_may_be_null(reg->type) &&
8213                     (!type_may_be_null(arg_type) || arg_type_is_release(arg_type))) {
8214                         verbose(env, "Possibly NULL pointer passed to helper arg%d\n", regno);
8215                         return -EACCES;
8216                 }
8217
8218                 if (!arg_btf_id) {
8219                         if (!compatible->btf_id) {
8220                                 verbose(env, "verifier internal error: missing arg compatible BTF ID\n");
8221                                 return -EFAULT;
8222                         }
8223                         arg_btf_id = compatible->btf_id;
8224                 }
8225
8226                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg) {
8227                         if (map_kptr_match_type(env, meta->kptr_field, reg, regno))
8228                                 return -EACCES;
8229                 } else {
8230                         if (arg_btf_id == BPF_PTR_POISON) {
8231                                 verbose(env, "verifier internal error:");
8232                                 verbose(env, "R%d has non-overwritten BPF_PTR_POISON type\n",
8233                                         regno);
8234                                 return -EACCES;
8235                         }
8236
8237                         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, reg->off,
8238                                                   btf_vmlinux, *arg_btf_id,
8239                                                   strict_type_match)) {
8240                                 verbose(env, "R%d is of type %s but %s is expected\n",
8241                                         regno, btf_type_name(reg->btf, reg->btf_id),
8242                                         btf_type_name(btf_vmlinux, *arg_btf_id));
8243                                 return -EACCES;
8244                         }
8245                 }
8246                 break;
8247         }
8248         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC:
8249         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU | MEM_ALLOC:
8250                 if (meta->func_id != BPF_FUNC_spin_lock && meta->func_id != BPF_FUNC_spin_unlock &&
8251                     meta->func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg) {
8252                         verbose(env, "verifier internal error: unimplemented handling of MEM_ALLOC\n");
8253                         return -EFAULT;
8254                 }
8255                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg) {
8256                         if (map_kptr_match_type(env, meta->kptr_field, reg, regno))
8257                                 return -EACCES;
8258                 }
8259                 break;
8260         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU:
8261         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU | MEM_RCU:
8262         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU | PTR_TRUSTED:
8263                 /* Handled by helper specific checks */
8264                 break;
8265         default:
8266                 verbose(env, "verifier internal error: invalid PTR_TO_BTF_ID register for type match\n");
8267                 return -EFAULT;
8268         }
8269         return 0;
8270 }
8271
8272 static struct btf_field *
8273 reg_find_field_offset(const struct bpf_reg_state *reg, s32 off, u32 fields)
8274 {
8275         struct btf_field *field;
8276         struct btf_record *rec;
8277
8278         rec = reg_btf_record(reg);
8279         if (!rec)
8280                 return NULL;
8281
8282         field = btf_record_find(rec, off, fields);
8283         if (!field)
8284                 return NULL;
8285
8286         return field;
8287 }
8288
8289 static int check_func_arg_reg_off(struct bpf_verifier_env *env,
8290                                   const struct bpf_reg_state *reg, int regno,
8291                                   enum bpf_arg_type arg_type)
8292 {
8293         u32 type = reg->type;
8294
8295         /* When referenced register is passed to release function, its fixed
8296          * offset must be 0.
8297          *
8298          * We will check arg_type_is_release reg has ref_obj_id when storing
8299          * meta->release_regno.
8300          */
8301         if (arg_type_is_release(arg_type)) {
8302                 /* ARG_PTR_TO_DYNPTR with OBJ_RELEASE is a bit special, as it
8303                  * may not directly point to the object being released, but to
8304                  * dynptr pointing to such object, which might be at some offset
8305                  * on the stack. In that case, we simply to fallback to the
8306                  * default handling.
8307                  */
8308                 if (arg_type_is_dynptr(arg_type) && type == PTR_TO_STACK)
8309                         return 0;
8310
8311                 /* Doing check_ptr_off_reg check for the offset will catch this
8312                  * because fixed_off_ok is false, but checking here allows us
8313                  * to give the user a better error message.
8314                  */
8315                 if (reg->off) {
8316                         verbose(env, "R%d must have zero offset when passed to release func or trusted arg to kfunc\n",
8317                                 regno);
8318                         return -EINVAL;
8319                 }
8320                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
8321         }
8322
8323         switch (type) {
8324         /* Pointer types where both fixed and variable offset is explicitly allowed: */
8325         case PTR_TO_STACK:
8326         case PTR_TO_PACKET:
8327         case PTR_TO_PACKET_META:
8328         case PTR_TO_MAP_KEY:
8329         case PTR_TO_MAP_VALUE:
8330         case PTR_TO_MEM:
8331         case PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY:
8332         case PTR_TO_MEM | MEM_RINGBUF:
8333         case PTR_TO_BUF:
8334         case PTR_TO_BUF | MEM_RDONLY:
8335         case SCALAR_VALUE:
8336                 return 0;
8337         /* All the rest must be rejected, except PTR_TO_BTF_ID which allows
8338          * fixed offset.
8339          */
8340         case PTR_TO_BTF_ID:
8341         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC:
8342         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED:
8343         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_RCU:
8344         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | NON_OWN_REF:
8345         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | NON_OWN_REF | MEM_RCU:
8346                 /* When referenced PTR_TO_BTF_ID is passed to release function,
8347                  * its fixed offset must be 0. In the other cases, fixed offset
8348                  * can be non-zero. This was already checked above. So pass
8349                  * fixed_off_ok as true to allow fixed offset for all other
8350                  * cases. var_off always must be 0 for PTR_TO_BTF_ID, hence we
8351                  * still need to do checks instead of returning.
8352                  */
8353                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, true);
8354         default:
8355                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
8356         }
8357 }
8358
8359 static struct bpf_reg_state *get_dynptr_arg_reg(struct bpf_verifier_env *env,
8360                                                 const struct bpf_func_proto *fn,
8361                                                 struct bpf_reg_state *regs)
8362 {
8363         struct bpf_reg_state *state = NULL;
8364         int i;
8365
8366         for (i = 0; i < MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS; i++)
8367                 if (arg_type_is_dynptr(fn->arg_type[i])) {
8368                         if (state) {
8369                                 verbose(env, "verifier internal error: multiple dynptr args\n");
8370                                 return NULL;
8371                         }
8372                         state = &regs[BPF_REG_1 + i];
8373                 }
8374
8375         if (!state)
8376                 verbose(env, "verifier internal error: no dynptr arg found\n");
8377
8378         return state;
8379 }
8380
8381 static int dynptr_id(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
8382 {
8383         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
8384         int spi;
8385
8386         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
8387                 return reg->id;
8388         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
8389         if (spi < 0)
8390                 return spi;
8391         return state->stack[spi].spilled_ptr.id;
8392 }
8393
8394 static int dynptr_ref_obj_id(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
8395 {
8396         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
8397         int spi;
8398
8399         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
8400                 return reg->ref_obj_id;
8401         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
8402         if (spi < 0)
8403                 return spi;
8404         return state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id;
8405 }
8406
8407 static enum bpf_dynptr_type dynptr_get_type(struct bpf_verifier_env *env,
8408                                             struct bpf_reg_state *reg)
8409 {
8410         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
8411         int spi;
8412
8413         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
8414                 return reg->dynptr.type;
8415
8416         spi = __get_spi(reg->off);
8417         if (spi < 0) {
8418                 verbose(env, "verifier internal error: invalid spi when querying dynptr type\n");
8419                 return BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID;
8420         }
8421
8422         return state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type;
8423 }
8424
8425 static int check_reg_const_str(struct bpf_verifier_env *env,
8426                                struct bpf_reg_state *reg, u32 regno)
8427 {
8428         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
8429         int err;
8430         int map_off;
8431         u64 map_addr;
8432         char *str_ptr;
8433
8434         if (reg->type != PTR_TO_MAP_VALUE)
8435                 return -EINVAL;
8436
8437         if (!bpf_map_is_rdonly(map)) {
8438                 verbose(env, "R%d does not point to a readonly map'\n", regno);
8439                 return -EACCES;
8440         }
8441
8442         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
8443                 verbose(env, "R%d is not a constant address'\n", regno);
8444                 return -EACCES;
8445         }
8446
8447         if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
8448                 verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
8449                 return -EACCES;
8450         }
8451
8452         err = check_map_access(env, regno, reg->off,
8453                                map->value_size - reg->off, false,
8454                                ACCESS_HELPER);
8455         if (err)
8456                 return err;
8457
8458         map_off = reg->off + reg->var_off.value;
8459         err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &map_addr, map_off);
8460         if (err) {
8461                 verbose(env, "direct value access on string failed\n");
8462                 return err;
8463         }
8464
8465         str_ptr = (char *)(long)(map_addr);
8466         if (!strnchr(str_ptr + map_off, map->value_size - map_off, 0)) {
8467                 verbose(env, "string is not zero-terminated\n");
8468                 return -EINVAL;
8469         }
8470         return 0;
8471 }
8472
8473 static int check_func_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 arg,
8474                           struct bpf_call_arg_meta *meta,
8475                           const struct bpf_func_proto *fn,
8476                           int insn_idx)
8477 {
8478         u32 regno = BPF_REG_1 + arg;
8479         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
8480         enum bpf_arg_type arg_type = fn->arg_type[arg];
8481         enum bpf_reg_type type = reg->type;
8482         u32 *arg_btf_id = NULL;
8483         int err = 0;
8484
8485         if (arg_type == ARG_DONTCARE)
8486                 return 0;
8487
8488         err = check_reg_arg(env, regno, SRC_OP);
8489         if (err)
8490                 return err;
8491
8492         if (arg_type == ARG_ANYTHING) {
8493                 if (is_pointer_value(env, regno)) {
8494                         verbose(env, "R%d leaks addr into helper function\n",
8495                                 regno);
8496                         return -EACCES;
8497                 }
8498                 return 0;
8499         }
8500
8501         if (type_is_pkt_pointer(type) &&
8502             !may_access_direct_pkt_data(env, meta, BPF_READ)) {
8503                 verbose(env, "helper access to the packet is not allowed\n");
8504                 return -EACCES;
8505         }
8506
8507         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
8508                 err = resolve_map_arg_type(env, meta, &arg_type);
8509                 if (err)
8510                         return err;
8511         }
8512
8513         if (register_is_null(reg) && type_may_be_null(arg_type))
8514                 /* A NULL register has a SCALAR_VALUE type, so skip
8515                  * type checking.
8516                  */
8517                 goto skip_type_check;
8518
8519         /* arg_btf_id and arg_size are in a union. */
8520         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_BTF_ID ||
8521             base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK)
8522                 arg_btf_id = fn->arg_btf_id[arg];
8523
8524         err = check_reg_type(env, regno, arg_type, arg_btf_id, meta);
8525         if (err)
8526                 return err;
8527
8528         err = check_func_arg_reg_off(env, reg, regno, arg_type);
8529         if (err)
8530                 return err;
8531
8532 skip_type_check:
8533         if (arg_type_is_release(arg_type)) {
8534                 if (arg_type_is_dynptr(arg_type)) {
8535                         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
8536                         int spi;
8537
8538                         /* Only dynptr created on stack can be released, thus
8539                          * the get_spi and stack state checks for spilled_ptr
8540                          * should only be done before process_dynptr_func for
8541                          * PTR_TO_STACK.
8542                          */
8543                         if (reg->type == PTR_TO_STACK) {
8544                                 spi = dynptr_get_spi(env, reg);
8545                                 if (spi < 0 || !state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id) {
8546                                         verbose(env, "arg %d is an unacquired reference\n", regno);
8547                                         return -EINVAL;
8548                                 }
8549                         } else {
8550                                 verbose(env, "cannot release unowned const bpf_dynptr\n");
8551                                 return -EINVAL;
8552                         }
8553                 } else if (!reg->ref_obj_id && !register_is_null(reg)) {
8554                         verbose(env, "R%d must be referenced when passed to release function\n",
8555                                 regno);
8556                         return -EINVAL;
8557                 }
8558                 if (meta->release_regno) {
8559                         verbose(env, "verifier internal error: more than one release argument\n");
8560                         return -EFAULT;
8561                 }
8562                 meta->release_regno = regno;
8563         }
8564
8565         if (reg->ref_obj_id) {
8566                 if (meta->ref_obj_id) {
8567                         verbose(env, "verifier internal error: more than one arg with ref_obj_id R%d %u %u\n",
8568                                 regno, reg->ref_obj_id,
8569                                 meta->ref_obj_id);
8570                         return -EFAULT;
8571                 }
8572                 meta->ref_obj_id = reg->ref_obj_id;
8573         }
8574
8575         switch (base_type(arg_type)) {
8576         case ARG_CONST_MAP_PTR:
8577                 /* bpf_map_xxx(map_ptr) call: remember that map_ptr */
8578                 if (meta->map_ptr) {
8579                         /* Use map_uid (which is unique id of inner map) to reject:
8580                          * inner_map1 = bpf_map_lookup_elem(outer_map, key1)
8581                          * inner_map2 = bpf_map_lookup_elem(outer_map, key2)
8582                          * if (inner_map1 && inner_map2) {
8583                          *     timer = bpf_map_lookup_elem(inner_map1);
8584                          *     if (timer)
8585                          *         // mismatch would have been allowed
8586                          *         bpf_timer_init(timer, inner_map2);
8587                          * }
8588                          *
8589                          * Comparing map_ptr is enough to distinguish normal and outer maps.
8590                          */
8591                         if (meta->map_ptr != reg->map_ptr ||
8592                             meta->map_uid != reg->map_uid) {
8593                                 verbose(env,
8594                                         "timer pointer in R1 map_uid=%d doesn't match map pointer in R2 map_uid=%d\n",
8595                                         meta->map_uid, reg->map_uid);
8596                                 return -EINVAL;
8597                         }
8598                 }
8599                 meta->map_ptr = reg->map_ptr;
8600                 meta->map_uid = reg->map_uid;
8601                 break;
8602         case ARG_PTR_TO_MAP_KEY:
8603                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., key) call:
8604                  * check that [key, key + map->key_size) are within
8605                  * stack limits and initialized
8606                  */
8607                 if (!meta->map_ptr) {
8608                         /* in function declaration map_ptr must come before
8609                          * map_key, so that it's verified and known before
8610                          * we have to check map_key here. Otherwise it means
8611                          * that kernel subsystem misconfigured verifier
8612                          */
8613                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->key\n");
8614                         return -EACCES;
8615                 }
8616                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
8617                                               meta->map_ptr->key_size, false,
8618                                               NULL);
8619                 break;
8620         case ARG_PTR_TO_MAP_VALUE:
8621                 if (type_may_be_null(arg_type) && register_is_null(reg))
8622                         return 0;
8623
8624                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., value) call:
8625                  * check [value, value + map->value_size) validity
8626                  */
8627                 if (!meta->map_ptr) {
8628                         /* kernel subsystem misconfigured verifier */
8629                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->value\n");
8630                         return -EACCES;
8631                 }
8632                 meta->raw_mode = arg_type & MEM_UNINIT;
8633                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
8634                                               meta->map_ptr->value_size, false,
8635                                               meta);
8636                 break;
8637         case ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID:
8638                 if (!reg->btf_id) {
8639                         verbose(env, "Helper has invalid btf_id in R%d\n", regno);
8640                         return -EACCES;
8641                 }
8642                 meta->ret_btf = reg->btf;
8643                 meta->ret_btf_id = reg->btf_id;
8644                 break;
8645         case ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK:
8646                 if (in_rbtree_lock_required_cb(env)) {
8647                         verbose(env, "can't spin_{lock,unlock} in rbtree cb\n");
8648                         return -EACCES;
8649                 }
8650                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_lock) {
8651                         err = process_spin_lock(env, regno, true);
8652                         if (err)
8653                                 return err;
8654                 } else if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_unlock) {
8655                         err = process_spin_lock(env, regno, false);
8656                         if (err)
8657                                 return err;
8658                 } else {
8659                         verbose(env, "verifier internal error\n");
8660                         return -EFAULT;
8661                 }
8662                 break;
8663         case ARG_PTR_TO_TIMER:
8664                 err = process_timer_func(env, regno, meta);
8665                 if (err)
8666                         return err;
8667                 break;
8668         case ARG_PTR_TO_FUNC:
8669                 meta->subprogno = reg->subprogno;
8670                 break;
8671         case ARG_PTR_TO_MEM:
8672                 /* The access to this pointer is only checked when we hit the
8673                  * next is_mem_size argument below.
8674                  */
8675                 meta->raw_mode = arg_type & MEM_UNINIT;
8676                 if (arg_type & MEM_FIXED_SIZE) {
8677                         err = check_helper_mem_access(env, regno,
8678                                                       fn->arg_size[arg], false,
8679                                                       meta);
8680                 }
8681                 break;
8682         case ARG_CONST_SIZE:
8683                 err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, false, meta);
8684                 break;
8685         case ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO:
8686                 err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, meta);
8687                 break;
8688         case ARG_PTR_TO_DYNPTR:
8689                 err = process_dynptr_func(env, regno, insn_idx, arg_type, 0);
8690                 if (err)
8691                         return err;
8692                 break;
8693         case ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO:
8694                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
8695                         verbose(env, "R%d is not a known constant'\n",
8696                                 regno);
8697                         return -EACCES;
8698                 }
8699                 meta->mem_size = reg->var_off.value;
8700                 err = mark_chain_precision(env, regno);
8701                 if (err)
8702                         return err;
8703                 break;
8704         case ARG_PTR_TO_INT:
8705         case ARG_PTR_TO_LONG:
8706         {
8707                 int size = int_ptr_type_to_size(arg_type);
8708
8709                 err = check_helper_mem_access(env, regno, size, false, meta);
8710                 if (err)
8711                         return err;
8712                 err = check_ptr_alignment(env, reg, 0, size, true);
8713                 break;
8714         }
8715         case ARG_PTR_TO_CONST_STR:
8716         {
8717                 err = check_reg_const_str(env, reg, regno);
8718                 if (err)
8719                         return err;
8720                 break;
8721         }
8722         case ARG_PTR_TO_KPTR:
8723                 err = process_kptr_func(env, regno, meta);
8724                 if (err)
8725                         return err;
8726                 break;
8727         }
8728
8729         return err;
8730 }
8731
8732 static bool may_update_sockmap(struct bpf_verifier_env *env, int func_id)
8733 {
8734         enum bpf_attach_type eatype = env->prog->expected_attach_type;
8735         enum bpf_prog_type type = resolve_prog_type(env->prog);
8736
8737         if (func_id != BPF_FUNC_map_update_elem)
8738                 return false;
8739
8740         /* It's not possible to get access to a locked struct sock in these
8741          * contexts, so updating is safe.
8742          */
8743         switch (type) {
8744         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
8745                 if (eatype == BPF_TRACE_ITER)
8746                         return true;
8747                 break;
8748         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
8749         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
8750         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
8751         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
8752         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
8753         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
8754         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
8755                 return true;
8756         default:
8757                 break;
8758         }
8759
8760         verbose(env, "cannot update sockmap in this context\n");
8761         return false;
8762 }
8763
8764 static bool allow_tail_call_in_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
8765 {
8766         return env->prog->jit_requested &&
8767                bpf_jit_supports_subprog_tailcalls();
8768 }
8769
8770 static int check_map_func_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
8771                                         struct bpf_map *map, int func_id)
8772 {
8773         if (!map)
8774                 return 0;
8775
8776         /* We need a two way check, first is from map perspective ... */
8777         switch (map->map_type) {
8778         case BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY:
8779                 if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
8780                         goto error;
8781                 break;
8782         case BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY:
8783                 if (func_id != BPF_FUNC_perf_event_read &&
8784                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_output &&
8785                     func_id != BPF_FUNC_skb_output &&
8786                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_read_value &&
8787                     func_id != BPF_FUNC_xdp_output)
8788                         goto error;
8789                 break;
8790         case BPF_MAP_TYPE_RINGBUF:
8791                 if (func_id != BPF_FUNC_ringbuf_output &&
8792                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_reserve &&
8793                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_query &&
8794                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_reserve_dynptr &&
8795                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_submit_dynptr &&
8796                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_discard_dynptr)
8797                         goto error;
8798                 break;
8799         case BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF:
8800                 if (func_id != BPF_FUNC_user_ringbuf_drain)
8801                         goto error;
8802                 break;
8803         case BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE:
8804                 if (func_id != BPF_FUNC_get_stackid)
8805                         goto error;
8806                 break;
8807         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY:
8808                 if (func_id != BPF_FUNC_skb_under_cgroup &&
8809                     func_id != BPF_FUNC_current_task_under_cgroup)
8810                         goto error;
8811                 break;
8812         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE:
8813         case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE:
8814                 if (func_id != BPF_FUNC_get_local_storage)
8815                         goto error;
8816                 break;
8817         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP:
8818         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH:
8819                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
8820                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
8821                         goto error;
8822                 break;
8823         /* Restrict bpf side of cpumap and xskmap, open when use-cases
8824          * appear.
8825          */
8826         case BPF_MAP_TYPE_CPUMAP:
8827                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map)
8828                         goto error;
8829                 break;
8830         case BPF_MAP_TYPE_XSKMAP:
8831                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
8832                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
8833                         goto error;
8834                 break;
8835         case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
8836         case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
8837                 if (func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
8838                         goto error;
8839                 break;
8840         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
8841                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_map &&
8842                     func_id != BPF_FUNC_sock_map_update &&
8843                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
8844                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_map &&
8845                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
8846                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
8847                     !may_update_sockmap(env, func_id))
8848                         goto error;
8849                 break;
8850         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
8851                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_hash &&
8852                     func_id != BPF_FUNC_sock_hash_update &&
8853                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
8854                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_hash &&
8855                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
8856                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
8857                     !may_update_sockmap(env, func_id))
8858                         goto error;
8859                 break;
8860         case BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY:
8861                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport)
8862                         goto error;
8863                 break;
8864         case BPF_MAP_TYPE_QUEUE:
8865         case BPF_MAP_TYPE_STACK:
8866                 if (func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
8867                     func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
8868                     func_id != BPF_FUNC_map_push_elem)
8869                         goto error;
8870                 break;
8871         case BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE:
8872                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_storage_get &&
8873                     func_id != BPF_FUNC_sk_storage_delete &&
8874                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
8875                         goto error;
8876                 break;
8877         case BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE:
8878                 if (func_id != BPF_FUNC_inode_storage_get &&
8879                     func_id != BPF_FUNC_inode_storage_delete &&
8880                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
8881                         goto error;
8882                 break;
8883         case BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE:
8884                 if (func_id != BPF_FUNC_task_storage_get &&
8885                     func_id != BPF_FUNC_task_storage_delete &&
8886                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
8887                         goto error;
8888                 break;
8889         case BPF_MAP_TYPE_CGRP_STORAGE:
8890                 if (func_id != BPF_FUNC_cgrp_storage_get &&
8891                     func_id != BPF_FUNC_cgrp_storage_delete &&
8892                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
8893                         goto error;
8894                 break;
8895         case BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER:
8896                 if (func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
8897                     func_id != BPF_FUNC_map_push_elem)
8898                         goto error;
8899                 break;
8900         default:
8901                 break;
8902         }
8903
8904         /* ... and second from the function itself. */
8905         switch (func_id) {
8906         case BPF_FUNC_tail_call:
8907                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY)
8908                         goto error;
8909                 if (env->subprog_cnt > 1 && !allow_tail_call_in_subprogs(env)) {
8910                         verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
8911                         return -EINVAL;
8912                 }
8913                 break;
8914         case BPF_FUNC_perf_event_read:
8915         case BPF_FUNC_perf_event_output:
8916         case BPF_FUNC_perf_event_read_value:
8917         case BPF_FUNC_skb_output:
8918         case BPF_FUNC_xdp_output:
8919                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY)
8920                         goto error;
8921                 break;
8922         case BPF_FUNC_ringbuf_output:
8923         case BPF_FUNC_ringbuf_reserve:
8924         case BPF_FUNC_ringbuf_query:
8925         case BPF_FUNC_ringbuf_reserve_dynptr:
8926         case BPF_FUNC_ringbuf_submit_dynptr:
8927         case BPF_FUNC_ringbuf_discard_dynptr:
8928                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_RINGBUF)
8929                         goto error;
8930                 break;
8931         case BPF_FUNC_user_ringbuf_drain:
8932                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF)
8933                         goto error;
8934                 break;
8935         case BPF_FUNC_get_stackid:
8936                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE)
8937                         goto error;
8938                 break;
8939         case BPF_FUNC_current_task_under_cgroup:
8940         case BPF_FUNC_skb_under_cgroup:
8941                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY)
8942                         goto error;
8943                 break;
8944         case BPF_FUNC_redirect_map:
8945                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP &&
8946                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH &&
8947                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CPUMAP &&
8948                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_XSKMAP)
8949                         goto error;
8950                 break;
8951         case BPF_FUNC_sk_redirect_map:
8952         case BPF_FUNC_msg_redirect_map:
8953         case BPF_FUNC_sock_map_update:
8954                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP)
8955                         goto error;
8956                 break;
8957         case BPF_FUNC_sk_redirect_hash:
8958         case BPF_FUNC_msg_redirect_hash:
8959         case BPF_FUNC_sock_hash_update:
8960                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
8961                         goto error;
8962                 break;
8963         case BPF_FUNC_get_local_storage:
8964                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE &&
8965                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE)
8966                         goto error;
8967                 break;
8968         case BPF_FUNC_sk_select_reuseport:
8969                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY &&
8970                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP &&
8971                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
8972                         goto error;
8973                 break;
8974         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
8975                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_QUEUE &&
8976                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK)
8977                         goto error;
8978                 break;
8979         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
8980         case BPF_FUNC_map_push_elem:
8981                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_QUEUE &&
8982                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK &&
8983                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER)
8984                         goto error;
8985                 break;
8986         case BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem:
8987                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY &&
8988                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH &&
8989                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH)
8990                         goto error;
8991                 break;
8992         case BPF_FUNC_sk_storage_get:
8993         case BPF_FUNC_sk_storage_delete:
8994                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE)
8995                         goto error;
8996                 break;
8997         case BPF_FUNC_inode_storage_get:
8998         case BPF_FUNC_inode_storage_delete:
8999                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE)
9000                         goto error;
9001                 break;
9002         case BPF_FUNC_task_storage_get:
9003         case BPF_FUNC_task_storage_delete:
9004                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE)
9005                         goto error;
9006                 break;
9007         case BPF_FUNC_cgrp_storage_get:
9008         case BPF_FUNC_cgrp_storage_delete:
9009                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGRP_STORAGE)
9010                         goto error;
9011                 break;
9012         default:
9013                 break;
9014         }
9015
9016         return 0;
9017 error:
9018         verbose(env, "cannot pass map_type %d into func %s#%d\n",
9019                 map->map_type, func_id_name(func_id), func_id);
9020         return -EINVAL;
9021 }
9022
9023 static bool check_raw_mode_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
9024 {
9025         int count = 0;
9026
9027         if (fn->arg1_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
9028                 count++;
9029         if (fn->arg2_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
9030                 count++;
9031         if (fn->arg3_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
9032                 count++;
9033         if (fn->arg4_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
9034                 count++;
9035         if (fn->arg5_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
9036                 count++;
9037
9038         /* We only support one arg being in raw mode at the moment,
9039          * which is sufficient for the helper functions we have
9040          * right now.
9041          */
9042         return count <= 1;
9043 }
9044
9045 static bool check_args_pair_invalid(const struct bpf_func_proto *fn, int arg)
9046 {
9047         bool is_fixed = fn->arg_type[arg] & MEM_FIXED_SIZE;
9048         bool has_size = fn->arg_size[arg] != 0;
9049         bool is_next_size = false;
9050
9051         if (arg + 1 < ARRAY_SIZE(fn->arg_type))
9052                 is_next_size = arg_type_is_mem_size(fn->arg_type[arg + 1]);
9053
9054         if (base_type(fn->arg_type[arg]) != ARG_PTR_TO_MEM)
9055                 return is_next_size;
9056
9057         return has_size == is_next_size || is_next_size == is_fixed;
9058 }
9059
9060 static bool check_arg_pair_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
9061 {
9062         /* bpf_xxx(..., buf, len) call will access 'len'
9063          * bytes from memory 'buf'. Both arg types need
9064          * to be paired, so make sure there's no buggy
9065          * helper function specification.
9066          */
9067         if (arg_type_is_mem_size(fn->arg1_type) ||
9068             check_args_pair_invalid(fn, 0) ||
9069             check_args_pair_invalid(fn, 1) ||
9070             check_args_pair_invalid(fn, 2) ||
9071             check_args_pair_invalid(fn, 3) ||
9072             check_args_pair_invalid(fn, 4))
9073                 return false;
9074
9075         return true;
9076 }
9077
9078 static bool check_btf_id_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
9079 {
9080         int i;
9081
9082         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(fn->arg_type); i++) {
9083                 if (base_type(fn->arg_type[i]) == ARG_PTR_TO_BTF_ID)
9084                         return !!fn->arg_btf_id[i];
9085                 if (base_type(fn->arg_type[i]) == ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK)
9086                         return fn->arg_btf_id[i] == BPF_PTR_POISON;
9087                 if (base_type(fn->arg_type[i]) != ARG_PTR_TO_BTF_ID && fn->arg_btf_id[i] &&
9088                     /* arg_btf_id and arg_size are in a union. */
9089                     (base_type(fn->arg_type[i]) != ARG_PTR_TO_MEM ||
9090                      !(fn->arg_type[i] & MEM_FIXED_SIZE)))
9091                         return false;
9092         }
9093
9094         return true;
9095 }
9096
9097 static int check_func_proto(const struct bpf_func_proto *fn, int func_id)
9098 {
9099         return check_raw_mode_ok(fn) &&
9100                check_arg_pair_ok(fn) &&
9101                check_btf_id_ok(fn) ? 0 : -EINVAL;
9102 }
9103
9104 /* Packet data might have moved, any old PTR_TO_PACKET[_META,_END]
9105  * are now invalid, so turn them into unknown SCALAR_VALUE.
9106  *
9107  * This also applies to dynptr slices belonging to skb and xdp dynptrs,
9108  * since these slices point to packet data.
9109  */
9110 static void clear_all_pkt_pointers(struct bpf_verifier_env *env)
9111 {
9112         struct bpf_func_state *state;
9113         struct bpf_reg_state *reg;
9114
9115         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
9116                 if (reg_is_pkt_pointer_any(reg) || reg_is_dynptr_slice_pkt(reg))
9117                         mark_reg_invalid(env, reg);
9118         }));
9119 }
9120
9121 enum {
9122         AT_PKT_END = -1,
9123         BEYOND_PKT_END = -2,
9124 };
9125
9126 static void mark_pkt_end(struct bpf_verifier_state *vstate, int regn, bool range_open)
9127 {
9128         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
9129         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regn];
9130
9131         if (reg->type != PTR_TO_PACKET)
9132                 /* PTR_TO_PACKET_META is not supported yet */
9133                 return;
9134
9135         /* The 'reg' is pkt > pkt_end or pkt >= pkt_end.
9136          * How far beyond pkt_end it goes is unknown.
9137          * if (!range_open) it's the case of pkt >= pkt_end
9138          * if (range_open) it's the case of pkt > pkt_end
9139          * hence this pointer is at least 1 byte bigger than pkt_end
9140          */
9141         if (range_open)
9142                 reg->range = BEYOND_PKT_END;
9143         else
9144                 reg->range = AT_PKT_END;
9145 }
9146
9147 /* The pointer with the specified id has released its reference to kernel
9148  * resources. Identify all copies of the same pointer and clear the reference.
9149  */
9150 static int release_reference(struct bpf_verifier_env *env,
9151                              int ref_obj_id)
9152 {
9153         struct bpf_func_state *state;
9154         struct bpf_reg_state *reg;
9155         int err;
9156
9157         err = release_reference_state(cur_func(env), ref_obj_id);
9158         if (err)
9159                 return err;
9160
9161         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
9162                 if (reg->ref_obj_id == ref_obj_id)
9163                         mark_reg_invalid(env, reg);
9164         }));
9165
9166         return 0;
9167 }
9168
9169 static void invalidate_non_owning_refs(struct bpf_verifier_env *env)
9170 {
9171         struct bpf_func_state *unused;
9172         struct bpf_reg_state *reg;
9173
9174         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, unused, reg, ({
9175                 if (type_is_non_owning_ref(reg->type))
9176                         mark_reg_invalid(env, reg);
9177         }));
9178 }
9179
9180 static void clear_caller_saved_regs(struct bpf_verifier_env *env,
9181                                     struct bpf_reg_state *regs)
9182 {
9183         int i;
9184
9185         /* after the call registers r0 - r5 were scratched */
9186         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
9187                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
9188                 __check_reg_arg(env, regs, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
9189         }
9190 }
9191
9192 typedef int (*set_callee_state_fn)(struct bpf_verifier_env *env,
9193                                    struct bpf_func_state *caller,
9194                                    struct bpf_func_state *callee,
9195                                    int insn_idx);
9196
9197 static int set_callee_state(struct bpf_verifier_env *env,
9198                             struct bpf_func_state *caller,
9199                             struct bpf_func_state *callee, int insn_idx);
9200
9201 static int setup_func_entry(struct bpf_verifier_env *env, int subprog, int callsite,
9202                             set_callee_state_fn set_callee_state_cb,
9203                             struct bpf_verifier_state *state)
9204 {
9205         struct bpf_func_state *caller, *callee;
9206         int err;
9207
9208         if (state->curframe + 1 >= MAX_CALL_FRAMES) {
9209                 verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep\n",
9210                         state->curframe + 2);
9211                 return -E2BIG;
9212         }
9213
9214         if (state->frame[state->curframe + 1]) {
9215                 verbose(env, "verifier bug. Frame %d already allocated\n",
9216                         state->curframe + 1);
9217                 return -EFAULT;
9218         }
9219
9220         caller = state->frame[state->curframe];
9221         callee = kzalloc(sizeof(*callee), GFP_KERNEL);
9222         if (!callee)
9223                 return -ENOMEM;
9224         state->frame[state->curframe + 1] = callee;
9225
9226         /* callee cannot access r0, r6 - r9 for reading and has to write
9227          * into its own stack before reading from it.
9228          * callee can read/write into caller's stack
9229          */
9230         init_func_state(env, callee,
9231                         /* remember the callsite, it will be used by bpf_exit */
9232                         callsite,
9233                         state->curframe + 1 /* frameno within this callchain */,
9234                         subprog /* subprog number within this prog */);
9235         /* Transfer references to the callee */
9236         err = copy_reference_state(callee, caller);
9237         err = err ?: set_callee_state_cb(env, caller, callee, callsite);
9238         if (err)
9239                 goto err_out;
9240
9241         /* only increment it after check_reg_arg() finished */
9242         state->curframe++;
9243
9244         return 0;
9245
9246 err_out:
9247         free_func_state(callee);
9248         state->frame[state->curframe + 1] = NULL;
9249         return err;
9250 }
9251
9252 static int btf_check_func_arg_match(struct bpf_verifier_env *env, int subprog,
9253                                     const struct btf *btf,
9254                                     struct bpf_reg_state *regs)
9255 {
9256         struct bpf_subprog_info *sub = subprog_info(env, subprog);
9257         struct bpf_verifier_log *log = &env->log;
9258         u32 i;
9259         int ret;
9260
9261         ret = btf_prepare_func_args(env, subprog);
9262         if (ret)
9263                 return ret;
9264
9265         /* check that BTF function arguments match actual types that the
9266          * verifier sees.
9267          */
9268         for (i = 0; i < sub->arg_cnt; i++) {
9269                 u32 regno = i + 1;
9270                 struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
9271                 struct bpf_subprog_arg_info *arg = &sub->args[i];
9272
9273                 if (arg->arg_type == ARG_ANYTHING) {
9274                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
9275                                 bpf_log(log, "R%d is not a scalar\n", regno);
9276                                 return -EINVAL;
9277                         }
9278                 } else if (arg->arg_type == ARG_PTR_TO_CTX) {
9279                         ret = check_func_arg_reg_off(env, reg, regno, ARG_DONTCARE);
9280                         if (ret < 0)
9281                                 return ret;
9282                         /* If function expects ctx type in BTF check that caller
9283                          * is passing PTR_TO_CTX.
9284                          */
9285                         if (reg->type != PTR_TO_CTX) {
9286                                 bpf_log(log, "arg#%d expects pointer to ctx\n", i);
9287                                 return -EINVAL;
9288                         }
9289                 } else if (base_type(arg->arg_type) == ARG_PTR_TO_MEM) {
9290                         ret = check_func_arg_reg_off(env, reg, regno, ARG_DONTCARE);
9291                         if (ret < 0)
9292                                 return ret;
9293                         if (check_mem_reg(env, reg, regno, arg->mem_size))
9294                                 return -EINVAL;
9295                         if (!(arg->arg_type & PTR_MAYBE_NULL) && (reg->type & PTR_MAYBE_NULL)) {
9296                                 bpf_log(log, "arg#%d is expected to be non-NULL\n", i);
9297                                 return -EINVAL;
9298                         }
9299                 } else if (arg->arg_type == (ARG_PTR_TO_DYNPTR | MEM_RDONLY)) {
9300                         ret = process_dynptr_func(env, regno, -1, arg->arg_type, 0);
9301                         if (ret)
9302                                 return ret;
9303                 } else {
9304                         bpf_log(log, "verifier bug: unrecognized arg#%d type %d\n",
9305                                 i, arg->arg_type);
9306                         return -EFAULT;
9307                 }
9308         }
9309
9310         return 0;
9311 }
9312
9313 /* Compare BTF of a function call with given bpf_reg_state.
9314  * Returns:
9315  * EFAULT - there is a verifier bug. Abort verification.
9316  * EINVAL - there is a type mismatch or BTF is not available.
9317  * 0 - BTF matches with what bpf_reg_state expects.
9318  * Only PTR_TO_CTX and SCALAR_VALUE states are recognized.
9319  */
9320 static int btf_check_subprog_call(struct bpf_verifier_env *env, int subprog,
9321                                   struct bpf_reg_state *regs)
9322 {
9323         struct bpf_prog *prog = env->prog;
9324         struct btf *btf = prog->aux->btf;
9325         u32 btf_id;
9326         int err;
9327
9328         if (!prog->aux->func_info)
9329                 return -EINVAL;
9330
9331         btf_id = prog->aux->func_info[subprog].type_id;
9332         if (!btf_id)
9333                 return -EFAULT;
9334
9335         if (prog->aux->func_info_aux[subprog].unreliable)
9336                 return -EINVAL;
9337
9338         err = btf_check_func_arg_match(env, subprog, btf, regs);
9339         /* Compiler optimizations can remove arguments from static functions
9340          * or mismatched type can be passed into a global function.
9341          * In such cases mark the function as unreliable from BTF point of view.
9342          */
9343         if (err)
9344                 prog->aux->func_info_aux[subprog].unreliable = true;
9345         return err;
9346 }
9347
9348 static int push_callback_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
9349                               int insn_idx, int subprog,
9350                               set_callee_state_fn set_callee_state_cb)
9351 {
9352         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state, *callback_state;
9353         struct bpf_func_state *caller, *callee;
9354         int err;
9355
9356         caller = state->frame[state->curframe];
9357         err = btf_check_subprog_call(env, subprog, caller->regs);
9358         if (err == -EFAULT)
9359                 return err;
9360
9361         /* set_callee_state is used for direct subprog calls, but we are
9362          * interested in validating only BPF helpers that can call subprogs as
9363          * callbacks
9364          */
9365         env->subprog_info[subprog].is_cb = true;
9366         if (bpf_pseudo_kfunc_call(insn) &&
9367             !is_sync_callback_calling_kfunc(insn->imm)) {
9368                 verbose(env, "verifier bug: kfunc %s#%d not marked as callback-calling\n",
9369                         func_id_name(insn->imm), insn->imm);
9370                 return -EFAULT;
9371         } else if (!bpf_pseudo_kfunc_call(insn) &&
9372                    !is_callback_calling_function(insn->imm)) { /* helper */
9373                 verbose(env, "verifier bug: helper %s#%d not marked as callback-calling\n",
9374                         func_id_name(insn->imm), insn->imm);
9375                 return -EFAULT;
9376         }
9377
9378         if (insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
9379             insn->src_reg == 0 &&
9380             insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback) {
9381                 struct bpf_verifier_state *async_cb;
9382
9383                 /* there is no real recursion here. timer callbacks are async */
9384                 env->subprog_info[subprog].is_async_cb = true;
9385                 async_cb = push_async_cb(env, env->subprog_info[subprog].start,
9386                                          insn_idx, subprog);
9387                 if (!async_cb)
9388                         return -EFAULT;
9389                 callee = async_cb->frame[0];
9390                 callee->async_entry_cnt = caller->async_entry_cnt + 1;
9391
9392                 /* Convert bpf_timer_set_callback() args into timer callback args */
9393                 err = set_callee_state_cb(env, caller, callee, insn_idx);
9394                 if (err)
9395                         return err;
9396
9397                 return 0;
9398         }
9399
9400         /* for callback functions enqueue entry to callback and
9401          * proceed with next instruction within current frame.
9402          */
9403         callback_state = push_stack(env, env->subprog_info[subprog].start, insn_idx, false);
9404         if (!callback_state)
9405                 return -ENOMEM;
9406
9407         err = setup_func_entry(env, subprog, insn_idx, set_callee_state_cb,
9408                                callback_state);
9409         if (err)
9410                 return err;
9411
9412         callback_state->callback_unroll_depth++;
9413         callback_state->frame[callback_state->curframe - 1]->callback_depth++;
9414         caller->callback_depth = 0;
9415         return 0;
9416 }
9417
9418 static int check_func_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
9419                            int *insn_idx)
9420 {
9421         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
9422         struct bpf_func_state *caller;
9423         int err, subprog, target_insn;
9424
9425         target_insn = *insn_idx + insn->imm + 1;
9426         subprog = find_subprog(env, target_insn);
9427         if (subprog < 0) {
9428                 verbose(env, "verifier bug. No program starts at insn %d\n", target_insn);
9429                 return -EFAULT;
9430         }
9431
9432         caller = state->frame[state->curframe];
9433         err = btf_check_subprog_call(env, subprog, caller->regs);
9434         if (err == -EFAULT)
9435                 return err;
9436         if (subprog_is_global(env, subprog)) {
9437                 const char *sub_name = subprog_name(env, subprog);
9438
9439                 if (err) {
9440                         verbose(env, "Caller passes invalid args into func#%d ('%s')\n",
9441                                 subprog, sub_name);
9442                         return err;
9443                 }
9444
9445                 verbose(env, "Func#%d ('%s') is global and assumed valid.\n",
9446                         subprog, sub_name);
9447                 /* mark global subprog for verifying after main prog */
9448                 subprog_aux(env, subprog)->called = true;
9449                 clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
9450
9451                 /* All global functions return a 64-bit SCALAR_VALUE */
9452                 mark_reg_unknown(env, caller->regs, BPF_REG_0);
9453                 caller->regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
9454
9455                 /* continue with next insn after call */
9456                 return 0;
9457         }
9458
9459         /* for regular function entry setup new frame and continue
9460          * from that frame.
9461          */
9462         err = setup_func_entry(env, subprog, *insn_idx, set_callee_state, state);
9463         if (err)
9464                 return err;
9465
9466         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
9467
9468         /* and go analyze first insn of the callee */
9469         *insn_idx = env->subprog_info[subprog].start - 1;
9470
9471         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
9472                 verbose(env, "caller:\n");
9473                 print_verifier_state(env, caller, true);
9474                 verbose(env, "callee:\n");
9475                 print_verifier_state(env, state->frame[state->curframe], true);
9476         }
9477
9478         return 0;
9479 }
9480
9481 int map_set_for_each_callback_args(struct bpf_verifier_env *env,
9482                                    struct bpf_func_state *caller,
9483                                    struct bpf_func_state *callee)
9484 {
9485         /* bpf_for_each_map_elem(struct bpf_map *map, void *callback_fn,
9486          *      void *callback_ctx, u64 flags);
9487          * callback_fn(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
9488          *      void *callback_ctx);
9489          */
9490         callee->regs[BPF_REG_1] = caller->regs[BPF_REG_1];
9491
9492         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_MAP_KEY;
9493         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
9494         callee->regs[BPF_REG_2].map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
9495
9496         callee->regs[BPF_REG_3].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
9497         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_3]);
9498         callee->regs[BPF_REG_3].map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
9499
9500         /* pointer to stack or null */
9501         callee->regs[BPF_REG_4] = caller->regs[BPF_REG_3];
9502
9503         /* unused */
9504         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9505         return 0;
9506 }
9507
9508 static int set_callee_state(struct bpf_verifier_env *env,
9509                             struct bpf_func_state *caller,
9510                             struct bpf_func_state *callee, int insn_idx)
9511 {
9512         int i;
9513
9514         /* copy r1 - r5 args that callee can access.  The copy includes parent
9515          * pointers, which connects us up to the liveness chain
9516          */
9517         for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++)
9518                 callee->regs[i] = caller->regs[i];
9519         return 0;
9520 }
9521
9522 static int set_map_elem_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9523                                        struct bpf_func_state *caller,
9524                                        struct bpf_func_state *callee,
9525                                        int insn_idx)
9526 {
9527         struct bpf_insn_aux_data *insn_aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
9528         struct bpf_map *map;
9529         int err;
9530
9531         if (bpf_map_ptr_poisoned(insn_aux)) {
9532                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
9533                 return -EINVAL;
9534         }
9535
9536         map = BPF_MAP_PTR(insn_aux->map_ptr_state);
9537         if (!map->ops->map_set_for_each_callback_args ||
9538             !map->ops->map_for_each_callback) {
9539                 verbose(env, "callback function not allowed for map\n");
9540                 return -ENOTSUPP;
9541         }
9542
9543         err = map->ops->map_set_for_each_callback_args(env, caller, callee);
9544         if (err)
9545                 return err;
9546
9547         callee->in_callback_fn = true;
9548         callee->callback_ret_range = retval_range(0, 1);
9549         return 0;
9550 }
9551
9552 static int set_loop_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9553                                    struct bpf_func_state *caller,
9554                                    struct bpf_func_state *callee,
9555                                    int insn_idx)
9556 {
9557         /* bpf_loop(u32 nr_loops, void *callback_fn, void *callback_ctx,
9558          *          u64 flags);
9559          * callback_fn(u32 index, void *callback_ctx);
9560          */
9561         callee->regs[BPF_REG_1].type = SCALAR_VALUE;
9562         callee->regs[BPF_REG_2] = caller->regs[BPF_REG_3];
9563
9564         /* unused */
9565         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
9566         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
9567         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9568
9569         callee->in_callback_fn = true;
9570         callee->callback_ret_range = retval_range(0, 1);
9571         return 0;
9572 }
9573
9574 static int set_timer_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9575                                     struct bpf_func_state *caller,
9576                                     struct bpf_func_state *callee,
9577                                     int insn_idx)
9578 {
9579         struct bpf_map *map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
9580
9581         /* bpf_timer_set_callback(struct bpf_timer *timer, void *callback_fn);
9582          * callback_fn(struct bpf_map *map, void *key, void *value);
9583          */
9584         callee->regs[BPF_REG_1].type = CONST_PTR_TO_MAP;
9585         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_1]);
9586         callee->regs[BPF_REG_1].map_ptr = map_ptr;
9587
9588         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_MAP_KEY;
9589         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
9590         callee->regs[BPF_REG_2].map_ptr = map_ptr;
9591
9592         callee->regs[BPF_REG_3].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
9593         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_3]);
9594         callee->regs[BPF_REG_3].map_ptr = map_ptr;
9595
9596         /* unused */
9597         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
9598         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9599         callee->in_async_callback_fn = true;
9600         callee->callback_ret_range = retval_range(0, 1);
9601         return 0;
9602 }
9603
9604 static int set_find_vma_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9605                                        struct bpf_func_state *caller,
9606                                        struct bpf_func_state *callee,
9607                                        int insn_idx)
9608 {
9609         /* bpf_find_vma(struct task_struct *task, u64 addr,
9610          *               void *callback_fn, void *callback_ctx, u64 flags)
9611          * (callback_fn)(struct task_struct *task,
9612          *               struct vm_area_struct *vma, void *callback_ctx);
9613          */
9614         callee->regs[BPF_REG_1] = caller->regs[BPF_REG_1];
9615
9616         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_BTF_ID;
9617         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
9618         callee->regs[BPF_REG_2].btf =  btf_vmlinux;
9619         callee->regs[BPF_REG_2].btf_id = btf_tracing_ids[BTF_TRACING_TYPE_VMA];
9620
9621         /* pointer to stack or null */
9622         callee->regs[BPF_REG_3] = caller->regs[BPF_REG_4];
9623
9624         /* unused */
9625         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
9626         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9627         callee->in_callback_fn = true;
9628         callee->callback_ret_range = retval_range(0, 1);
9629         return 0;
9630 }
9631
9632 static int set_user_ringbuf_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9633                                            struct bpf_func_state *caller,
9634                                            struct bpf_func_state *callee,
9635                                            int insn_idx)
9636 {
9637         /* bpf_user_ringbuf_drain(struct bpf_map *map, void *callback_fn, void
9638          *                        callback_ctx, u64 flags);
9639          * callback_fn(const struct bpf_dynptr_t* dynptr, void *callback_ctx);
9640          */
9641         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_0]);
9642         mark_dynptr_cb_reg(env, &callee->regs[BPF_REG_1], BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL);
9643         callee->regs[BPF_REG_2] = caller->regs[BPF_REG_3];
9644
9645         /* unused */
9646         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
9647         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
9648         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9649
9650         callee->in_callback_fn = true;
9651         callee->callback_ret_range = retval_range(0, 1);
9652         return 0;
9653 }
9654
9655 static int set_rbtree_add_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9656                                          struct bpf_func_state *caller,
9657                                          struct bpf_func_state *callee,
9658                                          int insn_idx)
9659 {
9660         /* void bpf_rbtree_add_impl(struct bpf_rb_root *root, struct bpf_rb_node *node,
9661          *                     bool (less)(struct bpf_rb_node *a, const struct bpf_rb_node *b));
9662          *
9663          * 'struct bpf_rb_node *node' arg to bpf_rbtree_add_impl is the same PTR_TO_BTF_ID w/ offset
9664          * that 'less' callback args will be receiving. However, 'node' arg was release_reference'd
9665          * by this point, so look at 'root'
9666          */
9667         struct btf_field *field;
9668
9669         field = reg_find_field_offset(&caller->regs[BPF_REG_1], caller->regs[BPF_REG_1].off,
9670                                       BPF_RB_ROOT);
9671         if (!field || !field->graph_root.value_btf_id)
9672                 return -EFAULT;
9673
9674         mark_reg_graph_node(callee->regs, BPF_REG_1, &field->graph_root);
9675         ref_set_non_owning(env, &callee->regs[BPF_REG_1]);
9676         mark_reg_graph_node(callee->regs, BPF_REG_2, &field->graph_root);
9677         ref_set_non_owning(env, &callee->regs[BPF_REG_2]);
9678
9679         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
9680         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
9681         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9682         callee->in_callback_fn = true;
9683         callee->callback_ret_range = retval_range(0, 1);
9684         return 0;
9685 }
9686
9687 static bool is_rbtree_lock_required_kfunc(u32 btf_id);
9688
9689 /* Are we currently verifying the callback for a rbtree helper that must
9690  * be called with lock held? If so, no need to complain about unreleased
9691  * lock
9692  */
9693 static bool in_rbtree_lock_required_cb(struct bpf_verifier_env *env)
9694 {
9695         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
9696         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
9697         struct bpf_func_state *callee;
9698         int kfunc_btf_id;
9699
9700         if (!state->curframe)
9701                 return false;
9702
9703         callee = state->frame[state->curframe];
9704
9705         if (!callee->in_callback_fn)
9706                 return false;
9707
9708         kfunc_btf_id = insn[callee->callsite].imm;
9709         return is_rbtree_lock_required_kfunc(kfunc_btf_id);
9710 }
9711
9712 static bool retval_range_within(struct bpf_retval_range range, const struct bpf_reg_state *reg)
9713 {
9714         return range.minval <= reg->smin_value && reg->smax_value <= range.maxval;
9715 }
9716
9717 static int prepare_func_exit(struct bpf_verifier_env *env, int *insn_idx)
9718 {
9719         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state, *prev_st;
9720         struct bpf_func_state *caller, *callee;
9721         struct bpf_reg_state *r0;
9722         bool in_callback_fn;
9723         int err;
9724
9725         callee = state->frame[state->curframe];
9726         r0 = &callee->regs[BPF_REG_0];
9727         if (r0->type == PTR_TO_STACK) {
9728                 /* technically it's ok to return caller's stack pointer
9729                  * (or caller's caller's pointer) back to the caller,
9730                  * since these pointers are valid. Only current stack
9731                  * pointer will be invalid as soon as function exits,
9732                  * but let's be conservative
9733                  */
9734                 verbose(env, "cannot return stack pointer to the caller\n");
9735                 return -EINVAL;
9736         }
9737
9738         caller = state->frame[state->curframe - 1];
9739         if (callee->in_callback_fn) {
9740                 if (r0->type != SCALAR_VALUE) {
9741                         verbose(env, "R0 not a scalar value\n");
9742                         return -EACCES;
9743                 }
9744
9745                 /* we are going to rely on register's precise value */
9746                 err = mark_reg_read(env, r0, r0->parent, REG_LIVE_READ64);
9747                 err = err ?: mark_chain_precision(env, BPF_REG_0);
9748                 if (err)
9749                         return err;
9750
9751                 /* enforce R0 return value range */
9752                 if (!retval_range_within(callee->callback_ret_range, r0)) {
9753                         verbose_invalid_scalar(env, r0, callee->callback_ret_range,
9754                                                "At callback return", "R0");
9755                         return -EINVAL;
9756                 }
9757                 if (!calls_callback(env, callee->callsite)) {
9758                         verbose(env, "BUG: in callback at %d, callsite %d !calls_callback\n",
9759                                 *insn_idx, callee->callsite);
9760                         return -EFAULT;
9761                 }
9762         } else {
9763                 /* return to the caller whatever r0 had in the callee */
9764                 caller->regs[BPF_REG_0] = *r0;
9765         }
9766
9767         /* callback_fn frame should have released its own additions to parent's
9768          * reference state at this point, or check_reference_leak would
9769          * complain, hence it must be the same as the caller. There is no need
9770          * to copy it back.
9771          */
9772         if (!callee->in_callback_fn) {
9773                 /* Transfer references to the caller */
9774                 err = copy_reference_state(caller, callee);
9775                 if (err)
9776                         return err;
9777         }
9778
9779         /* for callbacks like bpf_loop or bpf_for_each_map_elem go back to callsite,
9780          * there function call logic would reschedule callback visit. If iteration
9781          * converges is_state_visited() would prune that visit eventually.
9782          */
9783         in_callback_fn = callee->in_callback_fn;
9784         if (in_callback_fn)
9785                 *insn_idx = callee->callsite;
9786         else
9787                 *insn_idx = callee->callsite + 1;
9788
9789         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
9790                 verbose(env, "returning from callee:\n");
9791                 print_verifier_state(env, callee, true);
9792                 verbose(env, "to caller at %d:\n", *insn_idx);
9793                 print_verifier_state(env, caller, true);
9794         }
9795         /* clear everything in the callee. In case of exceptional exits using
9796          * bpf_throw, this will be done by copy_verifier_state for extra frames. */
9797         free_func_state(callee);
9798         state->frame[state->curframe--] = NULL;
9799
9800         /* for callbacks widen imprecise scalars to make programs like below verify:
9801          *
9802          *   struct ctx { int i; }
9803          *   void cb(int idx, struct ctx *ctx) { ctx->i++; ... }
9804          *   ...
9805          *   struct ctx = { .i = 0; }
9806          *   bpf_loop(100, cb, &ctx, 0);
9807          *
9808          * This is similar to what is done in process_iter_next_call() for open
9809          * coded iterators.
9810          */
9811         prev_st = in_callback_fn ? find_prev_entry(env, state, *insn_idx) : NULL;
9812         if (prev_st) {
9813                 err = widen_imprecise_scalars(env, prev_st, state);
9814                 if (err)
9815                         return err;
9816         }
9817         return 0;
9818 }
9819
9820 static int do_refine_retval_range(struct bpf_verifier_env *env,
9821                                   struct bpf_reg_state *regs, int ret_type,
9822                                   int func_id,
9823                                   struct bpf_call_arg_meta *meta)
9824 {
9825         struct bpf_reg_state *ret_reg = &regs[BPF_REG_0];
9826
9827         if (ret_type != RET_INTEGER)
9828                 return 0;
9829
9830         switch (func_id) {
9831         case BPF_FUNC_get_stack:
9832         case BPF_FUNC_get_task_stack:
9833         case BPF_FUNC_probe_read_str:
9834         case BPF_FUNC_probe_read_kernel_str:
9835         case BPF_FUNC_probe_read_user_str:
9836                 ret_reg->smax_value = meta->msize_max_value;
9837                 ret_reg->s32_max_value = meta->msize_max_value;
9838                 ret_reg->smin_value = -MAX_ERRNO;
9839                 ret_reg->s32_min_value = -MAX_ERRNO;
9840                 reg_bounds_sync(ret_reg);
9841                 break;
9842         case BPF_FUNC_get_smp_processor_id:
9843                 ret_reg->umax_value = nr_cpu_ids - 1;
9844                 ret_reg->u32_max_value = nr_cpu_ids - 1;
9845                 ret_reg->smax_value = nr_cpu_ids - 1;
9846                 ret_reg->s32_max_value = nr_cpu_ids - 1;
9847                 ret_reg->umin_value = 0;
9848                 ret_reg->u32_min_value = 0;
9849                 ret_reg->smin_value = 0;
9850                 ret_reg->s32_min_value = 0;
9851                 reg_bounds_sync(ret_reg);
9852                 break;
9853         }
9854
9855         return reg_bounds_sanity_check(env, ret_reg, "retval");
9856 }
9857
9858 static int
9859 record_func_map(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
9860                 int func_id, int insn_idx)
9861 {
9862         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
9863         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
9864
9865         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call &&
9866             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
9867             func_id != BPF_FUNC_map_update_elem &&
9868             func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
9869             func_id != BPF_FUNC_map_push_elem &&
9870             func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
9871             func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
9872             func_id != BPF_FUNC_for_each_map_elem &&
9873             func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
9874             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem)
9875                 return 0;
9876
9877         if (map == NULL) {
9878                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
9879                 return -EINVAL;
9880         }
9881
9882         /* In case of read-only, some additional restrictions
9883          * need to be applied in order to prevent altering the
9884          * state of the map from program side.
9885          */
9886         if ((map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) &&
9887             (func_id == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
9888              func_id == BPF_FUNC_map_update_elem ||
9889              func_id == BPF_FUNC_map_push_elem ||
9890              func_id == BPF_FUNC_map_pop_elem)) {
9891                 verbose(env, "write into map forbidden\n");
9892                 return -EACCES;
9893         }
9894
9895         if (!BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state))
9896                 bpf_map_ptr_store(aux, meta->map_ptr,
9897                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
9898         else if (BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) != meta->map_ptr)
9899                 bpf_map_ptr_store(aux, BPF_MAP_PTR_POISON,
9900                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
9901         return 0;
9902 }
9903
9904 static int
9905 record_func_key(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
9906                 int func_id, int insn_idx)
9907 {
9908         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
9909         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg;
9910         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
9911         u64 val, max;
9912         int err;
9913
9914         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
9915                 return 0;
9916         if (!map || map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY) {
9917                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
9918                 return -EINVAL;
9919         }
9920
9921         reg = &regs[BPF_REG_3];
9922         val = reg->var_off.value;
9923         max = map->max_entries;
9924
9925         if (!(is_reg_const(reg, false) && val < max)) {
9926                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
9927                 return 0;
9928         }
9929
9930         err = mark_chain_precision(env, BPF_REG_3);
9931         if (err)
9932                 return err;
9933         if (bpf_map_key_unseen(aux))
9934                 bpf_map_key_store(aux, val);
9935         else if (!bpf_map_key_poisoned(aux) &&
9936                   bpf_map_key_immediate(aux) != val)
9937                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
9938         return 0;
9939 }
9940
9941 static int check_reference_leak(struct bpf_verifier_env *env, bool exception_exit)
9942 {
9943         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
9944         bool refs_lingering = false;
9945         int i;
9946
9947         if (!exception_exit && state->frameno && !state->in_callback_fn)
9948                 return 0;
9949
9950         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
9951                 if (!exception_exit && state->in_callback_fn && state->refs[i].callback_ref != state->frameno)
9952                         continue;
9953                 verbose(env, "Unreleased reference id=%d alloc_insn=%d\n",
9954                         state->refs[i].id, state->refs[i].insn_idx);
9955                 refs_lingering = true;
9956         }
9957         return refs_lingering ? -EINVAL : 0;
9958 }
9959
9960 static int check_bpf_snprintf_call(struct bpf_verifier_env *env,
9961                                    struct bpf_reg_state *regs)
9962 {
9963         struct bpf_reg_state *fmt_reg = &regs[BPF_REG_3];
9964         struct bpf_reg_state *data_len_reg = &regs[BPF_REG_5];
9965         struct bpf_map *fmt_map = fmt_reg->map_ptr;
9966         struct bpf_bprintf_data data = {};
9967         int err, fmt_map_off, num_args;
9968         u64 fmt_addr;
9969         char *fmt;
9970
9971         /* data must be an array of u64 */
9972         if (data_len_reg->var_off.value % 8)
9973                 return -EINVAL;
9974         num_args = data_len_reg->var_off.value / 8;
9975
9976         /* fmt being ARG_PTR_TO_CONST_STR guarantees that var_off is const
9977          * and map_direct_value_addr is set.
9978          */
9979         fmt_map_off = fmt_reg->off + fmt_reg->var_off.value;
9980         err = fmt_map->ops->map_direct_value_addr(fmt_map, &fmt_addr,
9981                                                   fmt_map_off);
9982         if (err) {
9983                 verbose(env, "verifier bug\n");
9984                 return -EFAULT;
9985         }
9986         fmt = (char *)(long)fmt_addr + fmt_map_off;
9987
9988         /* We are also guaranteed that fmt+fmt_map_off is NULL terminated, we
9989          * can focus on validating the format specifiers.
9990          */
9991         err = bpf_bprintf_prepare(fmt, UINT_MAX, NULL, num_args, &data);
9992         if (err < 0)
9993                 verbose(env, "Invalid format string\n");
9994
9995         return err;
9996 }
9997
9998 static int check_get_func_ip(struct bpf_verifier_env *env)
9999 {
10000         enum bpf_prog_type type = resolve_prog_type(env->prog);
10001         int func_id = BPF_FUNC_get_func_ip;
10002
10003         if (type == BPF_PROG_TYPE_TRACING) {
10004                 if (!bpf_prog_has_trampoline(env->prog)) {
10005                         verbose(env, "func %s#%d supported only for fentry/fexit/fmod_ret programs\n",
10006                                 func_id_name(func_id), func_id);
10007                         return -ENOTSUPP;
10008                 }
10009                 return 0;
10010         } else if (type == BPF_PROG_TYPE_KPROBE) {
10011                 return 0;
10012         }
10013
10014         verbose(env, "func %s#%d not supported for program type %d\n",
10015                 func_id_name(func_id), func_id, type);
10016         return -ENOTSUPP;
10017 }
10018
10019 static struct bpf_insn_aux_data *cur_aux(struct bpf_verifier_env *env)
10020 {
10021         return &env->insn_aux_data[env->insn_idx];
10022 }
10023
10024 static bool loop_flag_is_zero(struct bpf_verifier_env *env)
10025 {
10026         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
10027         struct bpf_reg_state *reg = &regs[BPF_REG_4];
10028         bool reg_is_null = register_is_null(reg);
10029
10030         if (reg_is_null)
10031                 mark_chain_precision(env, BPF_REG_4);
10032
10033         return reg_is_null;
10034 }
10035
10036 static void update_loop_inline_state(struct bpf_verifier_env *env, u32 subprogno)
10037 {
10038         struct bpf_loop_inline_state *state = &cur_aux(env)->loop_inline_state;
10039
10040         if (!state->initialized) {
10041                 state->initialized = 1;
10042                 state->fit_for_inline = loop_flag_is_zero(env);
10043                 state->callback_subprogno = subprogno;
10044                 return;
10045         }
10046
10047         if (!state->fit_for_inline)
10048                 return;
10049
10050         state->fit_for_inline = (loop_flag_is_zero(env) &&
10051                                  state->callback_subprogno == subprogno);
10052 }
10053
10054 static int check_helper_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
10055                              int *insn_idx_p)
10056 {
10057         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
10058         bool returns_cpu_specific_alloc_ptr = false;
10059         const struct bpf_func_proto *fn = NULL;
10060         enum bpf_return_type ret_type;
10061         enum bpf_type_flag ret_flag;
10062         struct bpf_reg_state *regs;
10063         struct bpf_call_arg_meta meta;
10064         int insn_idx = *insn_idx_p;
10065         bool changes_data;
10066         int i, err, func_id;
10067
10068         /* find function prototype */
10069         func_id = insn->imm;
10070         if (func_id < 0 || func_id >= __BPF_FUNC_MAX_ID) {
10071                 verbose(env, "invalid func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
10072                         func_id);
10073                 return -EINVAL;
10074         }
10075
10076         if (env->ops->get_func_proto)
10077                 fn = env->ops->get_func_proto(func_id, env->prog);
10078         if (!fn) {
10079                 verbose(env, "unknown func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
10080                         func_id);
10081                 return -EINVAL;
10082         }
10083
10084         /* eBPF programs must be GPL compatible to use GPL-ed functions */
10085         if (!env->prog->gpl_compatible && fn->gpl_only) {
10086                 verbose(env, "cannot call GPL-restricted function from non-GPL compatible program\n");
10087                 return -EINVAL;
10088         }
10089
10090         if (fn->allowed && !fn->allowed(env->prog)) {
10091                 verbose(env, "helper call is not allowed in probe\n");
10092                 return -EINVAL;
10093         }
10094
10095         if (!env->prog->aux->sleepable && fn->might_sleep) {
10096                 verbose(env, "helper call might sleep in a non-sleepable prog\n");
10097                 return -EINVAL;
10098         }
10099
10100         /* With LD_ABS/IND some JITs save/restore skb from r1. */
10101         changes_data = bpf_helper_changes_pkt_data(fn->func);
10102         if (changes_data && fn->arg1_type != ARG_PTR_TO_CTX) {
10103                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d: r1 != ctx\n",
10104                         func_id_name(func_id), func_id);
10105                 return -EINVAL;
10106         }
10107
10108         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
10109         meta.pkt_access = fn->pkt_access;
10110
10111         err = check_func_proto(fn, func_id);
10112         if (err) {
10113                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
10114                         func_id_name(func_id), func_id);
10115                 return err;
10116         }
10117
10118         if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
10119                 if (fn->might_sleep) {
10120                         verbose(env, "sleepable helper %s#%d in rcu_read_lock region\n",
10121                                 func_id_name(func_id), func_id);
10122                         return -EINVAL;
10123                 }
10124
10125                 if (env->prog->aux->sleepable && is_storage_get_function(func_id))
10126                         env->insn_aux_data[insn_idx].storage_get_func_atomic = true;
10127         }
10128
10129         meta.func_id = func_id;
10130         /* check args */
10131         for (i = 0; i < MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS; i++) {
10132                 err = check_func_arg(env, i, &meta, fn, insn_idx);
10133                 if (err)
10134                         return err;
10135         }
10136
10137         err = record_func_map(env, &meta, func_id, insn_idx);
10138         if (err)
10139                 return err;
10140
10141         err = record_func_key(env, &meta, func_id, insn_idx);
10142         if (err)
10143                 return err;
10144
10145         /* Mark slots with STACK_MISC in case of raw mode, stack offset
10146          * is inferred from register state.
10147          */
10148         for (i = 0; i < meta.access_size; i++) {
10149                 err = check_mem_access(env, insn_idx, meta.regno, i, BPF_B,
10150                                        BPF_WRITE, -1, false, false);
10151                 if (err)
10152                         return err;
10153         }
10154
10155         regs = cur_regs(env);
10156
10157         if (meta.release_regno) {
10158                 err = -EINVAL;
10159                 /* This can only be set for PTR_TO_STACK, as CONST_PTR_TO_DYNPTR cannot
10160                  * be released by any dynptr helper. Hence, unmark_stack_slots_dynptr
10161                  * is safe to do directly.
10162                  */
10163                 if (arg_type_is_dynptr(fn->arg_type[meta.release_regno - BPF_REG_1])) {
10164                         if (regs[meta.release_regno].type == CONST_PTR_TO_DYNPTR) {
10165                                 verbose(env, "verifier internal error: CONST_PTR_TO_DYNPTR cannot be released\n");
10166                                 return -EFAULT;
10167                         }
10168                         err = unmark_stack_slots_dynptr(env, &regs[meta.release_regno]);
10169                 } else if (func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg && meta.ref_obj_id) {
10170                         u32 ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
10171                         bool in_rcu = in_rcu_cs(env);
10172                         struct bpf_func_state *state;
10173                         struct bpf_reg_state *reg;
10174
10175                         err = release_reference_state(cur_func(env), ref_obj_id);
10176                         if (!err) {
10177                                 bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
10178                                         if (reg->ref_obj_id == ref_obj_id) {
10179                                                 if (in_rcu && (reg->type & MEM_ALLOC) && (reg->type & MEM_PERCPU)) {
10180                                                         reg->ref_obj_id = 0;
10181                                                         reg->type &= ~MEM_ALLOC;
10182                                                         reg->type |= MEM_RCU;
10183                                                 } else {
10184                                                         mark_reg_invalid(env, reg);
10185                                                 }
10186                                         }
10187                                 }));
10188                         }
10189                 } else if (meta.ref_obj_id) {
10190                         err = release_reference(env, meta.ref_obj_id);
10191                 } else if (register_is_null(&regs[meta.release_regno])) {
10192                         /* meta.ref_obj_id can only be 0 if register that is meant to be
10193                          * released is NULL, which must be > R0.
10194                          */
10195                         err = 0;
10196                 }
10197                 if (err) {
10198                         verbose(env, "func %s#%d reference has not been acquired before\n",
10199                                 func_id_name(func_id), func_id);
10200                         return err;
10201                 }
10202         }
10203
10204         switch (func_id) {
10205         case BPF_FUNC_tail_call:
10206                 err = check_reference_leak(env, false);
10207                 if (err) {
10208                         verbose(env, "tail_call would lead to reference leak\n");
10209                         return err;
10210                 }
10211                 break;
10212         case BPF_FUNC_get_local_storage:
10213                 /* check that flags argument in get_local_storage(map, flags) is 0,
10214                  * this is required because get_local_storage() can't return an error.
10215                  */
10216                 if (!register_is_null(&regs[BPF_REG_2])) {
10217                         verbose(env, "get_local_storage() doesn't support non-zero flags\n");
10218                         return -EINVAL;
10219                 }
10220                 break;
10221         case BPF_FUNC_for_each_map_elem:
10222                 err = push_callback_call(env, insn, insn_idx, meta.subprogno,
10223                                          set_map_elem_callback_state);
10224                 break;
10225         case BPF_FUNC_timer_set_callback:
10226                 err = push_callback_call(env, insn, insn_idx, meta.subprogno,
10227                                          set_timer_callback_state);
10228                 break;
10229         case BPF_FUNC_find_vma:
10230                 err = push_callback_call(env, insn, insn_idx, meta.subprogno,
10231                                          set_find_vma_callback_state);
10232                 break;
10233         case BPF_FUNC_snprintf:
10234                 err = check_bpf_snprintf_call(env, regs);
10235                 break;
10236         case BPF_FUNC_loop:
10237                 update_loop_inline_state(env, meta.subprogno);
10238                 /* Verifier relies on R1 value to determine if bpf_loop() iteration
10239                  * is finished, thus mark it precise.
10240                  */
10241                 err = mark_chain_precision(env, BPF_REG_1);
10242                 if (err)
10243                         return err;
10244                 if (cur_func(env)->callback_depth < regs[BPF_REG_1].umax_value) {
10245                         err = push_callback_call(env, insn, insn_idx, meta.subprogno,
10246                                                  set_loop_callback_state);
10247                 } else {
10248                         cur_func(env)->callback_depth = 0;
10249                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
10250                                 verbose(env, "frame%d bpf_loop iteration limit reached\n",
10251                                         env->cur_state->curframe);
10252                 }
10253                 break;
10254         case BPF_FUNC_dynptr_from_mem:
10255                 if (regs[BPF_REG_1].type != PTR_TO_MAP_VALUE) {
10256                         verbose(env, "Unsupported reg type %s for bpf_dynptr_from_mem data\n",
10257                                 reg_type_str(env, regs[BPF_REG_1].type));
10258                         return -EACCES;
10259                 }
10260                 break;
10261         case BPF_FUNC_set_retval:
10262                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_LSM &&
10263                     env->prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP) {
10264                         if (!env->prog->aux->attach_func_proto->type) {
10265                                 /* Make sure programs that attach to void
10266                                  * hooks don't try to modify return value.
10267                                  */
10268                                 verbose(env, "BPF_LSM_CGROUP that attach to void LSM hooks can't modify return value!\n");
10269                                 return -EINVAL;
10270                         }
10271                 }
10272                 break;
10273         case BPF_FUNC_dynptr_data:
10274         {
10275                 struct bpf_reg_state *reg;
10276                 int id, ref_obj_id;
10277
10278                 reg = get_dynptr_arg_reg(env, fn, regs);
10279                 if (!reg)
10280                         return -EFAULT;
10281
10282
10283                 if (meta.dynptr_id) {
10284                         verbose(env, "verifier internal error: meta.dynptr_id already set\n");
10285                         return -EFAULT;
10286                 }
10287                 if (meta.ref_obj_id) {
10288                         verbose(env, "verifier internal error: meta.ref_obj_id already set\n");
10289                         return -EFAULT;
10290                 }
10291
10292                 id = dynptr_id(env, reg);
10293                 if (id < 0) {
10294                         verbose(env, "verifier internal error: failed to obtain dynptr id\n");
10295                         return id;
10296                 }
10297
10298                 ref_obj_id = dynptr_ref_obj_id(env, reg);
10299                 if (ref_obj_id < 0) {
10300                         verbose(env, "verifier internal error: failed to obtain dynptr ref_obj_id\n");
10301                         return ref_obj_id;
10302                 }
10303
10304                 meta.dynptr_id = id;
10305                 meta.ref_obj_id = ref_obj_id;
10306
10307                 break;
10308         }
10309         case BPF_FUNC_dynptr_write:
10310         {
10311                 enum bpf_dynptr_type dynptr_type;
10312                 struct bpf_reg_state *reg;
10313
10314                 reg = get_dynptr_arg_reg(env, fn, regs);
10315                 if (!reg)
10316                         return -EFAULT;
10317
10318                 dynptr_type = dynptr_get_type(env, reg);
10319                 if (dynptr_type == BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID)
10320                         return -EFAULT;
10321
10322                 if (dynptr_type == BPF_DYNPTR_TYPE_SKB)
10323                         /* this will trigger clear_all_pkt_pointers(), which will
10324                          * invalidate all dynptr slices associated with the skb
10325                          */
10326                         changes_data = true;
10327
10328                 break;
10329         }
10330         case BPF_FUNC_per_cpu_ptr:
10331         case BPF_FUNC_this_cpu_ptr:
10332         {
10333                 struct bpf_reg_state *reg = &regs[BPF_REG_1];
10334                 const struct btf_type *type;
10335
10336                 if (reg->type & MEM_RCU) {
10337                         type = btf_type_by_id(reg->btf, reg->btf_id);
10338                         if (!type || !btf_type_is_struct(type)) {
10339                                 verbose(env, "Helper has invalid btf/btf_id in R1\n");
10340                                 return -EFAULT;
10341                         }
10342                         returns_cpu_specific_alloc_ptr = true;
10343                         env->insn_aux_data[insn_idx].call_with_percpu_alloc_ptr = true;
10344                 }
10345                 break;
10346         }
10347         case BPF_FUNC_user_ringbuf_drain:
10348                 err = push_callback_call(env, insn, insn_idx, meta.subprogno,
10349                                          set_user_ringbuf_callback_state);
10350                 break;
10351         }
10352
10353         if (err)
10354                 return err;
10355
10356         /* reset caller saved regs */
10357         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
10358                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
10359                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
10360         }
10361
10362         /* helper call returns 64-bit value. */
10363         regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
10364
10365         /* update return register (already marked as written above) */
10366         ret_type = fn->ret_type;
10367         ret_flag = type_flag(ret_type);
10368
10369         switch (base_type(ret_type)) {
10370         case RET_INTEGER:
10371                 /* sets type to SCALAR_VALUE */
10372                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
10373                 break;
10374         case RET_VOID:
10375                 regs[BPF_REG_0].type = NOT_INIT;
10376                 break;
10377         case RET_PTR_TO_MAP_VALUE:
10378                 /* There is no offset yet applied, variable or fixed */
10379                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
10380                 /* remember map_ptr, so that check_map_access()
10381                  * can check 'value_size' boundary of memory access
10382                  * to map element returned from bpf_map_lookup_elem()
10383                  */
10384                 if (meta.map_ptr == NULL) {
10385                         verbose(env,
10386                                 "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
10387                         return -EINVAL;
10388                 }
10389                 regs[BPF_REG_0].map_ptr = meta.map_ptr;
10390                 regs[BPF_REG_0].map_uid = meta.map_uid;
10391                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MAP_VALUE | ret_flag;
10392                 if (!type_may_be_null(ret_type) &&
10393                     btf_record_has_field(meta.map_ptr->record, BPF_SPIN_LOCK)) {
10394                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
10395                 }
10396                 break;
10397         case RET_PTR_TO_SOCKET:
10398                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
10399                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCKET | ret_flag;
10400                 break;
10401         case RET_PTR_TO_SOCK_COMMON:
10402                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
10403                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCK_COMMON | ret_flag;
10404                 break;
10405         case RET_PTR_TO_TCP_SOCK:
10406                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
10407                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_TCP_SOCK | ret_flag;
10408                 break;
10409         case RET_PTR_TO_MEM:
10410                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
10411                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | ret_flag;
10412                 regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.mem_size;
10413                 break;
10414         case RET_PTR_TO_MEM_OR_BTF_ID:
10415         {
10416                 const struct btf_type *t;
10417
10418                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
10419                 t = btf_type_skip_modifiers(meta.ret_btf, meta.ret_btf_id, NULL);
10420                 if (!btf_type_is_struct(t)) {
10421                         u32 tsize;
10422                         const struct btf_type *ret;
10423                         const char *tname;
10424
10425                         /* resolve the type size of ksym. */
10426                         ret = btf_resolve_size(meta.ret_btf, t, &tsize);
10427                         if (IS_ERR(ret)) {
10428                                 tname = btf_name_by_offset(meta.ret_btf, t->name_off);
10429                                 verbose(env, "unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
10430                                         tname, PTR_ERR(ret));
10431                                 return -EINVAL;
10432                         }
10433                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | ret_flag;
10434                         regs[BPF_REG_0].mem_size = tsize;
10435                 } else {
10436                         if (returns_cpu_specific_alloc_ptr) {
10437                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | MEM_RCU;
10438                         } else {
10439                                 /* MEM_RDONLY may be carried from ret_flag, but it
10440                                  * doesn't apply on PTR_TO_BTF_ID. Fold it, otherwise
10441                                  * it will confuse the check of PTR_TO_BTF_ID in
10442                                  * check_mem_access().
10443                                  */
10444                                 ret_flag &= ~MEM_RDONLY;
10445                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | ret_flag;
10446                         }
10447
10448                         regs[BPF_REG_0].btf = meta.ret_btf;
10449                         regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.ret_btf_id;
10450                 }
10451                 break;
10452         }
10453         case RET_PTR_TO_BTF_ID:
10454         {
10455                 struct btf *ret_btf;
10456                 int ret_btf_id;
10457
10458                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
10459                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | ret_flag;
10460                 if (func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg) {
10461                         ret_btf = meta.kptr_field->kptr.btf;
10462                         ret_btf_id = meta.kptr_field->kptr.btf_id;
10463                         if (!btf_is_kernel(ret_btf)) {
10464                                 regs[BPF_REG_0].type |= MEM_ALLOC;
10465                                 if (meta.kptr_field->type == BPF_KPTR_PERCPU)
10466                                         regs[BPF_REG_0].type |= MEM_PERCPU;
10467                         }
10468                 } else {
10469                         if (fn->ret_btf_id == BPF_PTR_POISON) {
10470                                 verbose(env, "verifier internal error:");
10471                                 verbose(env, "func %s has non-overwritten BPF_PTR_POISON return type\n",
10472                                         func_id_name(func_id));
10473                                 return -EINVAL;
10474                         }
10475                         ret_btf = btf_vmlinux;
10476                         ret_btf_id = *fn->ret_btf_id;
10477                 }
10478                 if (ret_btf_id == 0) {
10479                         verbose(env, "invalid return type %u of func %s#%d\n",
10480                                 base_type(ret_type), func_id_name(func_id),
10481                                 func_id);
10482                         return -EINVAL;
10483                 }
10484                 regs[BPF_REG_0].btf = ret_btf;
10485                 regs[BPF_REG_0].btf_id = ret_btf_id;
10486                 break;
10487         }
10488         default:
10489                 verbose(env, "unknown return type %u of func %s#%d\n",
10490                         base_type(ret_type), func_id_name(func_id), func_id);
10491                 return -EINVAL;
10492         }
10493
10494         if (type_may_be_null(regs[BPF_REG_0].type))
10495                 regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
10496
10497         if (helper_multiple_ref_obj_use(func_id, meta.map_ptr)) {
10498                 verbose(env, "verifier internal error: func %s#%d sets ref_obj_id more than once\n",
10499                         func_id_name(func_id), func_id);
10500                 return -EFAULT;
10501         }
10502
10503         if (is_dynptr_ref_function(func_id))
10504                 regs[BPF_REG_0].dynptr_id = meta.dynptr_id;
10505
10506         if (is_ptr_cast_function(func_id) || is_dynptr_ref_function(func_id)) {
10507                 /* For release_reference() */
10508                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
10509         } else if (is_acquire_function(func_id, meta.map_ptr)) {
10510                 int id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
10511
10512                 if (id < 0)
10513                         return id;
10514                 /* For mark_ptr_or_null_reg() */
10515                 regs[BPF_REG_0].id = id;
10516                 /* For release_reference() */
10517                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = id;
10518         }
10519
10520         err = do_refine_retval_range(env, regs, fn->ret_type, func_id, &meta);
10521         if (err)
10522                 return err;
10523
10524         err = check_map_func_compatibility(env, meta.map_ptr, func_id);
10525         if (err)
10526                 return err;
10527
10528         if ((func_id == BPF_FUNC_get_stack ||
10529              func_id == BPF_FUNC_get_task_stack) &&
10530             !env->prog->has_callchain_buf) {
10531                 const char *err_str;
10532
10533 #ifdef CONFIG_PERF_EVENTS
10534                 err = get_callchain_buffers(sysctl_perf_event_max_stack);
10535                 err_str = "cannot get callchain buffer for func %s#%d\n";
10536 #else
10537                 err = -ENOTSUPP;
10538                 err_str = "func %s#%d not supported without CONFIG_PERF_EVENTS\n";
10539 #endif
10540                 if (err) {
10541                         verbose(env, err_str, func_id_name(func_id), func_id);
10542                         return err;
10543                 }
10544
10545                 env->prog->has_callchain_buf = true;
10546         }
10547
10548         if (func_id == BPF_FUNC_get_stackid || func_id == BPF_FUNC_get_stack)
10549                 env->prog->call_get_stack = true;
10550
10551         if (func_id == BPF_FUNC_get_func_ip) {
10552                 if (check_get_func_ip(env))
10553                         return -ENOTSUPP;
10554                 env->prog->call_get_func_ip = true;
10555         }
10556
10557         if (changes_data)
10558                 clear_all_pkt_pointers(env);
10559         return 0;
10560 }
10561
10562 /* mark_btf_func_reg_size() is used when the reg size is determined by
10563  * the BTF func_proto's return value size and argument.
10564  */
10565 static void mark_btf_func_reg_size(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
10566                                    size_t reg_size)
10567 {
10568         struct bpf_reg_state *reg = &cur_regs(env)[regno];
10569
10570         if (regno == BPF_REG_0) {
10571                 /* Function return value */
10572                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
10573                 reg->subreg_def = reg_size == sizeof(u64) ?
10574                         DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
10575         } else {
10576                 /* Function argument */
10577                 if (reg_size == sizeof(u64)) {
10578                         mark_insn_zext(env, reg);
10579                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
10580                 } else {
10581                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ32);
10582                 }
10583         }
10584 }
10585
10586 static bool is_kfunc_acquire(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10587 {
10588         return meta->kfunc_flags & KF_ACQUIRE;
10589 }
10590
10591 static bool is_kfunc_release(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10592 {
10593         return meta->kfunc_flags & KF_RELEASE;
10594 }
10595
10596 static bool is_kfunc_trusted_args(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10597 {
10598         return (meta->kfunc_flags & KF_TRUSTED_ARGS) || is_kfunc_release(meta);
10599 }
10600
10601 static bool is_kfunc_sleepable(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10602 {
10603         return meta->kfunc_flags & KF_SLEEPABLE;
10604 }
10605
10606 static bool is_kfunc_destructive(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10607 {
10608         return meta->kfunc_flags & KF_DESTRUCTIVE;
10609 }
10610
10611 static bool is_kfunc_rcu(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10612 {
10613         return meta->kfunc_flags & KF_RCU;
10614 }
10615
10616 static bool is_kfunc_rcu_protected(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10617 {
10618         return meta->kfunc_flags & KF_RCU_PROTECTED;
10619 }
10620
10621 static bool __kfunc_param_match_suffix(const struct btf *btf,
10622                                        const struct btf_param *arg,
10623                                        const char *suffix)
10624 {
10625         int suffix_len = strlen(suffix), len;
10626         const char *param_name;
10627
10628         /* In the future, this can be ported to use BTF tagging */
10629         param_name = btf_name_by_offset(btf, arg->name_off);
10630         if (str_is_empty(param_name))
10631                 return false;
10632         len = strlen(param_name);
10633         if (len < suffix_len)
10634                 return false;
10635         param_name += len - suffix_len;
10636         return !strncmp(param_name, suffix, suffix_len);
10637 }
10638
10639 static bool is_kfunc_arg_mem_size(const struct btf *btf,
10640                                   const struct btf_param *arg,
10641                                   const struct bpf_reg_state *reg)
10642 {
10643         const struct btf_type *t;
10644
10645         t = btf_type_skip_modifiers(btf, arg->type, NULL);
10646         if (!btf_type_is_scalar(t) || reg->type != SCALAR_VALUE)
10647                 return false;
10648
10649         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__sz");
10650 }
10651
10652 static bool is_kfunc_arg_const_mem_size(const struct btf *btf,
10653                                         const struct btf_param *arg,
10654                                         const struct bpf_reg_state *reg)
10655 {
10656         const struct btf_type *t;
10657
10658         t = btf_type_skip_modifiers(btf, arg->type, NULL);
10659         if (!btf_type_is_scalar(t) || reg->type != SCALAR_VALUE)
10660                 return false;
10661
10662         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__szk");
10663 }
10664
10665 static bool is_kfunc_arg_optional(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10666 {
10667         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__opt");
10668 }
10669
10670 static bool is_kfunc_arg_constant(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10671 {
10672         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__k");
10673 }
10674
10675 static bool is_kfunc_arg_ignore(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10676 {
10677         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__ign");
10678 }
10679
10680 static bool is_kfunc_arg_alloc_obj(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10681 {
10682         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__alloc");
10683 }
10684
10685 static bool is_kfunc_arg_uninit(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10686 {
10687         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__uninit");
10688 }
10689
10690 static bool is_kfunc_arg_refcounted_kptr(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10691 {
10692         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__refcounted_kptr");
10693 }
10694
10695 static bool is_kfunc_arg_nullable(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10696 {
10697         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__nullable");
10698 }
10699
10700 static bool is_kfunc_arg_const_str(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10701 {
10702         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__str");
10703 }
10704
10705 static bool is_kfunc_arg_scalar_with_name(const struct btf *btf,
10706                                           const struct btf_param *arg,
10707                                           const char *name)
10708 {
10709         int len, target_len = strlen(name);
10710         const char *param_name;
10711
10712         param_name = btf_name_by_offset(btf, arg->name_off);
10713         if (str_is_empty(param_name))
10714                 return false;
10715         len = strlen(param_name);
10716         if (len != target_len)
10717                 return false;
10718         if (strcmp(param_name, name))
10719                 return false;
10720
10721         return true;
10722 }
10723
10724 enum {
10725         KF_ARG_DYNPTR_ID,
10726         KF_ARG_LIST_HEAD_ID,
10727         KF_ARG_LIST_NODE_ID,
10728         KF_ARG_RB_ROOT_ID,
10729         KF_ARG_RB_NODE_ID,
10730 };
10731
10732 BTF_ID_LIST(kf_arg_btf_ids)
10733 BTF_ID(struct, bpf_dynptr_kern)
10734 BTF_ID(struct, bpf_list_head)
10735 BTF_ID(struct, bpf_list_node)
10736 BTF_ID(struct, bpf_rb_root)
10737 BTF_ID(struct, bpf_rb_node)
10738
10739 static bool __is_kfunc_ptr_arg_type(const struct btf *btf,
10740                                     const struct btf_param *arg, int type)
10741 {
10742         const struct btf_type *t;
10743         u32 res_id;
10744
10745         t = btf_type_skip_modifiers(btf, arg->type, NULL);
10746         if (!t)
10747                 return false;
10748         if (!btf_type_is_ptr(t))
10749                 return false;
10750         t = btf_type_skip_modifiers(btf, t->type, &res_id);
10751         if (!t)
10752                 return false;
10753         return btf_types_are_same(btf, res_id, btf_vmlinux, kf_arg_btf_ids[type]);
10754 }
10755
10756 static bool is_kfunc_arg_dynptr(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10757 {
10758         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_DYNPTR_ID);
10759 }
10760
10761 static bool is_kfunc_arg_list_head(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10762 {
10763         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_LIST_HEAD_ID);
10764 }
10765
10766 static bool is_kfunc_arg_list_node(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10767 {
10768         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_LIST_NODE_ID);
10769 }
10770
10771 static bool is_kfunc_arg_rbtree_root(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10772 {
10773         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_RB_ROOT_ID);
10774 }
10775
10776 static bool is_kfunc_arg_rbtree_node(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10777 {
10778         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_RB_NODE_ID);
10779 }
10780
10781 static bool is_kfunc_arg_callback(struct bpf_verifier_env *env, const struct btf *btf,
10782                                   const struct btf_param *arg)
10783 {
10784         const struct btf_type *t;
10785
10786         t = btf_type_resolve_func_ptr(btf, arg->type, NULL);
10787         if (!t)
10788                 return false;
10789
10790         return true;
10791 }
10792
10793 /* Returns true if struct is composed of scalars, 4 levels of nesting allowed */
10794 static bool __btf_type_is_scalar_struct(struct bpf_verifier_env *env,
10795                                         const struct btf *btf,
10796                                         const struct btf_type *t, int rec)
10797 {
10798         const struct btf_type *member_type;
10799         const struct btf_member *member;
10800         u32 i;
10801
10802         if (!btf_type_is_struct(t))
10803                 return false;
10804
10805         for_each_member(i, t, member) {
10806                 const struct btf_array *array;
10807
10808                 member_type = btf_type_skip_modifiers(btf, member->type, NULL);
10809                 if (btf_type_is_struct(member_type)) {
10810                         if (rec >= 3) {
10811                                 verbose(env, "max struct nesting depth exceeded\n");
10812                                 return false;
10813                         }
10814                         if (!__btf_type_is_scalar_struct(env, btf, member_type, rec + 1))
10815                                 return false;
10816                         continue;
10817                 }
10818                 if (btf_type_is_array(member_type)) {
10819                         array = btf_array(member_type);
10820                         if (!array->nelems)
10821                                 return false;
10822                         member_type = btf_type_skip_modifiers(btf, array->type, NULL);
10823                         if (!btf_type_is_scalar(member_type))
10824                                 return false;
10825                         continue;
10826                 }
10827                 if (!btf_type_is_scalar(member_type))
10828                         return false;
10829         }
10830         return true;
10831 }
10832
10833 enum kfunc_ptr_arg_type {
10834         KF_ARG_PTR_TO_CTX,
10835         KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID,    /* Allocated object */
10836         KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR, /* Refcounted local kptr */
10837         KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR,
10838         KF_ARG_PTR_TO_ITER,
10839         KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD,
10840         KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE,
10841         KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID,          /* Also covers reg2btf_ids conversions */
10842         KF_ARG_PTR_TO_MEM,
10843         KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE,        /* Size derived from next argument, skip it */
10844         KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK,
10845         KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT,
10846         KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE,
10847         KF_ARG_PTR_TO_NULL,
10848         KF_ARG_PTR_TO_CONST_STR,
10849 };
10850
10851 enum special_kfunc_type {
10852         KF_bpf_obj_new_impl,
10853         KF_bpf_obj_drop_impl,
10854         KF_bpf_refcount_acquire_impl,
10855         KF_bpf_list_push_front_impl,
10856         KF_bpf_list_push_back_impl,
10857         KF_bpf_list_pop_front,
10858         KF_bpf_list_pop_back,
10859         KF_bpf_cast_to_kern_ctx,
10860         KF_bpf_rdonly_cast,
10861         KF_bpf_rcu_read_lock,
10862         KF_bpf_rcu_read_unlock,
10863         KF_bpf_rbtree_remove,
10864         KF_bpf_rbtree_add_impl,
10865         KF_bpf_rbtree_first,
10866         KF_bpf_dynptr_from_skb,
10867         KF_bpf_dynptr_from_xdp,
10868         KF_bpf_dynptr_slice,
10869         KF_bpf_dynptr_slice_rdwr,
10870         KF_bpf_dynptr_clone,
10871         KF_bpf_percpu_obj_new_impl,
10872         KF_bpf_percpu_obj_drop_impl,
10873         KF_bpf_throw,
10874         KF_bpf_iter_css_task_new,
10875 };
10876
10877 BTF_SET_START(special_kfunc_set)
10878 BTF_ID(func, bpf_obj_new_impl)
10879 BTF_ID(func, bpf_obj_drop_impl)
10880 BTF_ID(func, bpf_refcount_acquire_impl)
10881 BTF_ID(func, bpf_list_push_front_impl)
10882 BTF_ID(func, bpf_list_push_back_impl)
10883 BTF_ID(func, bpf_list_pop_front)
10884 BTF_ID(func, bpf_list_pop_back)
10885 BTF_ID(func, bpf_cast_to_kern_ctx)
10886 BTF_ID(func, bpf_rdonly_cast)
10887 BTF_ID(func, bpf_rbtree_remove)
10888 BTF_ID(func, bpf_rbtree_add_impl)
10889 BTF_ID(func, bpf_rbtree_first)
10890 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_skb)
10891 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_xdp)
10892 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice)
10893 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice_rdwr)
10894 BTF_ID(func, bpf_dynptr_clone)
10895 BTF_ID(func, bpf_percpu_obj_new_impl)
10896 BTF_ID(func, bpf_percpu_obj_drop_impl)
10897 BTF_ID(func, bpf_throw)
10898 #ifdef CONFIG_CGROUPS
10899 BTF_ID(func, bpf_iter_css_task_new)
10900 #endif
10901 BTF_SET_END(special_kfunc_set)
10902
10903 BTF_ID_LIST(special_kfunc_list)
10904 BTF_ID(func, bpf_obj_new_impl)
10905 BTF_ID(func, bpf_obj_drop_impl)
10906 BTF_ID(func, bpf_refcount_acquire_impl)
10907 BTF_ID(func, bpf_list_push_front_impl)
10908 BTF_ID(func, bpf_list_push_back_impl)
10909 BTF_ID(func, bpf_list_pop_front)
10910 BTF_ID(func, bpf_list_pop_back)
10911 BTF_ID(func, bpf_cast_to_kern_ctx)
10912 BTF_ID(func, bpf_rdonly_cast)
10913 BTF_ID(func, bpf_rcu_read_lock)
10914 BTF_ID(func, bpf_rcu_read_unlock)
10915 BTF_ID(func, bpf_rbtree_remove)
10916 BTF_ID(func, bpf_rbtree_add_impl)
10917 BTF_ID(func, bpf_rbtree_first)
10918 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_skb)
10919 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_xdp)
10920 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice)
10921 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice_rdwr)
10922 BTF_ID(func, bpf_dynptr_clone)
10923 BTF_ID(func, bpf_percpu_obj_new_impl)
10924 BTF_ID(func, bpf_percpu_obj_drop_impl)
10925 BTF_ID(func, bpf_throw)
10926 #ifdef CONFIG_CGROUPS
10927 BTF_ID(func, bpf_iter_css_task_new)
10928 #else
10929 BTF_ID_UNUSED
10930 #endif
10931
10932 static bool is_kfunc_ret_null(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10933 {
10934         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl] &&
10935             meta->arg_owning_ref) {
10936                 return false;
10937         }
10938
10939         return meta->kfunc_flags & KF_RET_NULL;
10940 }
10941
10942 static bool is_kfunc_bpf_rcu_read_lock(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10943 {
10944         return meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rcu_read_lock];
10945 }
10946
10947 static bool is_kfunc_bpf_rcu_read_unlock(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10948 {
10949         return meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rcu_read_unlock];
10950 }
10951
10952 static enum kfunc_ptr_arg_type
10953 get_kfunc_ptr_arg_type(struct bpf_verifier_env *env,
10954                        struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
10955                        const struct btf_type *t, const struct btf_type *ref_t,
10956                        const char *ref_tname, const struct btf_param *args,
10957                        int argno, int nargs)
10958 {
10959         u32 regno = argno + 1;
10960         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
10961         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
10962         bool arg_mem_size = false;
10963
10964         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx])
10965                 return KF_ARG_PTR_TO_CTX;
10966
10967         /* In this function, we verify the kfunc's BTF as per the argument type,
10968          * leaving the rest of the verification with respect to the register
10969          * type to our caller. When a set of conditions hold in the BTF type of
10970          * arguments, we resolve it to a known kfunc_ptr_arg_type.
10971          */
10972         if (btf_get_prog_ctx_type(&env->log, meta->btf, t, resolve_prog_type(env->prog), argno))
10973                 return KF_ARG_PTR_TO_CTX;
10974
10975         if (is_kfunc_arg_alloc_obj(meta->btf, &args[argno]))
10976                 return KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID;
10977
10978         if (is_kfunc_arg_refcounted_kptr(meta->btf, &args[argno]))
10979                 return KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR;
10980
10981         if (is_kfunc_arg_dynptr(meta->btf, &args[argno]))
10982                 return KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR;
10983
10984         if (is_kfunc_arg_iter(meta, argno))
10985                 return KF_ARG_PTR_TO_ITER;
10986
10987         if (is_kfunc_arg_list_head(meta->btf, &args[argno]))
10988                 return KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD;
10989
10990         if (is_kfunc_arg_list_node(meta->btf, &args[argno]))
10991                 return KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE;
10992
10993         if (is_kfunc_arg_rbtree_root(meta->btf, &args[argno]))
10994                 return KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT;
10995
10996         if (is_kfunc_arg_rbtree_node(meta->btf, &args[argno]))
10997                 return KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE;
10998
10999         if (is_kfunc_arg_const_str(meta->btf, &args[argno]))
11000                 return KF_ARG_PTR_TO_CONST_STR;
11001
11002         if ((base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID || reg2btf_ids[base_type(reg->type)])) {
11003                 if (!btf_type_is_struct(ref_t)) {
11004                         verbose(env, "kernel function %s args#%d pointer type %s %s is not supported\n",
11005                                 meta->func_name, argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname);
11006                         return -EINVAL;
11007                 }
11008                 return KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID;
11009         }
11010
11011         if (is_kfunc_arg_callback(env, meta->btf, &args[argno]))
11012                 return KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK;
11013
11014         if (is_kfunc_arg_nullable(meta->btf, &args[argno]) && register_is_null(reg))
11015                 return KF_ARG_PTR_TO_NULL;
11016
11017         if (argno + 1 < nargs &&
11018             (is_kfunc_arg_mem_size(meta->btf, &args[argno + 1], &regs[regno + 1]) ||
11019              is_kfunc_arg_const_mem_size(meta->btf, &args[argno + 1], &regs[regno + 1])))
11020                 arg_mem_size = true;
11021
11022         /* This is the catch all argument type of register types supported by
11023          * check_helper_mem_access. However, we only allow when argument type is
11024          * pointer to scalar, or struct composed (recursively) of scalars. When
11025          * arg_mem_size is true, the pointer can be void *.
11026          */
11027         if (!btf_type_is_scalar(ref_t) && !__btf_type_is_scalar_struct(env, meta->btf, ref_t, 0) &&
11028             (arg_mem_size ? !btf_type_is_void(ref_t) : 1)) {
11029                 verbose(env, "arg#%d pointer type %s %s must point to %sscalar, or struct with scalar\n",
11030                         argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname, arg_mem_size ? "void, " : "");
11031                 return -EINVAL;
11032         }
11033         return arg_mem_size ? KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE : KF_ARG_PTR_TO_MEM;
11034 }
11035
11036 static int process_kf_arg_ptr_to_btf_id(struct bpf_verifier_env *env,
11037                                         struct bpf_reg_state *reg,
11038                                         const struct btf_type *ref_t,
11039                                         const char *ref_tname, u32 ref_id,
11040                                         struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
11041                                         int argno)
11042 {
11043         const struct btf_type *reg_ref_t;
11044         bool strict_type_match = false;
11045         const struct btf *reg_btf;
11046         const char *reg_ref_tname;
11047         u32 reg_ref_id;
11048
11049         if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID) {
11050                 reg_btf = reg->btf;
11051                 reg_ref_id = reg->btf_id;
11052         } else {
11053                 reg_btf = btf_vmlinux;
11054                 reg_ref_id = *reg2btf_ids[base_type(reg->type)];
11055         }
11056
11057         /* Enforce strict type matching for calls to kfuncs that are acquiring
11058          * or releasing a reference, or are no-cast aliases. We do _not_
11059          * enforce strict matching for plain KF_TRUSTED_ARGS kfuncs by default,
11060          * as we want to enable BPF programs to pass types that are bitwise
11061          * equivalent without forcing them to explicitly cast with something
11062          * like bpf_cast_to_kern_ctx().
11063          *
11064          * For example, say we had a type like the following:
11065          *
11066          * struct bpf_cpumask {
11067          *      cpumask_t cpumask;
11068          *      refcount_t usage;
11069          * };
11070          *
11071          * Note that as specified in <linux/cpumask.h>, cpumask_t is typedef'ed
11072          * to a struct cpumask, so it would be safe to pass a struct
11073          * bpf_cpumask * to a kfunc expecting a struct cpumask *.
11074          *
11075          * The philosophy here is similar to how we allow scalars of different
11076          * types to be passed to kfuncs as long as the size is the same. The
11077          * only difference here is that we're simply allowing
11078          * btf_struct_ids_match() to walk the struct at the 0th offset, and
11079          * resolve types.
11080          */
11081         if (is_kfunc_acquire(meta) ||
11082             (is_kfunc_release(meta) && reg->ref_obj_id) ||
11083             btf_type_ids_nocast_alias(&env->log, reg_btf, reg_ref_id, meta->btf, ref_id))
11084                 strict_type_match = true;
11085
11086         WARN_ON_ONCE(is_kfunc_trusted_args(meta) && reg->off);
11087
11088         reg_ref_t = btf_type_skip_modifiers(reg_btf, reg_ref_id, &reg_ref_id);
11089         reg_ref_tname = btf_name_by_offset(reg_btf, reg_ref_t->name_off);
11090         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg_btf, reg_ref_id, reg->off, meta->btf, ref_id, strict_type_match)) {
11091                 verbose(env, "kernel function %s args#%d expected pointer to %s %s but R%d has a pointer to %s %s\n",
11092                         meta->func_name, argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname, argno + 1,
11093                         btf_type_str(reg_ref_t), reg_ref_tname);
11094                 return -EINVAL;
11095         }
11096         return 0;
11097 }
11098
11099 static int ref_set_non_owning(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
11100 {
11101         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
11102         struct btf_record *rec = reg_btf_record(reg);
11103
11104         if (!state->active_lock.ptr) {
11105                 verbose(env, "verifier internal error: ref_set_non_owning w/o active lock\n");
11106                 return -EFAULT;
11107         }
11108
11109         if (type_flag(reg->type) & NON_OWN_REF) {
11110                 verbose(env, "verifier internal error: NON_OWN_REF already set\n");
11111                 return -EFAULT;
11112         }
11113
11114         reg->type |= NON_OWN_REF;
11115         if (rec->refcount_off >= 0)
11116                 reg->type |= MEM_RCU;
11117
11118         return 0;
11119 }
11120
11121 static int ref_convert_owning_non_owning(struct bpf_verifier_env *env, u32 ref_obj_id)
11122 {
11123         struct bpf_func_state *state, *unused;
11124         struct bpf_reg_state *reg;
11125         int i;
11126
11127         state = cur_func(env);
11128
11129         if (!ref_obj_id) {
11130                 verbose(env, "verifier internal error: ref_obj_id is zero for "
11131                              "owning -> non-owning conversion\n");
11132                 return -EFAULT;
11133         }
11134
11135         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
11136                 if (state->refs[i].id != ref_obj_id)
11137                         continue;
11138
11139                 /* Clear ref_obj_id here so release_reference doesn't clobber
11140                  * the whole reg
11141                  */
11142                 bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, unused, reg, ({
11143                         if (reg->ref_obj_id == ref_obj_id) {
11144                                 reg->ref_obj_id = 0;
11145                                 ref_set_non_owning(env, reg);
11146                         }
11147                 }));
11148                 return 0;
11149         }
11150
11151         verbose(env, "verifier internal error: ref state missing for ref_obj_id\n");
11152         return -EFAULT;
11153 }
11154
11155 /* Implementation details:
11156  *
11157  * Each register points to some region of memory, which we define as an
11158  * allocation. Each allocation may embed a bpf_spin_lock which protects any
11159  * special BPF objects (bpf_list_head, bpf_rb_root, etc.) part of the same
11160  * allocation. The lock and the data it protects are colocated in the same
11161  * memory region.
11162  *
11163  * Hence, everytime a register holds a pointer value pointing to such
11164  * allocation, the verifier preserves a unique reg->id for it.
11165  *
11166  * The verifier remembers the lock 'ptr' and the lock 'id' whenever
11167  * bpf_spin_lock is called.
11168  *
11169  * To enable this, lock state in the verifier captures two values:
11170  *      active_lock.ptr = Register's type specific pointer
11171  *      active_lock.id  = A unique ID for each register pointer value
11172  *
11173  * Currently, PTR_TO_MAP_VALUE and PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC are the two
11174  * supported register types.
11175  *
11176  * The active_lock.ptr in case of map values is the reg->map_ptr, and in case of
11177  * allocated objects is the reg->btf pointer.
11178  *
11179  * The active_lock.id is non-unique for maps supporting direct_value_addr, as we
11180  * can establish the provenance of the map value statically for each distinct
11181  * lookup into such maps. They always contain a single map value hence unique
11182  * IDs for each pseudo load pessimizes the algorithm and rejects valid programs.
11183  *
11184  * So, in case of global variables, they use array maps with max_entries = 1,
11185  * hence their active_lock.ptr becomes map_ptr and id = 0 (since they all point
11186  * into the same map value as max_entries is 1, as described above).
11187  *
11188  * In case of inner map lookups, the inner map pointer has same map_ptr as the
11189  * outer map pointer (in verifier context), but each lookup into an inner map
11190  * assigns a fresh reg->id to the lookup, so while lookups into distinct inner
11191  * maps from the same outer map share the same map_ptr as active_lock.ptr, they
11192  * will get different reg->id assigned to each lookup, hence different
11193  * active_lock.id.
11194  *
11195  * In case of allocated objects, active_lock.ptr is the reg->btf, and the
11196  * reg->id is a unique ID preserved after the NULL pointer check on the pointer
11197  * returned from bpf_obj_new. Each allocation receives a new reg->id.
11198  */
11199 static int check_reg_allocation_locked(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
11200 {
11201         void *ptr;
11202         u32 id;
11203
11204         switch ((int)reg->type) {
11205         case PTR_TO_MAP_VALUE:
11206                 ptr = reg->map_ptr;
11207                 break;
11208         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC:
11209                 ptr = reg->btf;
11210                 break;
11211         default:
11212                 verbose(env, "verifier internal error: unknown reg type for lock check\n");
11213                 return -EFAULT;
11214         }
11215         id = reg->id;
11216
11217         if (!env->cur_state->active_lock.ptr)
11218                 return -EINVAL;
11219         if (env->cur_state->active_lock.ptr != ptr ||
11220             env->cur_state->active_lock.id != id) {
11221                 verbose(env, "held lock and object are not in the same allocation\n");
11222                 return -EINVAL;
11223         }
11224         return 0;
11225 }
11226
11227 static bool is_bpf_list_api_kfunc(u32 btf_id)
11228 {
11229         return btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
11230                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl] ||
11231                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_front] ||
11232                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_back];
11233 }
11234
11235 static bool is_bpf_rbtree_api_kfunc(u32 btf_id)
11236 {
11237         return btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl] ||
11238                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove] ||
11239                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_first];
11240 }
11241
11242 static bool is_bpf_graph_api_kfunc(u32 btf_id)
11243 {
11244         return is_bpf_list_api_kfunc(btf_id) || is_bpf_rbtree_api_kfunc(btf_id) ||
11245                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl];
11246 }
11247
11248 static bool is_sync_callback_calling_kfunc(u32 btf_id)
11249 {
11250         return btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl];
11251 }
11252
11253 static bool is_bpf_throw_kfunc(struct bpf_insn *insn)
11254 {
11255         return bpf_pseudo_kfunc_call(insn) && insn->off == 0 &&
11256                insn->imm == special_kfunc_list[KF_bpf_throw];
11257 }
11258
11259 static bool is_rbtree_lock_required_kfunc(u32 btf_id)
11260 {
11261         return is_bpf_rbtree_api_kfunc(btf_id);
11262 }
11263
11264 static bool check_kfunc_is_graph_root_api(struct bpf_verifier_env *env,
11265                                           enum btf_field_type head_field_type,
11266                                           u32 kfunc_btf_id)
11267 {
11268         bool ret;
11269
11270         switch (head_field_type) {
11271         case BPF_LIST_HEAD:
11272                 ret = is_bpf_list_api_kfunc(kfunc_btf_id);
11273                 break;
11274         case BPF_RB_ROOT:
11275                 ret = is_bpf_rbtree_api_kfunc(kfunc_btf_id);
11276                 break;
11277         default:
11278                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected graph root argument type %s\n",
11279                         btf_field_type_name(head_field_type));
11280                 return false;
11281         }
11282
11283         if (!ret)
11284                 verbose(env, "verifier internal error: %s head arg for unknown kfunc\n",
11285                         btf_field_type_name(head_field_type));
11286         return ret;
11287 }
11288
11289 static bool check_kfunc_is_graph_node_api(struct bpf_verifier_env *env,
11290                                           enum btf_field_type node_field_type,
11291                                           u32 kfunc_btf_id)
11292 {
11293         bool ret;
11294
11295         switch (node_field_type) {
11296         case BPF_LIST_NODE:
11297                 ret = (kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
11298                        kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl]);
11299                 break;
11300         case BPF_RB_NODE:
11301                 ret = (kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove] ||
11302                        kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]);
11303                 break;
11304         default:
11305                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected graph node argument type %s\n",
11306                         btf_field_type_name(node_field_type));
11307                 return false;
11308         }
11309
11310         if (!ret)
11311                 verbose(env, "verifier internal error: %s node arg for unknown kfunc\n",
11312                         btf_field_type_name(node_field_type));
11313         return ret;
11314 }
11315
11316 static int
11317 __process_kf_arg_ptr_to_graph_root(struct bpf_verifier_env *env,
11318                                    struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
11319                                    struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
11320                                    enum btf_field_type head_field_type,
11321                                    struct btf_field **head_field)
11322 {
11323         const char *head_type_name;
11324         struct btf_field *field;
11325         struct btf_record *rec;
11326         u32 head_off;
11327
11328         if (meta->btf != btf_vmlinux) {
11329                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected btf mismatch in kfunc call\n");
11330                 return -EFAULT;
11331         }
11332
11333         if (!check_kfunc_is_graph_root_api(env, head_field_type, meta->func_id))
11334                 return -EFAULT;
11335
11336         head_type_name = btf_field_type_name(head_field_type);
11337         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
11338                 verbose(env,
11339                         "R%d doesn't have constant offset. %s has to be at the constant offset\n",
11340                         regno, head_type_name);
11341                 return -EINVAL;
11342         }
11343
11344         rec = reg_btf_record(reg);
11345         head_off = reg->off + reg->var_off.value;
11346         field = btf_record_find(rec, head_off, head_field_type);
11347         if (!field) {
11348                 verbose(env, "%s not found at offset=%u\n", head_type_name, head_off);
11349                 return -EINVAL;
11350         }
11351
11352         /* All functions require bpf_list_head to be protected using a bpf_spin_lock */
11353         if (check_reg_allocation_locked(env, reg)) {
11354                 verbose(env, "bpf_spin_lock at off=%d must be held for %s\n",
11355                         rec->spin_lock_off, head_type_name);
11356                 return -EINVAL;
11357         }
11358
11359         if (*head_field) {
11360                 verbose(env, "verifier internal error: repeating %s arg\n", head_type_name);
11361                 return -EFAULT;
11362         }
11363         *head_field = field;
11364         return 0;
11365 }
11366
11367 static int process_kf_arg_ptr_to_list_head(struct bpf_verifier_env *env,
11368                                            struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
11369                                            struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
11370 {
11371         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_root(env, reg, regno, meta, BPF_LIST_HEAD,
11372                                                           &meta->arg_list_head.field);
11373 }
11374
11375 static int process_kf_arg_ptr_to_rbtree_root(struct bpf_verifier_env *env,
11376                                              struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
11377                                              struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
11378 {
11379         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_root(env, reg, regno, meta, BPF_RB_ROOT,
11380                                                           &meta->arg_rbtree_root.field);
11381 }
11382
11383 static int
11384 __process_kf_arg_ptr_to_graph_node(struct bpf_verifier_env *env,
11385                                    struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
11386                                    struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
11387                                    enum btf_field_type head_field_type,
11388                                    enum btf_field_type node_field_type,
11389                                    struct btf_field **node_field)
11390 {
11391         const char *node_type_name;
11392         const struct btf_type *et, *t;
11393         struct btf_field *field;
11394         u32 node_off;
11395
11396         if (meta->btf != btf_vmlinux) {
11397                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected btf mismatch in kfunc call\n");
11398                 return -EFAULT;
11399         }
11400
11401         if (!check_kfunc_is_graph_node_api(env, node_field_type, meta->func_id))
11402                 return -EFAULT;
11403
11404         node_type_name = btf_field_type_name(node_field_type);
11405         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
11406                 verbose(env,
11407                         "R%d doesn't have constant offset. %s has to be at the constant offset\n",
11408                         regno, node_type_name);
11409                 return -EINVAL;
11410         }
11411
11412         node_off = reg->off + reg->var_off.value;
11413         field = reg_find_field_offset(reg, node_off, node_field_type);
11414         if (!field || field->offset != node_off) {
11415                 verbose(env, "%s not found at offset=%u\n", node_type_name, node_off);
11416                 return -EINVAL;
11417         }
11418
11419         field = *node_field;
11420
11421         et = btf_type_by_id(field->graph_root.btf, field->graph_root.value_btf_id);
11422         t = btf_type_by_id(reg->btf, reg->btf_id);
11423         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, 0, field->graph_root.btf,
11424                                   field->graph_root.value_btf_id, true)) {
11425                 verbose(env, "operation on %s expects arg#1 %s at offset=%d "
11426                         "in struct %s, but arg is at offset=%d in struct %s\n",
11427                         btf_field_type_name(head_field_type),
11428                         btf_field_type_name(node_field_type),
11429                         field->graph_root.node_offset,
11430                         btf_name_by_offset(field->graph_root.btf, et->name_off),
11431                         node_off, btf_name_by_offset(reg->btf, t->name_off));
11432                 return -EINVAL;
11433         }
11434         meta->arg_btf = reg->btf;
11435         meta->arg_btf_id = reg->btf_id;
11436
11437         if (node_off != field->graph_root.node_offset) {
11438                 verbose(env, "arg#1 offset=%d, but expected %s at offset=%d in struct %s\n",
11439                         node_off, btf_field_type_name(node_field_type),
11440                         field->graph_root.node_offset,
11441                         btf_name_by_offset(field->graph_root.btf, et->name_off));
11442                 return -EINVAL;
11443         }
11444
11445         return 0;
11446 }
11447
11448 static int process_kf_arg_ptr_to_list_node(struct bpf_verifier_env *env,
11449                                            struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
11450                                            struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
11451 {
11452         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_node(env, reg, regno, meta,
11453                                                   BPF_LIST_HEAD, BPF_LIST_NODE,
11454                                                   &meta->arg_list_head.field);
11455 }
11456
11457 static int process_kf_arg_ptr_to_rbtree_node(struct bpf_verifier_env *env,
11458                                              struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
11459                                              struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
11460 {
11461         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_node(env, reg, regno, meta,
11462                                                   BPF_RB_ROOT, BPF_RB_NODE,
11463                                                   &meta->arg_rbtree_root.field);
11464 }
11465
11466 /*
11467  * css_task iter allowlist is needed to avoid dead locking on css_set_lock.
11468  * LSM hooks and iters (both sleepable and non-sleepable) are safe.
11469  * Any sleepable progs are also safe since bpf_check_attach_target() enforce
11470  * them can only be attached to some specific hook points.
11471  */
11472 static bool check_css_task_iter_allowlist(struct bpf_verifier_env *env)
11473 {
11474         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
11475
11476         switch (prog_type) {
11477         case BPF_PROG_TYPE_LSM:
11478                 return true;
11479         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
11480                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_ITER)
11481                         return true;
11482                 fallthrough;
11483         default:
11484                 return env->prog->aux->sleepable;
11485         }
11486 }
11487
11488 static int check_kfunc_args(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
11489                             int insn_idx)
11490 {
11491         const char *func_name = meta->func_name, *ref_tname;
11492         const struct btf *btf = meta->btf;
11493         const struct btf_param *args;
11494         struct btf_record *rec;
11495         u32 i, nargs;
11496         int ret;
11497
11498         args = (const struct btf_param *)(meta->func_proto + 1);
11499         nargs = btf_type_vlen(meta->func_proto);
11500         if (nargs > MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS) {
11501                 verbose(env, "Function %s has %d > %d args\n", func_name, nargs,
11502                         MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS);
11503                 return -EINVAL;
11504         }
11505
11506         /* Check that BTF function arguments match actual types that the
11507          * verifier sees.
11508          */
11509         for (i = 0; i < nargs; i++) {
11510                 struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[i + 1];
11511                 const struct btf_type *t, *ref_t, *resolve_ret;
11512                 enum bpf_arg_type arg_type = ARG_DONTCARE;
11513                 u32 regno = i + 1, ref_id, type_size;
11514                 bool is_ret_buf_sz = false;
11515                 int kf_arg_type;
11516
11517                 t = btf_type_skip_modifiers(btf, args[i].type, NULL);
11518
11519                 if (is_kfunc_arg_ignore(btf, &args[i]))
11520                         continue;
11521
11522                 if (btf_type_is_scalar(t)) {
11523                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
11524                                 verbose(env, "R%d is not a scalar\n", regno);
11525                                 return -EINVAL;
11526                         }
11527
11528                         if (is_kfunc_arg_constant(meta->btf, &args[i])) {
11529                                 if (meta->arg_constant.found) {
11530                                         verbose(env, "verifier internal error: only one constant argument permitted\n");
11531                                         return -EFAULT;
11532                                 }
11533                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
11534                                         verbose(env, "R%d must be a known constant\n", regno);
11535                                         return -EINVAL;
11536                                 }
11537                                 ret = mark_chain_precision(env, regno);
11538                                 if (ret < 0)
11539                                         return ret;
11540                                 meta->arg_constant.found = true;
11541                                 meta->arg_constant.value = reg->var_off.value;
11542                         } else if (is_kfunc_arg_scalar_with_name(btf, &args[i], "rdonly_buf_size")) {
11543                                 meta->r0_rdonly = true;
11544                                 is_ret_buf_sz = true;
11545                         } else if (is_kfunc_arg_scalar_with_name(btf, &args[i], "rdwr_buf_size")) {
11546                                 is_ret_buf_sz = true;
11547                         }
11548
11549                         if (is_ret_buf_sz) {
11550                                 if (meta->r0_size) {
11551                                         verbose(env, "2 or more rdonly/rdwr_buf_size parameters for kfunc");
11552                                         return -EINVAL;
11553                                 }
11554
11555                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
11556                                         verbose(env, "R%d is not a const\n", regno);
11557                                         return -EINVAL;
11558                                 }
11559
11560                                 meta->r0_size = reg->var_off.value;
11561                                 ret = mark_chain_precision(env, regno);
11562                                 if (ret)
11563                                         return ret;
11564                         }
11565                         continue;
11566                 }
11567
11568                 if (!btf_type_is_ptr(t)) {
11569                         verbose(env, "Unrecognized arg#%d type %s\n", i, btf_type_str(t));
11570                         return -EINVAL;
11571                 }
11572
11573                 if ((is_kfunc_trusted_args(meta) || is_kfunc_rcu(meta)) &&
11574                     (register_is_null(reg) || type_may_be_null(reg->type)) &&
11575                         !is_kfunc_arg_nullable(meta->btf, &args[i])) {
11576                         verbose(env, "Possibly NULL pointer passed to trusted arg%d\n", i);
11577                         return -EACCES;
11578                 }
11579
11580                 if (reg->ref_obj_id) {
11581                         if (is_kfunc_release(meta) && meta->ref_obj_id) {
11582                                 verbose(env, "verifier internal error: more than one arg with ref_obj_id R%d %u %u\n",
11583                                         regno, reg->ref_obj_id,
11584                                         meta->ref_obj_id);
11585                                 return -EFAULT;
11586                         }
11587                         meta->ref_obj_id = reg->ref_obj_id;
11588                         if (is_kfunc_release(meta))
11589                                 meta->release_regno = regno;
11590                 }
11591
11592                 ref_t = btf_type_skip_modifiers(btf, t->type, &ref_id);
11593                 ref_tname = btf_name_by_offset(btf, ref_t->name_off);
11594
11595                 kf_arg_type = get_kfunc_ptr_arg_type(env, meta, t, ref_t, ref_tname, args, i, nargs);
11596                 if (kf_arg_type < 0)
11597                         return kf_arg_type;
11598
11599                 switch (kf_arg_type) {
11600                 case KF_ARG_PTR_TO_NULL:
11601                         continue;
11602                 case KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID:
11603                 case KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID:
11604                         if (!is_kfunc_trusted_args(meta) && !is_kfunc_rcu(meta))
11605                                 break;
11606
11607                         if (!is_trusted_reg(reg)) {
11608                                 if (!is_kfunc_rcu(meta)) {
11609                                         verbose(env, "R%d must be referenced or trusted\n", regno);
11610                                         return -EINVAL;
11611                                 }
11612                                 if (!is_rcu_reg(reg)) {
11613                                         verbose(env, "R%d must be a rcu pointer\n", regno);
11614                                         return -EINVAL;
11615                                 }
11616                         }
11617
11618                         fallthrough;
11619                 case KF_ARG_PTR_TO_CTX:
11620                         /* Trusted arguments have the same offset checks as release arguments */
11621                         arg_type |= OBJ_RELEASE;
11622                         break;
11623                 case KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR:
11624                 case KF_ARG_PTR_TO_ITER:
11625                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD:
11626                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE:
11627                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT:
11628                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE:
11629                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM:
11630                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE:
11631                 case KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK:
11632                 case KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR:
11633                 case KF_ARG_PTR_TO_CONST_STR:
11634                         /* Trusted by default */
11635                         break;
11636                 default:
11637                         WARN_ON_ONCE(1);
11638                         return -EFAULT;
11639                 }
11640
11641                 if (is_kfunc_release(meta) && reg->ref_obj_id)
11642                         arg_type |= OBJ_RELEASE;
11643                 ret = check_func_arg_reg_off(env, reg, regno, arg_type);
11644                 if (ret < 0)
11645                         return ret;
11646
11647                 switch (kf_arg_type) {
11648                 case KF_ARG_PTR_TO_CTX:
11649                         if (reg->type != PTR_TO_CTX) {
11650                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to ctx, but got %s\n", i, btf_type_str(t));
11651                                 return -EINVAL;
11652                         }
11653
11654                         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx]) {
11655                                 ret = get_kern_ctx_btf_id(&env->log, resolve_prog_type(env->prog));
11656                                 if (ret < 0)
11657                                         return -EINVAL;
11658                                 meta->ret_btf_id  = ret;
11659                         }
11660                         break;
11661                 case KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID:
11662                         if (reg->type == (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
11663                                 if (meta->func_id != special_kfunc_list[KF_bpf_obj_drop_impl]) {
11664                                         verbose(env, "arg#%d expected for bpf_obj_drop_impl()\n", i);
11665                                         return -EINVAL;
11666                                 }
11667                         } else if (reg->type == (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | MEM_PERCPU)) {
11668                                 if (meta->func_id != special_kfunc_list[KF_bpf_percpu_obj_drop_impl]) {
11669                                         verbose(env, "arg#%d expected for bpf_percpu_obj_drop_impl()\n", i);
11670                                         return -EINVAL;
11671                                 }
11672                         } else {
11673                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to allocated object\n", i);
11674                                 return -EINVAL;
11675                         }
11676                         if (!reg->ref_obj_id) {
11677                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
11678                                 return -EINVAL;
11679                         }
11680                         if (meta->btf == btf_vmlinux) {
11681                                 meta->arg_btf = reg->btf;
11682                                 meta->arg_btf_id = reg->btf_id;
11683                         }
11684                         break;
11685                 case KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR:
11686                 {
11687                         enum bpf_arg_type dynptr_arg_type = ARG_PTR_TO_DYNPTR;
11688                         int clone_ref_obj_id = 0;
11689
11690                         if (reg->type != PTR_TO_STACK &&
11691                             reg->type != CONST_PTR_TO_DYNPTR) {
11692                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to stack or dynptr_ptr\n", i);
11693                                 return -EINVAL;
11694                         }
11695
11696                         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
11697                                 dynptr_arg_type |= MEM_RDONLY;
11698
11699                         if (is_kfunc_arg_uninit(btf, &args[i]))
11700                                 dynptr_arg_type |= MEM_UNINIT;
11701
11702                         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_from_skb]) {
11703                                 dynptr_arg_type |= DYNPTR_TYPE_SKB;
11704                         } else if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_from_xdp]) {
11705                                 dynptr_arg_type |= DYNPTR_TYPE_XDP;
11706                         } else if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_clone] &&
11707                                    (dynptr_arg_type & MEM_UNINIT)) {
11708                                 enum bpf_dynptr_type parent_type = meta->initialized_dynptr.type;
11709
11710                                 if (parent_type == BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID) {
11711                                         verbose(env, "verifier internal error: no dynptr type for parent of clone\n");
11712                                         return -EFAULT;
11713                                 }
11714
11715                                 dynptr_arg_type |= (unsigned int)get_dynptr_type_flag(parent_type);
11716                                 clone_ref_obj_id = meta->initialized_dynptr.ref_obj_id;
11717                                 if (dynptr_type_refcounted(parent_type) && !clone_ref_obj_id) {
11718                                         verbose(env, "verifier internal error: missing ref obj id for parent of clone\n");
11719                                         return -EFAULT;
11720                                 }
11721                         }
11722
11723                         ret = process_dynptr_func(env, regno, insn_idx, dynptr_arg_type, clone_ref_obj_id);
11724                         if (ret < 0)
11725                                 return ret;
11726
11727                         if (!(dynptr_arg_type & MEM_UNINIT)) {
11728                                 int id = dynptr_id(env, reg);
11729
11730                                 if (id < 0) {
11731                                         verbose(env, "verifier internal error: failed to obtain dynptr id\n");
11732                                         return id;
11733                                 }
11734                                 meta->initialized_dynptr.id = id;
11735                                 meta->initialized_dynptr.type = dynptr_get_type(env, reg);
11736                                 meta->initialized_dynptr.ref_obj_id = dynptr_ref_obj_id(env, reg);
11737                         }
11738
11739                         break;
11740                 }
11741                 case KF_ARG_PTR_TO_ITER:
11742                         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_iter_css_task_new]) {
11743                                 if (!check_css_task_iter_allowlist(env)) {
11744                                         verbose(env, "css_task_iter is only allowed in bpf_lsm, bpf_iter and sleepable progs\n");
11745                                         return -EINVAL;
11746                                 }
11747                         }
11748                         ret = process_iter_arg(env, regno, insn_idx, meta);
11749                         if (ret < 0)
11750                                 return ret;
11751                         break;
11752                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD:
11753                         if (reg->type != PTR_TO_MAP_VALUE &&
11754                             reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
11755                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to map value or allocated object\n", i);
11756                                 return -EINVAL;
11757                         }
11758                         if (reg->type == (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC) && !reg->ref_obj_id) {
11759                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
11760                                 return -EINVAL;
11761                         }
11762                         ret = process_kf_arg_ptr_to_list_head(env, reg, regno, meta);
11763                         if (ret < 0)
11764                                 return ret;
11765                         break;
11766                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT:
11767                         if (reg->type != PTR_TO_MAP_VALUE &&
11768                             reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
11769                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to map value or allocated object\n", i);
11770                                 return -EINVAL;
11771                         }
11772                         if (reg->type == (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC) && !reg->ref_obj_id) {
11773                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
11774                                 return -EINVAL;
11775                         }
11776                         ret = process_kf_arg_ptr_to_rbtree_root(env, reg, regno, meta);
11777                         if (ret < 0)
11778                                 return ret;
11779                         break;
11780                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE:
11781                         if (reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
11782                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to allocated object\n", i);
11783                                 return -EINVAL;
11784                         }
11785                         if (!reg->ref_obj_id) {
11786                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
11787                                 return -EINVAL;
11788                         }
11789                         ret = process_kf_arg_ptr_to_list_node(env, reg, regno, meta);
11790                         if (ret < 0)
11791                                 return ret;
11792                         break;
11793                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE:
11794                         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove]) {
11795                                 if (!type_is_non_owning_ref(reg->type) || reg->ref_obj_id) {
11796                                         verbose(env, "rbtree_remove node input must be non-owning ref\n");
11797                                         return -EINVAL;
11798                                 }
11799                                 if (in_rbtree_lock_required_cb(env)) {
11800                                         verbose(env, "rbtree_remove not allowed in rbtree cb\n");
11801                                         return -EINVAL;
11802                                 }
11803                         } else {
11804                                 if (reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
11805                                         verbose(env, "arg#%d expected pointer to allocated object\n", i);
11806                                         return -EINVAL;
11807                                 }
11808                                 if (!reg->ref_obj_id) {
11809                                         verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
11810                                         return -EINVAL;
11811                                 }
11812                         }
11813
11814                         ret = process_kf_arg_ptr_to_rbtree_node(env, reg, regno, meta);
11815                         if (ret < 0)
11816                                 return ret;
11817                         break;
11818                 case KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID:
11819                         /* Only base_type is checked, further checks are done here */
11820                         if ((base_type(reg->type) != PTR_TO_BTF_ID ||
11821                              (bpf_type_has_unsafe_modifiers(reg->type) && !is_rcu_reg(reg))) &&
11822                             !reg2btf_ids[base_type(reg->type)]) {
11823                                 verbose(env, "arg#%d is %s ", i, reg_type_str(env, reg->type));
11824                                 verbose(env, "expected %s or socket\n",
11825                                         reg_type_str(env, base_type(reg->type) |
11826                                                           (type_flag(reg->type) & BPF_REG_TRUSTED_MODIFIERS)));
11827                                 return -EINVAL;
11828                         }
11829                         ret = process_kf_arg_ptr_to_btf_id(env, reg, ref_t, ref_tname, ref_id, meta, i);
11830                         if (ret < 0)
11831                                 return ret;
11832                         break;
11833                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM:
11834                         resolve_ret = btf_resolve_size(btf, ref_t, &type_size);
11835                         if (IS_ERR(resolve_ret)) {
11836                                 verbose(env, "arg#%d reference type('%s %s') size cannot be determined: %ld\n",
11837                                         i, btf_type_str(ref_t), ref_tname, PTR_ERR(resolve_ret));
11838                                 return -EINVAL;
11839                         }
11840                         ret = check_mem_reg(env, reg, regno, type_size);
11841                         if (ret < 0)
11842                                 return ret;
11843                         break;
11844                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE:
11845                 {
11846                         struct bpf_reg_state *buff_reg = &regs[regno];
11847                         const struct btf_param *buff_arg = &args[i];
11848                         struct bpf_reg_state *size_reg = &regs[regno + 1];
11849                         const struct btf_param *size_arg = &args[i + 1];
11850
11851                         if (!register_is_null(buff_reg) || !is_kfunc_arg_optional(meta->btf, buff_arg)) {
11852                                 ret = check_kfunc_mem_size_reg(env, size_reg, regno + 1);
11853                                 if (ret < 0) {
11854                                         verbose(env, "arg#%d arg#%d memory, len pair leads to invalid memory access\n", i, i + 1);
11855                                         return ret;
11856                                 }
11857                         }
11858
11859                         if (is_kfunc_arg_const_mem_size(meta->btf, size_arg, size_reg)) {
11860                                 if (meta->arg_constant.found) {
11861                                         verbose(env, "verifier internal error: only one constant argument permitted\n");
11862                                         return -EFAULT;
11863                                 }
11864                                 if (!tnum_is_const(size_reg->var_off)) {
11865                                         verbose(env, "R%d must be a known constant\n", regno + 1);
11866                                         return -EINVAL;
11867                                 }
11868                                 meta->arg_constant.found = true;
11869                                 meta->arg_constant.value = size_reg->var_off.value;
11870                         }
11871
11872                         /* Skip next '__sz' or '__szk' argument */
11873                         i++;
11874                         break;
11875                 }
11876                 case KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK:
11877                         if (reg->type != PTR_TO_FUNC) {
11878                                 verbose(env, "arg%d expected pointer to func\n", i);
11879                                 return -EINVAL;
11880                         }
11881                         meta->subprogno = reg->subprogno;
11882                         break;
11883                 case KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR:
11884                         if (!type_is_ptr_alloc_obj(reg->type)) {
11885                                 verbose(env, "arg#%d is neither owning or non-owning ref\n", i);
11886                                 return -EINVAL;
11887                         }
11888                         if (!type_is_non_owning_ref(reg->type))
11889                                 meta->arg_owning_ref = true;
11890
11891                         rec = reg_btf_record(reg);
11892                         if (!rec) {
11893                                 verbose(env, "verifier internal error: Couldn't find btf_record\n");
11894                                 return -EFAULT;
11895                         }
11896
11897                         if (rec->refcount_off < 0) {
11898                                 verbose(env, "arg#%d doesn't point to a type with bpf_refcount field\n", i);
11899                                 return -EINVAL;
11900                         }
11901
11902                         meta->arg_btf = reg->btf;
11903                         meta->arg_btf_id = reg->btf_id;
11904                         break;
11905                 case KF_ARG_PTR_TO_CONST_STR:
11906                         if (reg->type != PTR_TO_MAP_VALUE) {
11907                                 verbose(env, "arg#%d doesn't point to a const string\n", i);
11908                                 return -EINVAL;
11909                         }
11910                         ret = check_reg_const_str(env, reg, regno);
11911                         if (ret)
11912                                 return ret;
11913                         break;
11914                 }
11915         }
11916
11917         if (is_kfunc_release(meta) && !meta->release_regno) {
11918                 verbose(env, "release kernel function %s expects refcounted PTR_TO_BTF_ID\n",
11919                         func_name);
11920                 return -EINVAL;
11921         }
11922
11923         return 0;
11924 }
11925
11926 static int fetch_kfunc_meta(struct bpf_verifier_env *env,
11927                             struct bpf_insn *insn,
11928                             struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
11929                             const char **kfunc_name)
11930 {
11931         const struct btf_type *func, *func_proto;
11932         u32 func_id, *kfunc_flags;
11933         const char *func_name;
11934         struct btf *desc_btf;
11935
11936         if (kfunc_name)
11937                 *kfunc_name = NULL;
11938
11939         if (!insn->imm)
11940                 return -EINVAL;
11941
11942         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(env, insn->off);
11943         if (IS_ERR(desc_btf))
11944                 return PTR_ERR(desc_btf);
11945
11946         func_id = insn->imm;
11947         func = btf_type_by_id(desc_btf, func_id);
11948         func_name = btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
11949         if (kfunc_name)
11950                 *kfunc_name = func_name;
11951         func_proto = btf_type_by_id(desc_btf, func->type);
11952
11953         kfunc_flags = btf_kfunc_id_set_contains(desc_btf, func_id, env->prog);
11954         if (!kfunc_flags) {
11955                 return -EACCES;
11956         }
11957
11958         memset(meta, 0, sizeof(*meta));
11959         meta->btf = desc_btf;
11960         meta->func_id = func_id;
11961         meta->kfunc_flags = *kfunc_flags;
11962         meta->func_proto = func_proto;
11963         meta->func_name = func_name;
11964
11965         return 0;
11966 }
11967
11968 static int check_return_code(struct bpf_verifier_env *env, int regno, const char *reg_name);
11969
11970 static int check_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
11971                             int *insn_idx_p)
11972 {
11973         const struct btf_type *t, *ptr_type;
11974         u32 i, nargs, ptr_type_id, release_ref_obj_id;
11975         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
11976         const char *func_name, *ptr_type_name;
11977         bool sleepable, rcu_lock, rcu_unlock;
11978         struct bpf_kfunc_call_arg_meta meta;
11979         struct bpf_insn_aux_data *insn_aux;
11980         int err, insn_idx = *insn_idx_p;
11981         const struct btf_param *args;
11982         const struct btf_type *ret_t;
11983         struct btf *desc_btf;
11984
11985         /* skip for now, but return error when we find this in fixup_kfunc_call */
11986         if (!insn->imm)
11987                 return 0;
11988
11989         err = fetch_kfunc_meta(env, insn, &meta, &func_name);
11990         if (err == -EACCES && func_name)
11991                 verbose(env, "calling kernel function %s is not allowed\n", func_name);
11992         if (err)
11993                 return err;
11994         desc_btf = meta.btf;
11995         insn_aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
11996
11997         insn_aux->is_iter_next = is_iter_next_kfunc(&meta);
11998
11999         if (is_kfunc_destructive(&meta) && !capable(CAP_SYS_BOOT)) {
12000                 verbose(env, "destructive kfunc calls require CAP_SYS_BOOT capability\n");
12001                 return -EACCES;
12002         }
12003
12004         sleepable = is_kfunc_sleepable(&meta);
12005         if (sleepable && !env->prog->aux->sleepable) {
12006                 verbose(env, "program must be sleepable to call sleepable kfunc %s\n", func_name);
12007                 return -EACCES;
12008         }
12009
12010         /* Check the arguments */
12011         err = check_kfunc_args(env, &meta, insn_idx);
12012         if (err < 0)
12013                 return err;
12014
12015         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
12016                 err = push_callback_call(env, insn, insn_idx, meta.subprogno,
12017                                          set_rbtree_add_callback_state);
12018                 if (err) {
12019                         verbose(env, "kfunc %s#%d failed callback verification\n",
12020                                 func_name, meta.func_id);
12021                         return err;
12022                 }
12023         }
12024
12025         rcu_lock = is_kfunc_bpf_rcu_read_lock(&meta);
12026         rcu_unlock = is_kfunc_bpf_rcu_read_unlock(&meta);
12027
12028         if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
12029                 struct bpf_func_state *state;
12030                 struct bpf_reg_state *reg;
12031                 u32 clear_mask = (1 << STACK_SPILL) | (1 << STACK_ITER);
12032
12033                 if (in_rbtree_lock_required_cb(env) && (rcu_lock || rcu_unlock)) {
12034                         verbose(env, "Calling bpf_rcu_read_{lock,unlock} in unnecessary rbtree callback\n");
12035                         return -EACCES;
12036                 }
12037
12038                 if (rcu_lock) {
12039                         verbose(env, "nested rcu read lock (kernel function %s)\n", func_name);
12040                         return -EINVAL;
12041                 } else if (rcu_unlock) {
12042                         bpf_for_each_reg_in_vstate_mask(env->cur_state, state, reg, clear_mask, ({
12043                                 if (reg->type & MEM_RCU) {
12044                                         reg->type &= ~(MEM_RCU | PTR_MAYBE_NULL);
12045                                         reg->type |= PTR_UNTRUSTED;
12046                                 }
12047                         }));
12048                         env->cur_state->active_rcu_lock = false;
12049                 } else if (sleepable) {
12050                         verbose(env, "kernel func %s is sleepable within rcu_read_lock region\n", func_name);
12051                         return -EACCES;
12052                 }
12053         } else if (rcu_lock) {
12054                 env->cur_state->active_rcu_lock = true;
12055         } else if (rcu_unlock) {
12056                 verbose(env, "unmatched rcu read unlock (kernel function %s)\n", func_name);
12057                 return -EINVAL;
12058         }
12059
12060         /* In case of release function, we get register number of refcounted
12061          * PTR_TO_BTF_ID in bpf_kfunc_arg_meta, do the release now.
12062          */
12063         if (meta.release_regno) {
12064                 err = release_reference(env, regs[meta.release_regno].ref_obj_id);
12065                 if (err) {
12066                         verbose(env, "kfunc %s#%d reference has not been acquired before\n",
12067                                 func_name, meta.func_id);
12068                         return err;
12069                 }
12070         }
12071
12072         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
12073             meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl] ||
12074             meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
12075                 release_ref_obj_id = regs[BPF_REG_2].ref_obj_id;
12076                 insn_aux->insert_off = regs[BPF_REG_2].off;
12077                 insn_aux->kptr_struct_meta = btf_find_struct_meta(meta.arg_btf, meta.arg_btf_id);
12078                 err = ref_convert_owning_non_owning(env, release_ref_obj_id);
12079                 if (err) {
12080                         verbose(env, "kfunc %s#%d conversion of owning ref to non-owning failed\n",
12081                                 func_name, meta.func_id);
12082                         return err;
12083                 }
12084
12085                 err = release_reference(env, release_ref_obj_id);
12086                 if (err) {
12087                         verbose(env, "kfunc %s#%d reference has not been acquired before\n",
12088                                 func_name, meta.func_id);
12089                         return err;
12090                 }
12091         }
12092
12093         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_throw]) {
12094                 if (!bpf_jit_supports_exceptions()) {
12095                         verbose(env, "JIT does not support calling kfunc %s#%d\n",
12096                                 func_name, meta.func_id);
12097                         return -ENOTSUPP;
12098                 }
12099                 env->seen_exception = true;
12100
12101                 /* In the case of the default callback, the cookie value passed
12102                  * to bpf_throw becomes the return value of the program.
12103                  */
12104                 if (!env->exception_callback_subprog) {
12105                         err = check_return_code(env, BPF_REG_1, "R1");
12106                         if (err < 0)
12107                                 return err;
12108                 }
12109         }
12110
12111         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++)
12112                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
12113
12114         /* Check return type */
12115         t = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, meta.func_proto->type, NULL);
12116
12117         if (is_kfunc_acquire(&meta) && !btf_type_is_struct_ptr(meta.btf, t)) {
12118                 /* Only exception is bpf_obj_new_impl */
12119                 if (meta.btf != btf_vmlinux ||
12120                     (meta.func_id != special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl] &&
12121                      meta.func_id != special_kfunc_list[KF_bpf_percpu_obj_new_impl] &&
12122                      meta.func_id != special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl])) {
12123                         verbose(env, "acquire kernel function does not return PTR_TO_BTF_ID\n");
12124                         return -EINVAL;
12125                 }
12126         }
12127
12128         if (btf_type_is_scalar(t)) {
12129                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
12130                 mark_btf_func_reg_size(env, BPF_REG_0, t->size);
12131         } else if (btf_type_is_ptr(t)) {
12132                 ptr_type = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, t->type, &ptr_type_id);
12133
12134                 if (meta.btf == btf_vmlinux && btf_id_set_contains(&special_kfunc_set, meta.func_id)) {
12135                         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl] ||
12136                             meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_percpu_obj_new_impl]) {
12137                                 struct btf_struct_meta *struct_meta;
12138                                 struct btf *ret_btf;
12139                                 u32 ret_btf_id;
12140
12141                                 if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl] && !bpf_global_ma_set)
12142                                         return -ENOMEM;
12143
12144                                 if (((u64)(u32)meta.arg_constant.value) != meta.arg_constant.value) {
12145                                         verbose(env, "local type ID argument must be in range [0, U32_MAX]\n");
12146                                         return -EINVAL;
12147                                 }
12148
12149                                 ret_btf = env->prog->aux->btf;
12150                                 ret_btf_id = meta.arg_constant.value;
12151
12152                                 /* This may be NULL due to user not supplying a BTF */
12153                                 if (!ret_btf) {
12154                                         verbose(env, "bpf_obj_new/bpf_percpu_obj_new requires prog BTF\n");
12155                                         return -EINVAL;
12156                                 }
12157
12158                                 ret_t = btf_type_by_id(ret_btf, ret_btf_id);
12159                                 if (!ret_t || !__btf_type_is_struct(ret_t)) {
12160                                         verbose(env, "bpf_obj_new/bpf_percpu_obj_new type ID argument must be of a struct\n");
12161                                         return -EINVAL;
12162                                 }
12163
12164                                 if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_percpu_obj_new_impl]) {
12165                                         if (ret_t->size > BPF_GLOBAL_PERCPU_MA_MAX_SIZE) {
12166                                                 verbose(env, "bpf_percpu_obj_new type size (%d) is greater than %d\n",
12167                                                         ret_t->size, BPF_GLOBAL_PERCPU_MA_MAX_SIZE);
12168                                                 return -EINVAL;
12169                                         }
12170
12171                                         if (!bpf_global_percpu_ma_set) {
12172                                                 mutex_lock(&bpf_percpu_ma_lock);
12173                                                 if (!bpf_global_percpu_ma_set) {
12174                                                         /* Charge memory allocated with bpf_global_percpu_ma to
12175                                                          * root memcg. The obj_cgroup for root memcg is NULL.
12176                                                          */
12177                                                         err = bpf_mem_alloc_percpu_init(&bpf_global_percpu_ma, NULL);
12178                                                         if (!err)
12179                                                                 bpf_global_percpu_ma_set = true;
12180                                                 }
12181                                                 mutex_unlock(&bpf_percpu_ma_lock);
12182                                                 if (err)
12183                                                         return err;
12184                                         }
12185
12186                                         mutex_lock(&bpf_percpu_ma_lock);
12187                                         err = bpf_mem_alloc_percpu_unit_init(&bpf_global_percpu_ma, ret_t->size);
12188                                         mutex_unlock(&bpf_percpu_ma_lock);
12189                                         if (err)
12190                                                 return err;
12191                                 }
12192
12193                                 struct_meta = btf_find_struct_meta(ret_btf, ret_btf_id);
12194                                 if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_percpu_obj_new_impl]) {
12195                                         if (!__btf_type_is_scalar_struct(env, ret_btf, ret_t, 0)) {
12196                                                 verbose(env, "bpf_percpu_obj_new type ID argument must be of a struct of scalars\n");
12197                                                 return -EINVAL;
12198                                         }
12199
12200                                         if (struct_meta) {
12201                                                 verbose(env, "bpf_percpu_obj_new type ID argument must not contain special fields\n");
12202                                                 return -EINVAL;
12203                                         }
12204                                 }
12205
12206                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
12207                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC;
12208                                 regs[BPF_REG_0].btf = ret_btf;
12209                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = ret_btf_id;
12210                                 if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_percpu_obj_new_impl])
12211                                         regs[BPF_REG_0].type |= MEM_PERCPU;
12212
12213                                 insn_aux->obj_new_size = ret_t->size;
12214                                 insn_aux->kptr_struct_meta = struct_meta;
12215                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl]) {
12216                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
12217                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC;
12218                                 regs[BPF_REG_0].btf = meta.arg_btf;
12219                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.arg_btf_id;
12220
12221                                 insn_aux->kptr_struct_meta =
12222                                         btf_find_struct_meta(meta.arg_btf,
12223                                                              meta.arg_btf_id);
12224                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_front] ||
12225                                    meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_back]) {
12226                                 struct btf_field *field = meta.arg_list_head.field;
12227
12228                                 mark_reg_graph_node(regs, BPF_REG_0, &field->graph_root);
12229                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove] ||
12230                                    meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_first]) {
12231                                 struct btf_field *field = meta.arg_rbtree_root.field;
12232
12233                                 mark_reg_graph_node(regs, BPF_REG_0, &field->graph_root);
12234                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx]) {
12235                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
12236                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED;
12237                                 regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
12238                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.ret_btf_id;
12239                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rdonly_cast]) {
12240                                 ret_t = btf_type_by_id(desc_btf, meta.arg_constant.value);
12241                                 if (!ret_t || !btf_type_is_struct(ret_t)) {
12242                                         verbose(env,
12243                                                 "kfunc bpf_rdonly_cast type ID argument must be of a struct\n");
12244                                         return -EINVAL;
12245                                 }
12246
12247                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
12248                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED;
12249                                 regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
12250                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.arg_constant.value;
12251                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_slice] ||
12252                                    meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_slice_rdwr]) {
12253                                 enum bpf_type_flag type_flag = get_dynptr_type_flag(meta.initialized_dynptr.type);
12254
12255                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
12256
12257                                 if (!meta.arg_constant.found) {
12258                                         verbose(env, "verifier internal error: bpf_dynptr_slice(_rdwr) no constant size\n");
12259                                         return -EFAULT;
12260                                 }
12261
12262                                 regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.arg_constant.value;
12263
12264                                 /* PTR_MAYBE_NULL will be added when is_kfunc_ret_null is checked */
12265                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | type_flag;
12266
12267                                 if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_slice]) {
12268                                         regs[BPF_REG_0].type |= MEM_RDONLY;
12269                                 } else {
12270                                         /* this will set env->seen_direct_write to true */
12271                                         if (!may_access_direct_pkt_data(env, NULL, BPF_WRITE)) {
12272                                                 verbose(env, "the prog does not allow writes to packet data\n");
12273                                                 return -EINVAL;
12274                                         }
12275                                 }
12276
12277                                 if (!meta.initialized_dynptr.id) {
12278                                         verbose(env, "verifier internal error: no dynptr id\n");
12279                                         return -EFAULT;
12280                                 }
12281                                 regs[BPF_REG_0].dynptr_id = meta.initialized_dynptr.id;
12282
12283                                 /* we don't need to set BPF_REG_0's ref obj id
12284                                  * because packet slices are not refcounted (see
12285                                  * dynptr_type_refcounted)
12286                                  */
12287                         } else {
12288                                 verbose(env, "kernel function %s unhandled dynamic return type\n",
12289                                         meta.func_name);
12290                                 return -EFAULT;
12291                         }
12292                 } else if (!__btf_type_is_struct(ptr_type)) {
12293                         if (!meta.r0_size) {
12294                                 __u32 sz;
12295
12296                                 if (!IS_ERR(btf_resolve_size(desc_btf, ptr_type, &sz))) {
12297                                         meta.r0_size = sz;
12298                                         meta.r0_rdonly = true;
12299                                 }
12300                         }
12301                         if (!meta.r0_size) {
12302                                 ptr_type_name = btf_name_by_offset(desc_btf,
12303                                                                    ptr_type->name_off);
12304                                 verbose(env,
12305                                         "kernel function %s returns pointer type %s %s is not supported\n",
12306                                         func_name,
12307                                         btf_type_str(ptr_type),
12308                                         ptr_type_name);
12309                                 return -EINVAL;
12310                         }
12311
12312                         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
12313                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM;
12314                         regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.r0_size;
12315
12316                         if (meta.r0_rdonly)
12317                                 regs[BPF_REG_0].type |= MEM_RDONLY;
12318
12319                         /* Ensures we don't access the memory after a release_reference() */
12320                         if (meta.ref_obj_id)
12321                                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
12322                 } else {
12323                         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
12324                         regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
12325                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID;
12326                         regs[BPF_REG_0].btf_id = ptr_type_id;
12327                 }
12328
12329                 if (is_kfunc_ret_null(&meta)) {
12330                         regs[BPF_REG_0].type |= PTR_MAYBE_NULL;
12331                         /* For mark_ptr_or_null_reg, see 93c230e3f5bd6 */
12332                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
12333                 }
12334                 mark_btf_func_reg_size(env, BPF_REG_0, sizeof(void *));
12335                 if (is_kfunc_acquire(&meta)) {
12336                         int id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
12337
12338                         if (id < 0)
12339                                 return id;
12340                         if (is_kfunc_ret_null(&meta))
12341                                 regs[BPF_REG_0].id = id;
12342                         regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = id;
12343                 } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_first]) {
12344                         ref_set_non_owning(env, &regs[BPF_REG_0]);
12345                 }
12346
12347                 if (reg_may_point_to_spin_lock(&regs[BPF_REG_0]) && !regs[BPF_REG_0].id)
12348                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
12349         } else if (btf_type_is_void(t)) {
12350                 if (meta.btf == btf_vmlinux && btf_id_set_contains(&special_kfunc_set, meta.func_id)) {
12351                         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_drop_impl] ||
12352                             meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_percpu_obj_drop_impl]) {
12353                                 insn_aux->kptr_struct_meta =
12354                                         btf_find_struct_meta(meta.arg_btf,
12355                                                              meta.arg_btf_id);
12356                         }
12357                 }
12358         }
12359
12360         nargs = btf_type_vlen(meta.func_proto);
12361         args = (const struct btf_param *)(meta.func_proto + 1);
12362         for (i = 0; i < nargs; i++) {
12363                 u32 regno = i + 1;
12364
12365                 t = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, args[i].type, NULL);
12366                 if (btf_type_is_ptr(t))
12367                         mark_btf_func_reg_size(env, regno, sizeof(void *));
12368                 else
12369                         /* scalar. ensured by btf_check_kfunc_arg_match() */
12370                         mark_btf_func_reg_size(env, regno, t->size);
12371         }
12372
12373         if (is_iter_next_kfunc(&meta)) {
12374                 err = process_iter_next_call(env, insn_idx, &meta);
12375                 if (err)
12376                         return err;
12377         }
12378
12379         return 0;
12380 }
12381
12382 static bool signed_add_overflows(s64 a, s64 b)
12383 {
12384         /* Do the add in u64, where overflow is well-defined */
12385         s64 res = (s64)((u64)a + (u64)b);
12386
12387         if (b < 0)
12388                 return res > a;
12389         return res < a;
12390 }
12391
12392 static bool signed_add32_overflows(s32 a, s32 b)
12393 {
12394         /* Do the add in u32, where overflow is well-defined */
12395         s32 res = (s32)((u32)a + (u32)b);
12396
12397         if (b < 0)
12398                 return res > a;
12399         return res < a;
12400 }
12401
12402 static bool signed_sub_overflows(s64 a, s64 b)
12403 {
12404         /* Do the sub in u64, where overflow is well-defined */
12405         s64 res = (s64)((u64)a - (u64)b);
12406
12407         if (b < 0)
12408                 return res < a;
12409         return res > a;
12410 }
12411
12412 static bool signed_sub32_overflows(s32 a, s32 b)
12413 {
12414         /* Do the sub in u32, where overflow is well-defined */
12415         s32 res = (s32)((u32)a - (u32)b);
12416
12417         if (b < 0)
12418                 return res < a;
12419         return res > a;
12420 }
12421
12422 static bool check_reg_sane_offset(struct bpf_verifier_env *env,
12423                                   const struct bpf_reg_state *reg,
12424                                   enum bpf_reg_type type)
12425 {
12426         bool known = tnum_is_const(reg->var_off);
12427         s64 val = reg->var_off.value;
12428         s64 smin = reg->smin_value;
12429
12430         if (known && (val >= BPF_MAX_VAR_OFF || val <= -BPF_MAX_VAR_OFF)) {
12431                 verbose(env, "math between %s pointer and %lld is not allowed\n",
12432                         reg_type_str(env, type), val);
12433                 return false;
12434         }
12435
12436         if (reg->off >= BPF_MAX_VAR_OFF || reg->off <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
12437                 verbose(env, "%s pointer offset %d is not allowed\n",
12438                         reg_type_str(env, type), reg->off);
12439                 return false;
12440         }
12441
12442         if (smin == S64_MIN) {
12443                 verbose(env, "math between %s pointer and register with unbounded min value is not allowed\n",
12444                         reg_type_str(env, type));
12445                 return false;
12446         }
12447
12448         if (smin >= BPF_MAX_VAR_OFF || smin <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
12449                 verbose(env, "value %lld makes %s pointer be out of bounds\n",
12450                         smin, reg_type_str(env, type));
12451                 return false;
12452         }
12453
12454         return true;
12455 }
12456
12457 enum {
12458         REASON_BOUNDS   = -1,
12459         REASON_TYPE     = -2,
12460         REASON_PATHS    = -3,
12461         REASON_LIMIT    = -4,
12462         REASON_STACK    = -5,
12463 };
12464
12465 static int retrieve_ptr_limit(const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
12466                               u32 *alu_limit, bool mask_to_left)
12467 {
12468         u32 max = 0, ptr_limit = 0;
12469
12470         switch (ptr_reg->type) {
12471         case PTR_TO_STACK:
12472                 /* Offset 0 is out-of-bounds, but acceptable start for the
12473                  * left direction, see BPF_REG_FP. Also, unknown scalar
12474                  * offset where we would need to deal with min/max bounds is
12475                  * currently prohibited for unprivileged.
12476                  */
12477                 max = MAX_BPF_STACK + mask_to_left;
12478                 ptr_limit = -(ptr_reg->var_off.value + ptr_reg->off);
12479                 break;
12480         case PTR_TO_MAP_VALUE:
12481                 max = ptr_reg->map_ptr->value_size;
12482                 ptr_limit = (mask_to_left ?
12483                              ptr_reg->smin_value :
12484                              ptr_reg->umax_value) + ptr_reg->off;
12485                 break;
12486         default:
12487                 return REASON_TYPE;
12488         }
12489
12490         if (ptr_limit >= max)
12491                 return REASON_LIMIT;
12492         *alu_limit = ptr_limit;
12493         return 0;
12494 }
12495
12496 static bool can_skip_alu_sanitation(const struct bpf_verifier_env *env,
12497                                     const struct bpf_insn *insn)
12498 {
12499         return env->bypass_spec_v1 || BPF_SRC(insn->code) == BPF_K;
12500 }
12501
12502 static int update_alu_sanitation_state(struct bpf_insn_aux_data *aux,
12503                                        u32 alu_state, u32 alu_limit)
12504 {
12505         /* If we arrived here from different branches with different
12506          * state or limits to sanitize, then this won't work.
12507          */
12508         if (aux->alu_state &&
12509             (aux->alu_state != alu_state ||
12510              aux->alu_limit != alu_limit))
12511                 return REASON_PATHS;
12512
12513         /* Corresponding fixup done in do_misc_fixups(). */
12514         aux->alu_state = alu_state;
12515         aux->alu_limit = alu_limit;
12516         return 0;
12517 }
12518
12519 static int sanitize_val_alu(struct bpf_verifier_env *env,
12520                             struct bpf_insn *insn)
12521 {
12522         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
12523
12524         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
12525                 return 0;
12526
12527         return update_alu_sanitation_state(aux, BPF_ALU_NON_POINTER, 0);
12528 }
12529
12530 static bool sanitize_needed(u8 opcode)
12531 {
12532         return opcode == BPF_ADD || opcode == BPF_SUB;
12533 }
12534
12535 struct bpf_sanitize_info {
12536         struct bpf_insn_aux_data aux;
12537         bool mask_to_left;
12538 };
12539
12540 static struct bpf_verifier_state *
12541 sanitize_speculative_path(struct bpf_verifier_env *env,
12542                           const struct bpf_insn *insn,
12543                           u32 next_idx, u32 curr_idx)
12544 {
12545         struct bpf_verifier_state *branch;
12546         struct bpf_reg_state *regs;
12547
12548         branch = push_stack(env, next_idx, curr_idx, true);
12549         if (branch && insn) {
12550                 regs = branch->frame[branch->curframe]->regs;
12551                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
12552                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12553                 } else if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
12554                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12555                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->src_reg);
12556                 }
12557         }
12558         return branch;
12559 }
12560
12561 static int sanitize_ptr_alu(struct bpf_verifier_env *env,
12562                             struct bpf_insn *insn,
12563                             const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
12564                             const struct bpf_reg_state *off_reg,
12565                             struct bpf_reg_state *dst_reg,
12566                             struct bpf_sanitize_info *info,
12567                             const bool commit_window)
12568 {
12569         struct bpf_insn_aux_data *aux = commit_window ? cur_aux(env) : &info->aux;
12570         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
12571         bool off_is_imm = tnum_is_const(off_reg->var_off);
12572         bool off_is_neg = off_reg->smin_value < 0;
12573         bool ptr_is_dst_reg = ptr_reg == dst_reg;
12574         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
12575         u32 alu_state, alu_limit;
12576         struct bpf_reg_state tmp;
12577         bool ret;
12578         int err;
12579
12580         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
12581                 return 0;
12582
12583         /* We already marked aux for masking from non-speculative
12584          * paths, thus we got here in the first place. We only care
12585          * to explore bad access from here.
12586          */
12587         if (vstate->speculative)
12588                 goto do_sim;
12589
12590         if (!commit_window) {
12591                 if (!tnum_is_const(off_reg->var_off) &&
12592                     (off_reg->smin_value < 0) != (off_reg->smax_value < 0))
12593                         return REASON_BOUNDS;
12594
12595                 info->mask_to_left = (opcode == BPF_ADD &&  off_is_neg) ||
12596                                      (opcode == BPF_SUB && !off_is_neg);
12597         }
12598
12599         err = retrieve_ptr_limit(ptr_reg, &alu_limit, info->mask_to_left);
12600         if (err < 0)
12601                 return err;
12602
12603         if (commit_window) {
12604                 /* In commit phase we narrow the masking window based on
12605                  * the observed pointer move after the simulated operation.
12606                  */
12607                 alu_state = info->aux.alu_state;
12608                 alu_limit = abs(info->aux.alu_limit - alu_limit);
12609         } else {
12610                 alu_state  = off_is_neg ? BPF_ALU_NEG_VALUE : 0;
12611                 alu_state |= off_is_imm ? BPF_ALU_IMMEDIATE : 0;
12612                 alu_state |= ptr_is_dst_reg ?
12613                              BPF_ALU_SANITIZE_SRC : BPF_ALU_SANITIZE_DST;
12614
12615                 /* Limit pruning on unknown scalars to enable deep search for
12616                  * potential masking differences from other program paths.
12617                  */
12618                 if (!off_is_imm)
12619                         env->explore_alu_limits = true;
12620         }
12621
12622         err = update_alu_sanitation_state(aux, alu_state, alu_limit);
12623         if (err < 0)
12624                 return err;
12625 do_sim:
12626         /* If we're in commit phase, we're done here given we already
12627          * pushed the truncated dst_reg into the speculative verification
12628          * stack.
12629          *
12630          * Also, when register is a known constant, we rewrite register-based
12631          * operation to immediate-based, and thus do not need masking (and as
12632          * a consequence, do not need to simulate the zero-truncation either).
12633          */
12634         if (commit_window || off_is_imm)
12635                 return 0;
12636
12637         /* Simulate and find potential out-of-bounds access under
12638          * speculative execution from truncation as a result of
12639          * masking when off was not within expected range. If off
12640          * sits in dst, then we temporarily need to move ptr there
12641          * to simulate dst (== 0) +/-= ptr. Needed, for example,
12642          * for cases where we use K-based arithmetic in one direction
12643          * and truncated reg-based in the other in order to explore
12644          * bad access.
12645          */
12646         if (!ptr_is_dst_reg) {
12647                 tmp = *dst_reg;
12648                 copy_register_state(dst_reg, ptr_reg);
12649         }
12650         ret = sanitize_speculative_path(env, NULL, env->insn_idx + 1,
12651                                         env->insn_idx);
12652         if (!ptr_is_dst_reg && ret)
12653                 *dst_reg = tmp;
12654         return !ret ? REASON_STACK : 0;
12655 }
12656
12657 static void sanitize_mark_insn_seen(struct bpf_verifier_env *env)
12658 {
12659         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
12660
12661         /* If we simulate paths under speculation, we don't update the
12662          * insn as 'seen' such that when we verify unreachable paths in
12663          * the non-speculative domain, sanitize_dead_code() can still
12664          * rewrite/sanitize them.
12665          */
12666         if (!vstate->speculative)
12667                 env->insn_aux_data[env->insn_idx].seen = env->pass_cnt;
12668 }
12669
12670 static int sanitize_err(struct bpf_verifier_env *env,
12671                         const struct bpf_insn *insn, int reason,
12672                         const struct bpf_reg_state *off_reg,
12673                         const struct bpf_reg_state *dst_reg)
12674 {
12675         static const char *err = "pointer arithmetic with it prohibited for !root";
12676         const char *op = BPF_OP(insn->code) == BPF_ADD ? "add" : "sub";
12677         u32 dst = insn->dst_reg, src = insn->src_reg;
12678
12679         switch (reason) {
12680         case REASON_BOUNDS:
12681                 verbose(env, "R%d has unknown scalar with mixed signed bounds, %s\n",
12682                         off_reg == dst_reg ? dst : src, err);
12683                 break;
12684         case REASON_TYPE:
12685                 verbose(env, "R%d has pointer with unsupported alu operation, %s\n",
12686                         off_reg == dst_reg ? src : dst, err);
12687                 break;
12688         case REASON_PATHS:
12689                 verbose(env, "R%d tried to %s from different maps, paths or scalars, %s\n",
12690                         dst, op, err);
12691                 break;
12692         case REASON_LIMIT:
12693                 verbose(env, "R%d tried to %s beyond pointer bounds, %s\n",
12694                         dst, op, err);
12695                 break;
12696         case REASON_STACK:
12697                 verbose(env, "R%d could not be pushed for speculative verification, %s\n",
12698                         dst, err);
12699                 break;
12700         default:
12701                 verbose(env, "verifier internal error: unknown reason (%d)\n",
12702                         reason);
12703                 break;
12704         }
12705
12706         return -EACCES;
12707 }
12708
12709 /* check that stack access falls within stack limits and that 'reg' doesn't
12710  * have a variable offset.
12711  *
12712  * Variable offset is prohibited for unprivileged mode for simplicity since it
12713  * requires corresponding support in Spectre masking for stack ALU.  See also
12714  * retrieve_ptr_limit().
12715  *
12716  *
12717  * 'off' includes 'reg->off'.
12718  */
12719 static int check_stack_access_for_ptr_arithmetic(
12720                                 struct bpf_verifier_env *env,
12721                                 int regno,
12722                                 const struct bpf_reg_state *reg,
12723                                 int off)
12724 {
12725         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
12726                 char tn_buf[48];
12727
12728                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
12729                 verbose(env, "R%d variable stack access prohibited for !root, var_off=%s off=%d\n",
12730                         regno, tn_buf, off);
12731                 return -EACCES;
12732         }
12733
12734         if (off >= 0 || off < -MAX_BPF_STACK) {
12735                 verbose(env, "R%d stack pointer arithmetic goes out of range, "
12736                         "prohibited for !root; off=%d\n", regno, off);
12737                 return -EACCES;
12738         }
12739
12740         return 0;
12741 }
12742
12743 static int sanitize_check_bounds(struct bpf_verifier_env *env,
12744                                  const struct bpf_insn *insn,
12745                                  const struct bpf_reg_state *dst_reg)
12746 {
12747         u32 dst = insn->dst_reg;
12748
12749         /* For unprivileged we require that resulting offset must be in bounds
12750          * in order to be able to sanitize access later on.
12751          */
12752         if (env->bypass_spec_v1)
12753                 return 0;
12754
12755         switch (dst_reg->type) {
12756         case PTR_TO_STACK:
12757                 if (check_stack_access_for_ptr_arithmetic(env, dst, dst_reg,
12758                                         dst_reg->off + dst_reg->var_off.value))
12759                         return -EACCES;
12760                 break;
12761         case PTR_TO_MAP_VALUE:
12762                 if (check_map_access(env, dst, dst_reg->off, 1, false, ACCESS_HELPER)) {
12763                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic of map value goes out of range, "
12764                                 "prohibited for !root\n", dst);
12765                         return -EACCES;
12766                 }
12767                 break;
12768         default:
12769                 break;
12770         }
12771
12772         return 0;
12773 }
12774
12775 /* Handles arithmetic on a pointer and a scalar: computes new min/max and var_off.
12776  * Caller should also handle BPF_MOV case separately.
12777  * If we return -EACCES, caller may want to try again treating pointer as a
12778  * scalar.  So we only emit a diagnostic if !env->allow_ptr_leaks.
12779  */
12780 static int adjust_ptr_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
12781                                    struct bpf_insn *insn,
12782                                    const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
12783                                    const struct bpf_reg_state *off_reg)
12784 {
12785         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
12786         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
12787         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg;
12788         bool known = tnum_is_const(off_reg->var_off);
12789         s64 smin_val = off_reg->smin_value, smax_val = off_reg->smax_value,
12790             smin_ptr = ptr_reg->smin_value, smax_ptr = ptr_reg->smax_value;
12791         u64 umin_val = off_reg->umin_value, umax_val = off_reg->umax_value,
12792             umin_ptr = ptr_reg->umin_value, umax_ptr = ptr_reg->umax_value;
12793         struct bpf_sanitize_info info = {};
12794         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
12795         u32 dst = insn->dst_reg;
12796         int ret;
12797
12798         dst_reg = &regs[dst];
12799
12800         if ((known && (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
12801             smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
12802                 /* Taint dst register if offset had invalid bounds derived from
12803                  * e.g. dead branches.
12804                  */
12805                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
12806                 return 0;
12807         }
12808
12809         if (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64) {
12810                 /* 32-bit ALU ops on pointers produce (meaningless) scalars */
12811                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
12812                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
12813                         return 0;
12814                 }
12815
12816                 verbose(env,
12817                         "R%d 32-bit pointer arithmetic prohibited\n",
12818                         dst);
12819                 return -EACCES;
12820         }
12821
12822         if (ptr_reg->type & PTR_MAYBE_NULL) {
12823                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited, null-check it first\n",
12824                         dst, reg_type_str(env, ptr_reg->type));
12825                 return -EACCES;
12826         }
12827
12828         switch (base_type(ptr_reg->type)) {
12829         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
12830                 if (known)
12831                         break;
12832                 fallthrough;
12833         case CONST_PTR_TO_MAP:
12834                 /* smin_val represents the known value */
12835                 if (known && smin_val == 0 && opcode == BPF_ADD)
12836                         break;
12837                 fallthrough;
12838         case PTR_TO_PACKET_END:
12839         case PTR_TO_SOCKET:
12840         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
12841         case PTR_TO_TCP_SOCK:
12842         case PTR_TO_XDP_SOCK:
12843                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited\n",
12844                         dst, reg_type_str(env, ptr_reg->type));
12845                 return -EACCES;
12846         default:
12847                 break;
12848         }
12849
12850         /* In case of 'scalar += pointer', dst_reg inherits pointer type and id.
12851          * The id may be overwritten later if we create a new variable offset.
12852          */
12853         dst_reg->type = ptr_reg->type;
12854         dst_reg->id = ptr_reg->id;
12855
12856         if (!check_reg_sane_offset(env, off_reg, ptr_reg->type) ||
12857             !check_reg_sane_offset(env, ptr_reg, ptr_reg->type))
12858                 return -EINVAL;
12859
12860         /* pointer types do not carry 32-bit bounds at the moment. */
12861         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
12862
12863         if (sanitize_needed(opcode)) {
12864                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, ptr_reg, off_reg, dst_reg,
12865                                        &info, false);
12866                 if (ret < 0)
12867                         return sanitize_err(env, insn, ret, off_reg, dst_reg);
12868         }
12869
12870         switch (opcode) {
12871         case BPF_ADD:
12872                 /* We can take a fixed offset as long as it doesn't overflow
12873                  * the s32 'off' field
12874                  */
12875                 if (known && (ptr_reg->off + smin_val ==
12876                               (s64)(s32)(ptr_reg->off + smin_val))) {
12877                         /* pointer += K.  Accumulate it into fixed offset */
12878                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
12879                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
12880                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
12881                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
12882                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
12883                         dst_reg->off = ptr_reg->off + smin_val;
12884                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
12885                         break;
12886                 }
12887                 /* A new variable offset is created.  Note that off_reg->off
12888                  * == 0, since it's a scalar.
12889                  * dst_reg gets the pointer type and since some positive
12890                  * integer value was added to the pointer, give it a new 'id'
12891                  * if it's a PTR_TO_PACKET.
12892                  * this creates a new 'base' pointer, off_reg (variable) gets
12893                  * added into the variable offset, and we copy the fixed offset
12894                  * from ptr_reg.
12895                  */
12896                 if (signed_add_overflows(smin_ptr, smin_val) ||
12897                     signed_add_overflows(smax_ptr, smax_val)) {
12898                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12899                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12900                 } else {
12901                         dst_reg->smin_value = smin_ptr + smin_val;
12902                         dst_reg->smax_value = smax_ptr + smax_val;
12903                 }
12904                 if (umin_ptr + umin_val < umin_ptr ||
12905                     umax_ptr + umax_val < umax_ptr) {
12906                         dst_reg->umin_value = 0;
12907                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12908                 } else {
12909                         dst_reg->umin_value = umin_ptr + umin_val;
12910                         dst_reg->umax_value = umax_ptr + umax_val;
12911                 }
12912                 dst_reg->var_off = tnum_add(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
12913                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
12914                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
12915                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
12916                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
12917                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
12918                         memset(&dst_reg->raw, 0, sizeof(dst_reg->raw));
12919                 }
12920                 break;
12921         case BPF_SUB:
12922                 if (dst_reg == off_reg) {
12923                         /* scalar -= pointer.  Creates an unknown scalar */
12924                         verbose(env, "R%d tried to subtract pointer from scalar\n",
12925                                 dst);
12926                         return -EACCES;
12927                 }
12928                 /* We don't allow subtraction from FP, because (according to
12929                  * test_verifier.c test "invalid fp arithmetic", JITs might not
12930                  * be able to deal with it.
12931                  */
12932                 if (ptr_reg->type == PTR_TO_STACK) {
12933                         verbose(env, "R%d subtraction from stack pointer prohibited\n",
12934                                 dst);
12935                         return -EACCES;
12936                 }
12937                 if (known && (ptr_reg->off - smin_val ==
12938                               (s64)(s32)(ptr_reg->off - smin_val))) {
12939                         /* pointer -= K.  Subtract it from fixed offset */
12940                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
12941                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
12942                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
12943                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
12944                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
12945                         dst_reg->id = ptr_reg->id;
12946                         dst_reg->off = ptr_reg->off - smin_val;
12947                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
12948                         break;
12949                 }
12950                 /* A new variable offset is created.  If the subtrahend is known
12951                  * nonnegative, then any reg->range we had before is still good.
12952                  */
12953                 if (signed_sub_overflows(smin_ptr, smax_val) ||
12954                     signed_sub_overflows(smax_ptr, smin_val)) {
12955                         /* Overflow possible, we know nothing */
12956                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12957                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12958                 } else {
12959                         dst_reg->smin_value = smin_ptr - smax_val;
12960                         dst_reg->smax_value = smax_ptr - smin_val;
12961                 }
12962                 if (umin_ptr < umax_val) {
12963                         /* Overflow possible, we know nothing */
12964                         dst_reg->umin_value = 0;
12965                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12966                 } else {
12967                         /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
12968                         dst_reg->umin_value = umin_ptr - umax_val;
12969                         dst_reg->umax_value = umax_ptr - umin_val;
12970                 }
12971                 dst_reg->var_off = tnum_sub(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
12972                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
12973                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
12974                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
12975                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
12976                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
12977                         if (smin_val < 0)
12978                                 memset(&dst_reg->raw, 0, sizeof(dst_reg->raw));
12979                 }
12980                 break;
12981         case BPF_AND:
12982         case BPF_OR:
12983         case BPF_XOR:
12984                 /* bitwise ops on pointers are troublesome, prohibit. */
12985                 verbose(env, "R%d bitwise operator %s on pointer prohibited\n",
12986                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
12987                 return -EACCES;
12988         default:
12989                 /* other operators (e.g. MUL,LSH) produce non-pointer results */
12990                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic with %s operator prohibited\n",
12991                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
12992                 return -EACCES;
12993         }
12994
12995         if (!check_reg_sane_offset(env, dst_reg, ptr_reg->type))
12996                 return -EINVAL;
12997         reg_bounds_sync(dst_reg);
12998         if (sanitize_check_bounds(env, insn, dst_reg) < 0)
12999                 return -EACCES;
13000         if (sanitize_needed(opcode)) {
13001                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, dst_reg, off_reg, dst_reg,
13002                                        &info, true);
13003                 if (ret < 0)
13004                         return sanitize_err(env, insn, ret, off_reg, dst_reg);
13005         }
13006
13007         return 0;
13008 }
13009
13010 static void scalar32_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13011                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
13012 {
13013         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
13014         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
13015         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
13016         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
13017
13018         if (signed_add32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smin_val) ||
13019             signed_add32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smax_val)) {
13020                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
13021                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
13022         } else {
13023                 dst_reg->s32_min_value += smin_val;
13024                 dst_reg->s32_max_value += smax_val;
13025         }
13026         if (dst_reg->u32_min_value + umin_val < umin_val ||
13027             dst_reg->u32_max_value + umax_val < umax_val) {
13028                 dst_reg->u32_min_value = 0;
13029                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
13030         } else {
13031                 dst_reg->u32_min_value += umin_val;
13032                 dst_reg->u32_max_value += umax_val;
13033         }
13034 }
13035
13036 static void scalar_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13037                                struct bpf_reg_state *src_reg)
13038 {
13039         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
13040         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
13041         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
13042         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
13043
13044         if (signed_add_overflows(dst_reg->smin_value, smin_val) ||
13045             signed_add_overflows(dst_reg->smax_value, smax_val)) {
13046                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
13047                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
13048         } else {
13049                 dst_reg->smin_value += smin_val;
13050                 dst_reg->smax_value += smax_val;
13051         }
13052         if (dst_reg->umin_value + umin_val < umin_val ||
13053             dst_reg->umax_value + umax_val < umax_val) {
13054                 dst_reg->umin_value = 0;
13055                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
13056         } else {
13057                 dst_reg->umin_value += umin_val;
13058                 dst_reg->umax_value += umax_val;
13059         }
13060 }
13061
13062 static void scalar32_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13063                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
13064 {
13065         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
13066         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
13067         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
13068         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
13069
13070         if (signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smax_val) ||
13071             signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smin_val)) {
13072                 /* Overflow possible, we know nothing */
13073                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
13074                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
13075         } else {
13076                 dst_reg->s32_min_value -= smax_val;
13077                 dst_reg->s32_max_value -= smin_val;
13078         }
13079         if (dst_reg->u32_min_value < umax_val) {
13080                 /* Overflow possible, we know nothing */
13081                 dst_reg->u32_min_value = 0;
13082                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
13083         } else {
13084                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
13085                 dst_reg->u32_min_value -= umax_val;
13086                 dst_reg->u32_max_value -= umin_val;
13087         }
13088 }
13089
13090 static void scalar_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13091                                struct bpf_reg_state *src_reg)
13092 {
13093         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
13094         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
13095         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
13096         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
13097
13098         if (signed_sub_overflows(dst_reg->smin_value, smax_val) ||
13099             signed_sub_overflows(dst_reg->smax_value, smin_val)) {
13100                 /* Overflow possible, we know nothing */
13101                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
13102                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
13103         } else {
13104                 dst_reg->smin_value -= smax_val;
13105                 dst_reg->smax_value -= smin_val;
13106         }
13107         if (dst_reg->umin_value < umax_val) {
13108                 /* Overflow possible, we know nothing */
13109                 dst_reg->umin_value = 0;
13110                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
13111         } else {
13112                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
13113                 dst_reg->umin_value -= umax_val;
13114                 dst_reg->umax_value -= umin_val;
13115         }
13116 }
13117
13118 static void scalar32_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13119                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
13120 {
13121         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
13122         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
13123         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
13124
13125         if (smin_val < 0 || dst_reg->s32_min_value < 0) {
13126                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
13127                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
13128                 return;
13129         }
13130         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
13131          * copy the result to signed (unless it exceeds S32_MAX).
13132          */
13133         if (umax_val > U16_MAX || dst_reg->u32_max_value > U16_MAX) {
13134                 /* Potential overflow, we know nothing */
13135                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
13136                 return;
13137         }
13138         dst_reg->u32_min_value *= umin_val;
13139         dst_reg->u32_max_value *= umax_val;
13140         if (dst_reg->u32_max_value > S32_MAX) {
13141                 /* Overflow possible, we know nothing */
13142                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
13143                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
13144         } else {
13145                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
13146                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
13147         }
13148 }
13149
13150 static void scalar_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13151                                struct bpf_reg_state *src_reg)
13152 {
13153         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
13154         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
13155         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
13156
13157         if (smin_val < 0 || dst_reg->smin_value < 0) {
13158                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
13159                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
13160                 return;
13161         }
13162         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
13163          * copy the result to signed (unless it exceeds S64_MAX).
13164          */
13165         if (umax_val > U32_MAX || dst_reg->umax_value > U32_MAX) {
13166                 /* Potential overflow, we know nothing */
13167                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
13168                 return;
13169         }
13170         dst_reg->umin_value *= umin_val;
13171         dst_reg->umax_value *= umax_val;
13172         if (dst_reg->umax_value > S64_MAX) {
13173                 /* Overflow possible, we know nothing */
13174                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
13175                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
13176         } else {
13177                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
13178                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
13179         }
13180 }
13181
13182 static void scalar32_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13183                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
13184 {
13185         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
13186         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
13187         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
13188         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
13189         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
13190
13191         if (src_known && dst_known) {
13192                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
13193                 return;
13194         }
13195
13196         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
13197          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
13198          */
13199         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
13200         dst_reg->u32_max_value = min(dst_reg->u32_max_value, umax_val);
13201         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
13202                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
13203                  * ain't nobody got time for that.
13204                  */
13205                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
13206                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
13207         } else {
13208                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
13209                  * cast result into s64.
13210                  */
13211                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
13212                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
13213         }
13214 }
13215
13216 static void scalar_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13217                                struct bpf_reg_state *src_reg)
13218 {
13219         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
13220         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
13221         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
13222         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
13223
13224         if (src_known && dst_known) {
13225                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
13226                 return;
13227         }
13228
13229         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
13230          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
13231          */
13232         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
13233         dst_reg->umax_value = min(dst_reg->umax_value, umax_val);
13234         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
13235                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
13236                  * ain't nobody got time for that.
13237                  */
13238                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
13239                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
13240         } else {
13241                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
13242                  * cast result into s64.
13243                  */
13244                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
13245                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
13246         }
13247         /* We may learn something more from the var_off */
13248         __update_reg_bounds(dst_reg);
13249 }
13250
13251 static void scalar32_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13252                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
13253 {
13254         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
13255         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
13256         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
13257         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
13258         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
13259
13260         if (src_known && dst_known) {
13261                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
13262                 return;
13263         }
13264
13265         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
13266          * maximum of the operands' minima
13267          */
13268         dst_reg->u32_min_value = max(dst_reg->u32_min_value, umin_val);
13269         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
13270         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
13271                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
13272                  * ain't nobody got time for that.
13273                  */
13274                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
13275                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
13276         } else {
13277                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
13278                  * cast result into s64.
13279                  */
13280                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
13281                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
13282         }
13283 }
13284
13285 static void scalar_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13286                               struct bpf_reg_state *src_reg)
13287 {
13288         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
13289         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
13290         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
13291         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
13292
13293         if (src_known && dst_known) {
13294                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
13295                 return;
13296         }
13297
13298         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
13299          * maximum of the operands' minima
13300          */
13301         dst_reg->umin_value = max(dst_reg->umin_value, umin_val);
13302         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
13303         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
13304                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
13305                  * ain't nobody got time for that.
13306                  */
13307                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
13308                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
13309         } else {
13310                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
13311                  * cast result into s64.
13312                  */
13313                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
13314                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
13315         }
13316         /* We may learn something more from the var_off */
13317         __update_reg_bounds(dst_reg);
13318 }
13319
13320 static void scalar32_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13321                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
13322 {
13323         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
13324         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
13325         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
13326         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
13327
13328         if (src_known && dst_known) {
13329                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
13330                 return;
13331         }
13332
13333         /* We get both minimum and maximum from the var32_off. */
13334         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
13335         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
13336
13337         if (dst_reg->s32_min_value >= 0 && smin_val >= 0) {
13338                 /* XORing two positive sign numbers gives a positive,
13339                  * so safe to cast u32 result into s32.
13340                  */
13341                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
13342                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
13343         } else {
13344                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
13345                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
13346         }
13347 }
13348
13349 static void scalar_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13350                                struct bpf_reg_state *src_reg)
13351 {
13352         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
13353         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
13354         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
13355
13356         if (src_known && dst_known) {
13357                 /* dst_reg->var_off.value has been updated earlier */
13358                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
13359                 return;
13360         }
13361
13362         /* We get both minimum and maximum from the var_off. */
13363         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
13364         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
13365
13366         if (dst_reg->smin_value >= 0 && smin_val >= 0) {
13367                 /* XORing two positive sign numbers gives a positive,
13368                  * so safe to cast u64 result into s64.
13369                  */
13370                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
13371                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
13372         } else {
13373                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
13374                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
13375         }
13376
13377         __update_reg_bounds(dst_reg);
13378 }
13379
13380 static void __scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13381                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
13382 {
13383         /* We lose all sign bit information (except what we can pick
13384          * up from var_off)
13385          */
13386         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
13387         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
13388         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
13389         if (umax_val > 31 || dst_reg->u32_max_value > 1ULL << (31 - umax_val)) {
13390                 dst_reg->u32_min_value = 0;
13391                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
13392         } else {
13393                 dst_reg->u32_min_value <<= umin_val;
13394                 dst_reg->u32_max_value <<= umax_val;
13395         }
13396 }
13397
13398 static void scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13399                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
13400 {
13401         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
13402         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
13403         /* u32 alu operation will zext upper bits */
13404         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
13405
13406         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
13407         dst_reg->var_off = tnum_subreg(tnum_lshift(subreg, umin_val));
13408         /* Not required but being careful mark reg64 bounds as unknown so
13409          * that we are forced to pick them up from tnum and zext later and
13410          * if some path skips this step we are still safe.
13411          */
13412         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
13413         __update_reg32_bounds(dst_reg);
13414 }
13415
13416 static void __scalar64_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13417                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
13418 {
13419         /* Special case <<32 because it is a common compiler pattern to sign
13420          * extend subreg by doing <<32 s>>32. In this case if 32bit bounds are
13421          * positive we know this shift will also be positive so we can track
13422          * bounds correctly. Otherwise we lose all sign bit information except
13423          * what we can pick up from var_off. Perhaps we can generalize this
13424          * later to shifts of any length.
13425          */
13426         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_max_value >= 0)
13427                 dst_reg->smax_value = (s64)dst_reg->s32_max_value << 32;
13428         else
13429                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
13430
13431         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_min_value >= 0)
13432                 dst_reg->smin_value = (s64)dst_reg->s32_min_value << 32;
13433         else
13434                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
13435
13436         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
13437         if (dst_reg->umax_value > 1ULL << (63 - umax_val)) {
13438                 dst_reg->umin_value = 0;
13439                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
13440         } else {
13441                 dst_reg->umin_value <<= umin_val;
13442                 dst_reg->umax_value <<= umax_val;
13443         }
13444 }
13445
13446 static void scalar_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13447                                struct bpf_reg_state *src_reg)
13448 {
13449         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
13450         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
13451
13452         /* scalar64 calc uses 32bit unshifted bounds so must be called first */
13453         __scalar64_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
13454         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
13455
13456         dst_reg->var_off = tnum_lshift(dst_reg->var_off, umin_val);
13457         /* We may learn something more from the var_off */
13458         __update_reg_bounds(dst_reg);
13459 }
13460
13461 static void scalar32_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13462                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
13463 {
13464         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
13465         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
13466         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
13467
13468         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
13469          * be negative, then either:
13470          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
13471          *    unknown, so we lose our signed bounds
13472          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
13473          *    signed bounds
13474          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
13475          *    about the result
13476          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
13477          * unsigned bounds capture the signed bounds.
13478          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
13479          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
13480          * var_off of the result.
13481          */
13482         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
13483         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
13484
13485         dst_reg->var_off = tnum_rshift(subreg, umin_val);
13486         dst_reg->u32_min_value >>= umax_val;
13487         dst_reg->u32_max_value >>= umin_val;
13488
13489         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
13490         __update_reg32_bounds(dst_reg);
13491 }
13492
13493 static void scalar_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13494                                struct bpf_reg_state *src_reg)
13495 {
13496         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
13497         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
13498
13499         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
13500          * be negative, then either:
13501          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
13502          *    unknown, so we lose our signed bounds
13503          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
13504          *    signed bounds
13505          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
13506          *    about the result
13507          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
13508          * unsigned bounds capture the signed bounds.
13509          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
13510          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
13511          * var_off of the result.
13512          */
13513         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
13514         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
13515         dst_reg->var_off = tnum_rshift(dst_reg->var_off, umin_val);
13516         dst_reg->umin_value >>= umax_val;
13517         dst_reg->umax_value >>= umin_val;
13518
13519         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
13520          * on bits being shifted in. Take easy way out and mark unbounded
13521          * so we can recalculate later from tnum.
13522          */
13523         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
13524         __update_reg_bounds(dst_reg);
13525 }
13526
13527 static void scalar32_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13528                                   struct bpf_reg_state *src_reg)
13529 {
13530         u64 umin_val = src_reg->u32_min_value;
13531
13532         /* Upon reaching here, src_known is true and
13533          * umax_val is equal to umin_val.
13534          */
13535         dst_reg->s32_min_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_min_value) >> umin_val);
13536         dst_reg->s32_max_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_max_value) >> umin_val);
13537
13538         dst_reg->var_off = tnum_arshift(tnum_subreg(dst_reg->var_off), umin_val, 32);
13539
13540         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
13541          * dst_reg var_off to refine the result.
13542          */
13543         dst_reg->u32_min_value = 0;
13544         dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
13545
13546         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
13547         __update_reg32_bounds(dst_reg);
13548 }
13549
13550 static void scalar_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13551                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
13552 {
13553         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
13554
13555         /* Upon reaching here, src_known is true and umax_val is equal
13556          * to umin_val.
13557          */
13558         dst_reg->smin_value >>= umin_val;
13559         dst_reg->smax_value >>= umin_val;
13560
13561         dst_reg->var_off = tnum_arshift(dst_reg->var_off, umin_val, 64);
13562
13563         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
13564          * dst_reg var_off to refine the result.
13565          */
13566         dst_reg->umin_value = 0;
13567         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
13568
13569         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
13570          * on bits being shifted in from upper 32-bits. Take easy way out
13571          * and mark unbounded so we can recalculate later from tnum.
13572          */
13573         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
13574         __update_reg_bounds(dst_reg);
13575 }
13576
13577 /* WARNING: This function does calculations on 64-bit values, but the actual
13578  * execution may occur on 32-bit values. Therefore, things like bitshifts
13579  * need extra checks in the 32-bit case.
13580  */
13581 static int adjust_scalar_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
13582                                       struct bpf_insn *insn,
13583                                       struct bpf_reg_state *dst_reg,
13584                                       struct bpf_reg_state src_reg)
13585 {
13586         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
13587         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
13588         bool src_known;
13589         s64 smin_val, smax_val;
13590         u64 umin_val, umax_val;
13591         s32 s32_min_val, s32_max_val;
13592         u32 u32_min_val, u32_max_val;
13593         u64 insn_bitness = (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) ? 64 : 32;
13594         bool alu32 = (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64);
13595         int ret;
13596
13597         smin_val = src_reg.smin_value;
13598         smax_val = src_reg.smax_value;
13599         umin_val = src_reg.umin_value;
13600         umax_val = src_reg.umax_value;
13601
13602         s32_min_val = src_reg.s32_min_value;
13603         s32_max_val = src_reg.s32_max_value;
13604         u32_min_val = src_reg.u32_min_value;
13605         u32_max_val = src_reg.u32_max_value;
13606
13607         if (alu32) {
13608                 src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg.var_off);
13609                 if ((src_known &&
13610                      (s32_min_val != s32_max_val || u32_min_val != u32_max_val)) ||
13611                     s32_min_val > s32_max_val || u32_min_val > u32_max_val) {
13612                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
13613                          * derived from e.g. dead branches.
13614                          */
13615                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
13616                         return 0;
13617                 }
13618         } else {
13619                 src_known = tnum_is_const(src_reg.var_off);
13620                 if ((src_known &&
13621                      (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
13622                     smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
13623                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
13624                          * derived from e.g. dead branches.
13625                          */
13626                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
13627                         return 0;
13628                 }
13629         }
13630
13631         if (!src_known &&
13632             opcode != BPF_ADD && opcode != BPF_SUB && opcode != BPF_AND) {
13633                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
13634                 return 0;
13635         }
13636
13637         if (sanitize_needed(opcode)) {
13638                 ret = sanitize_val_alu(env, insn);
13639                 if (ret < 0)
13640                         return sanitize_err(env, insn, ret, NULL, NULL);
13641         }
13642
13643         /* Calculate sign/unsigned bounds and tnum for alu32 and alu64 bit ops.
13644          * There are two classes of instructions: The first class we track both
13645          * alu32 and alu64 sign/unsigned bounds independently this provides the
13646          * greatest amount of precision when alu operations are mixed with jmp32
13647          * operations. These operations are BPF_ADD, BPF_SUB, BPF_MUL, BPF_ADD,
13648          * and BPF_OR. This is possible because these ops have fairly easy to
13649          * understand and calculate behavior in both 32-bit and 64-bit alu ops.
13650          * See alu32 verifier tests for examples. The second class of
13651          * operations, BPF_LSH, BPF_RSH, and BPF_ARSH, however are not so easy
13652          * with regards to tracking sign/unsigned bounds because the bits may
13653          * cross subreg boundaries in the alu64 case. When this happens we mark
13654          * the reg unbounded in the subreg bound space and use the resulting
13655          * tnum to calculate an approximation of the sign/unsigned bounds.
13656          */
13657         switch (opcode) {
13658         case BPF_ADD:
13659                 scalar32_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
13660                 scalar_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
13661                 dst_reg->var_off = tnum_add(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
13662                 break;
13663         case BPF_SUB:
13664                 scalar32_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
13665                 scalar_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
13666                 dst_reg->var_off = tnum_sub(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
13667                 break;
13668         case BPF_MUL:
13669                 dst_reg->var_off = tnum_mul(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
13670                 scalar32_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
13671                 scalar_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
13672                 break;
13673         case BPF_AND:
13674                 dst_reg->var_off = tnum_and(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
13675                 scalar32_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
13676                 scalar_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
13677                 break;
13678         case BPF_OR:
13679                 dst_reg->var_off = tnum_or(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
13680                 scalar32_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
13681                 scalar_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
13682                 break;
13683         case BPF_XOR:
13684                 dst_reg->var_off = tnum_xor(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
13685                 scalar32_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
13686                 scalar_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
13687                 break;
13688         case BPF_LSH:
13689                 if (umax_val >= insn_bitness) {
13690                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
13691                          * This includes shifts by a negative number.
13692                          */
13693                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
13694                         break;
13695                 }
13696                 if (alu32)
13697                         scalar32_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
13698                 else
13699                         scalar_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
13700                 break;
13701         case BPF_RSH:
13702                 if (umax_val >= insn_bitness) {
13703                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
13704                          * This includes shifts by a negative number.
13705                          */
13706                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
13707                         break;
13708                 }
13709                 if (alu32)
13710                         scalar32_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
13711                 else
13712                         scalar_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
13713                 break;
13714         case BPF_ARSH:
13715                 if (umax_val >= insn_bitness) {
13716                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
13717                          * This includes shifts by a negative number.
13718                          */
13719                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
13720                         break;
13721                 }
13722                 if (alu32)
13723                         scalar32_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
13724                 else
13725                         scalar_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
13726                 break;
13727         default:
13728                 mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
13729                 break;
13730         }
13731
13732         /* ALU32 ops are zero extended into 64bit register */
13733         if (alu32)
13734                 zext_32_to_64(dst_reg);
13735         reg_bounds_sync(dst_reg);
13736         return 0;
13737 }
13738
13739 /* Handles ALU ops other than BPF_END, BPF_NEG and BPF_MOV: computes new min/max
13740  * and var_off.
13741  */
13742 static int adjust_reg_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
13743                                    struct bpf_insn *insn)
13744 {
13745         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
13746         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
13747         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg, *src_reg;
13748         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, off_reg = {0};
13749         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
13750         int err;
13751
13752         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
13753         src_reg = NULL;
13754         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE)
13755                 ptr_reg = dst_reg;
13756         else
13757                 /* Make sure ID is cleared otherwise dst_reg min/max could be
13758                  * incorrectly propagated into other registers by find_equal_scalars()
13759                  */
13760                 dst_reg->id = 0;
13761         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
13762                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
13763                 if (src_reg->type != SCALAR_VALUE) {
13764                         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE) {
13765                                 /* Combining two pointers by any ALU op yields
13766                                  * an arbitrary scalar. Disallow all math except
13767                                  * pointer subtraction
13768                                  */
13769                                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
13770                                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
13771                                         return 0;
13772                                 }
13773                                 verbose(env, "R%d pointer %s pointer prohibited\n",
13774                                         insn->dst_reg,
13775                                         bpf_alu_string[opcode >> 4]);
13776                                 return -EACCES;
13777                         } else {
13778                                 /* scalar += pointer
13779                                  * This is legal, but we have to reverse our
13780                                  * src/dest handling in computing the range
13781                                  */
13782                                 err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
13783                                 if (err)
13784                                         return err;
13785                                 return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
13786                                                                src_reg, dst_reg);
13787                         }
13788                 } else if (ptr_reg) {
13789                         /* pointer += scalar */
13790                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
13791                         if (err)
13792                                 return err;
13793                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
13794                                                        dst_reg, src_reg);
13795                 } else if (dst_reg->precise) {
13796                         /* if dst_reg is precise, src_reg should be precise as well */
13797                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
13798                         if (err)
13799                                 return err;
13800                 }
13801         } else {
13802                 /* Pretend the src is a reg with a known value, since we only
13803                  * need to be able to read from this state.
13804                  */
13805                 off_reg.type = SCALAR_VALUE;
13806                 __mark_reg_known(&off_reg, insn->imm);
13807                 src_reg = &off_reg;
13808                 if (ptr_reg) /* pointer += K */
13809                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
13810                                                        ptr_reg, src_reg);
13811         }
13812
13813         /* Got here implies adding two SCALAR_VALUEs */
13814         if (WARN_ON_ONCE(ptr_reg)) {
13815                 print_verifier_state(env, state, true);
13816                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected ptr_reg\n");
13817                 return -EINVAL;
13818         }
13819         if (WARN_ON(!src_reg)) {
13820                 print_verifier_state(env, state, true);
13821                 verbose(env, "verifier internal error: no src_reg\n");
13822                 return -EINVAL;
13823         }
13824         return adjust_scalar_min_max_vals(env, insn, dst_reg, *src_reg);
13825 }
13826
13827 /* check validity of 32-bit and 64-bit arithmetic operations */
13828 static int check_alu_op(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
13829 {
13830         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
13831         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
13832         int err;
13833
13834         if (opcode == BPF_END || opcode == BPF_NEG) {
13835                 if (opcode == BPF_NEG) {
13836                         if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
13837                             insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
13838                             insn->off != 0 || insn->imm != 0) {
13839                                 verbose(env, "BPF_NEG uses reserved fields\n");
13840                                 return -EINVAL;
13841                         }
13842                 } else {
13843                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
13844                             (insn->imm != 16 && insn->imm != 32 && insn->imm != 64) ||
13845                             (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 &&
13846                              BPF_SRC(insn->code) != BPF_TO_LE)) {
13847                                 verbose(env, "BPF_END uses reserved fields\n");
13848                                 return -EINVAL;
13849                         }
13850                 }
13851
13852                 /* check src operand */
13853                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
13854                 if (err)
13855                         return err;
13856
13857                 if (is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
13858                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic prohibited\n",
13859                                 insn->dst_reg);
13860                         return -EACCES;
13861                 }
13862
13863                 /* check dest operand */
13864                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
13865                 if (err)
13866                         return err;
13867
13868         } else if (opcode == BPF_MOV) {
13869
13870                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
13871                         if (insn->imm != 0) {
13872                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
13873                                 return -EINVAL;
13874                         }
13875
13876                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU) {
13877                                 if (insn->off != 0 && insn->off != 8 && insn->off != 16) {
13878                                         verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
13879                                         return -EINVAL;
13880                                 }
13881                         } else {
13882                                 if (insn->off != 0 && insn->off != 8 && insn->off != 16 &&
13883                                     insn->off != 32) {
13884                                         verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
13885                                         return -EINVAL;
13886                                 }
13887                         }
13888
13889                         /* check src operand */
13890                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
13891                         if (err)
13892                                 return err;
13893                 } else {
13894                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
13895                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
13896                                 return -EINVAL;
13897                         }
13898                 }
13899
13900                 /* check dest operand, mark as required later */
13901                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
13902                 if (err)
13903                         return err;
13904
13905                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
13906                         struct bpf_reg_state *src_reg = regs + insn->src_reg;
13907                         struct bpf_reg_state *dst_reg = regs + insn->dst_reg;
13908                         bool need_id = src_reg->type == SCALAR_VALUE && !src_reg->id &&
13909                                        !tnum_is_const(src_reg->var_off);
13910
13911                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
13912                                 if (insn->off == 0) {
13913                                         /* case: R1 = R2
13914                                          * copy register state to dest reg
13915                                          */
13916                                         if (need_id)
13917                                                 /* Assign src and dst registers the same ID
13918                                                  * that will be used by find_equal_scalars()
13919                                                  * to propagate min/max range.
13920                                                  */
13921                                                 src_reg->id = ++env->id_gen;
13922                                         copy_register_state(dst_reg, src_reg);
13923                                         dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
13924                                         dst_reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
13925                                 } else {
13926                                         /* case: R1 = (s8, s16 s32)R2 */
13927                                         if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
13928                                                 verbose(env,
13929                                                         "R%d sign-extension part of pointer\n",
13930                                                         insn->src_reg);
13931                                                 return -EACCES;
13932                                         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
13933                                                 bool no_sext;
13934
13935                                                 no_sext = src_reg->umax_value < (1ULL << (insn->off - 1));
13936                                                 if (no_sext && need_id)
13937                                                         src_reg->id = ++env->id_gen;
13938                                                 copy_register_state(dst_reg, src_reg);
13939                                                 if (!no_sext)
13940                                                         dst_reg->id = 0;
13941                                                 coerce_reg_to_size_sx(dst_reg, insn->off >> 3);
13942                                                 dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
13943                                                 dst_reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
13944                                         } else {
13945                                                 mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
13946                                         }
13947                                 }
13948                         } else {
13949                                 /* R1 = (u32) R2 */
13950                                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
13951                                         verbose(env,
13952                                                 "R%d partial copy of pointer\n",
13953                                                 insn->src_reg);
13954                                         return -EACCES;
13955                                 } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
13956                                         if (insn->off == 0) {
13957                                                 bool is_src_reg_u32 = src_reg->umax_value <= U32_MAX;
13958
13959                                                 if (is_src_reg_u32 && need_id)
13960                                                         src_reg->id = ++env->id_gen;
13961                                                 copy_register_state(dst_reg, src_reg);
13962                                                 /* Make sure ID is cleared if src_reg is not in u32
13963                                                  * range otherwise dst_reg min/max could be incorrectly
13964                                                  * propagated into src_reg by find_equal_scalars()
13965                                                  */
13966                                                 if (!is_src_reg_u32)
13967                                                         dst_reg->id = 0;
13968                                                 dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
13969                                                 dst_reg->subreg_def = env->insn_idx + 1;
13970                                         } else {
13971                                                 /* case: W1 = (s8, s16)W2 */
13972                                                 bool no_sext = src_reg->umax_value < (1ULL << (insn->off - 1));
13973
13974                                                 if (no_sext && need_id)
13975                                                         src_reg->id = ++env->id_gen;
13976                                                 copy_register_state(dst_reg, src_reg);
13977                                                 if (!no_sext)
13978                                                         dst_reg->id = 0;
13979                                                 dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
13980                                                 dst_reg->subreg_def = env->insn_idx + 1;
13981                                                 coerce_subreg_to_size_sx(dst_reg, insn->off >> 3);
13982                                         }
13983                                 } else {
13984                                         mark_reg_unknown(env, regs,
13985                                                          insn->dst_reg);
13986                                 }
13987                                 zext_32_to_64(dst_reg);
13988                                 reg_bounds_sync(dst_reg);
13989                         }
13990                 } else {
13991                         /* case: R = imm
13992                          * remember the value we stored into this reg
13993                          */
13994                         /* clear any state __mark_reg_known doesn't set */
13995                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
13996                         regs[insn->dst_reg].type = SCALAR_VALUE;
13997                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
13998                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
13999                                                  insn->imm);
14000                         } else {
14001                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
14002                                                  (u32)insn->imm);
14003                         }
14004                 }
14005
14006         } else if (opcode > BPF_END) {
14007                 verbose(env, "invalid BPF_ALU opcode %x\n", opcode);
14008                 return -EINVAL;
14009
14010         } else {        /* all other ALU ops: and, sub, xor, add, ... */
14011
14012                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
14013                         if (insn->imm != 0 || insn->off > 1 ||
14014                             (insn->off == 1 && opcode != BPF_MOD && opcode != BPF_DIV)) {
14015                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
14016                                 return -EINVAL;
14017                         }
14018                         /* check src1 operand */
14019                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
14020                         if (err)
14021                                 return err;
14022                 } else {
14023                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off > 1 ||
14024                             (insn->off == 1 && opcode != BPF_MOD && opcode != BPF_DIV)) {
14025                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
14026                                 return -EINVAL;
14027                         }
14028                 }
14029
14030                 /* check src2 operand */
14031                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
14032                 if (err)
14033                         return err;
14034
14035                 if ((opcode == BPF_MOD || opcode == BPF_DIV) &&
14036                     BPF_SRC(insn->code) == BPF_K && insn->imm == 0) {
14037                         verbose(env, "div by zero\n");
14038                         return -EINVAL;
14039                 }
14040
14041                 if ((opcode == BPF_LSH || opcode == BPF_RSH ||
14042                      opcode == BPF_ARSH) && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
14043                         int size = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 ? 64 : 32;
14044
14045                         if (insn->imm < 0 || insn->imm >= size) {
14046                                 verbose(env, "invalid shift %d\n", insn->imm);
14047                                 return -EINVAL;
14048                         }
14049                 }
14050
14051                 /* check dest operand */
14052                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
14053                 err = err ?: adjust_reg_min_max_vals(env, insn);
14054                 if (err)
14055                         return err;
14056         }
14057
14058         return reg_bounds_sanity_check(env, &regs[insn->dst_reg], "alu");
14059 }
14060
14061 static void find_good_pkt_pointers(struct bpf_verifier_state *vstate,
14062                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
14063                                    enum bpf_reg_type type,
14064                                    bool range_right_open)
14065 {
14066         struct bpf_func_state *state;
14067         struct bpf_reg_state *reg;
14068         int new_range;
14069
14070         if (dst_reg->off < 0 ||
14071             (dst_reg->off == 0 && range_right_open))
14072                 /* This doesn't give us any range */
14073                 return;
14074
14075         if (dst_reg->umax_value > MAX_PACKET_OFF ||
14076             dst_reg->umax_value + dst_reg->off > MAX_PACKET_OFF)
14077                 /* Risk of overflow.  For instance, ptr + (1<<63) may be less
14078                  * than pkt_end, but that's because it's also less than pkt.
14079                  */
14080                 return;
14081
14082         new_range = dst_reg->off;
14083         if (range_right_open)
14084                 new_range++;
14085
14086         /* Examples for register markings:
14087          *
14088          * pkt_data in dst register:
14089          *
14090          *   r2 = r3;
14091          *   r2 += 8;
14092          *   if (r2 > pkt_end) goto <handle exception>
14093          *   <access okay>
14094          *
14095          *   r2 = r3;
14096          *   r2 += 8;
14097          *   if (r2 < pkt_end) goto <access okay>
14098          *   <handle exception>
14099          *
14100          *   Where:
14101          *     r2 == dst_reg, pkt_end == src_reg
14102          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
14103          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
14104          *
14105          * pkt_data in src register:
14106          *
14107          *   r2 = r3;
14108          *   r2 += 8;
14109          *   if (pkt_end >= r2) goto <access okay>
14110          *   <handle exception>
14111          *
14112          *   r2 = r3;
14113          *   r2 += 8;
14114          *   if (pkt_end <= r2) goto <handle exception>
14115          *   <access okay>
14116          *
14117          *   Where:
14118          *     pkt_end == dst_reg, r2 == src_reg
14119          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
14120          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
14121          *
14122          * Find register r3 and mark its range as r3=pkt(id=n,off=0,r=8)
14123          * or r3=pkt(id=n,off=0,r=8-1), so that range of bytes [r3, r3 + 8)
14124          * and [r3, r3 + 8-1) respectively is safe to access depending on
14125          * the check.
14126          */
14127
14128         /* If our ids match, then we must have the same max_value.  And we
14129          * don't care about the other reg's fixed offset, since if it's too big
14130          * the range won't allow anything.
14131          * dst_reg->off is known < MAX_PACKET_OFF, therefore it fits in a u16.
14132          */
14133         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
14134                 if (reg->type == type && reg->id == dst_reg->id)
14135                         /* keep the maximum range already checked */
14136                         reg->range = max(reg->range, new_range);
14137         }));
14138 }
14139
14140 /*
14141  * <reg1> <op> <reg2>, currently assuming reg2 is a constant
14142  */
14143 static int is_scalar_branch_taken(struct bpf_reg_state *reg1, struct bpf_reg_state *reg2,
14144                                   u8 opcode, bool is_jmp32)
14145 {
14146         struct tnum t1 = is_jmp32 ? tnum_subreg(reg1->var_off) : reg1->var_off;
14147         struct tnum t2 = is_jmp32 ? tnum_subreg(reg2->var_off) : reg2->var_off;
14148         u64 umin1 = is_jmp32 ? (u64)reg1->u32_min_value : reg1->umin_value;
14149         u64 umax1 = is_jmp32 ? (u64)reg1->u32_max_value : reg1->umax_value;
14150         s64 smin1 = is_jmp32 ? (s64)reg1->s32_min_value : reg1->smin_value;
14151         s64 smax1 = is_jmp32 ? (s64)reg1->s32_max_value : reg1->smax_value;
14152         u64 umin2 = is_jmp32 ? (u64)reg2->u32_min_value : reg2->umin_value;
14153         u64 umax2 = is_jmp32 ? (u64)reg2->u32_max_value : reg2->umax_value;
14154         s64 smin2 = is_jmp32 ? (s64)reg2->s32_min_value : reg2->smin_value;
14155         s64 smax2 = is_jmp32 ? (s64)reg2->s32_max_value : reg2->smax_value;
14156
14157         switch (opcode) {
14158         case BPF_JEQ:
14159                 /* constants, umin/umax and smin/smax checks would be
14160                  * redundant in this case because they all should match
14161                  */
14162                 if (tnum_is_const(t1) && tnum_is_const(t2))
14163                         return t1.value == t2.value;
14164                 /* non-overlapping ranges */
14165                 if (umin1 > umax2 || umax1 < umin2)
14166                         return 0;
14167                 if (smin1 > smax2 || smax1 < smin2)
14168                         return 0;
14169                 if (!is_jmp32) {
14170                         /* if 64-bit ranges are inconclusive, see if we can
14171                          * utilize 32-bit subrange knowledge to eliminate
14172                          * branches that can't be taken a priori
14173                          */
14174                         if (reg1->u32_min_value > reg2->u32_max_value ||
14175                             reg1->u32_max_value < reg2->u32_min_value)
14176                                 return 0;
14177                         if (reg1->s32_min_value > reg2->s32_max_value ||
14178                             reg1->s32_max_value < reg2->s32_min_value)
14179                                 return 0;
14180                 }
14181                 break;
14182         case BPF_JNE:
14183                 /* constants, umin/umax and smin/smax checks would be
14184                  * redundant in this case because they all should match
14185                  */
14186                 if (tnum_is_const(t1) && tnum_is_const(t2))
14187                         return t1.value != t2.value;
14188                 /* non-overlapping ranges */
14189                 if (umin1 > umax2 || umax1 < umin2)
14190                         return 1;
14191                 if (smin1 > smax2 || smax1 < smin2)
14192                         return 1;
14193                 if (!is_jmp32) {
14194                         /* if 64-bit ranges are inconclusive, see if we can
14195                          * utilize 32-bit subrange knowledge to eliminate
14196                          * branches that can't be taken a priori
14197                          */
14198                         if (reg1->u32_min_value > reg2->u32_max_value ||
14199                             reg1->u32_max_value < reg2->u32_min_value)
14200                                 return 1;
14201                         if (reg1->s32_min_value > reg2->s32_max_value ||
14202                             reg1->s32_max_value < reg2->s32_min_value)
14203                                 return 1;
14204                 }
14205                 break;
14206         case BPF_JSET:
14207                 if (!is_reg_const(reg2, is_jmp32)) {
14208                         swap(reg1, reg2);
14209                         swap(t1, t2);
14210                 }
14211                 if (!is_reg_const(reg2, is_jmp32))
14212                         return -1;
14213                 if ((~t1.mask & t1.value) & t2.value)
14214                         return 1;
14215                 if (!((t1.mask | t1.value) & t2.value))
14216                         return 0;
14217                 break;
14218         case BPF_JGT:
14219                 if (umin1 > umax2)
14220                         return 1;
14221                 else if (umax1 <= umin2)
14222                         return 0;
14223                 break;
14224         case BPF_JSGT:
14225                 if (smin1 > smax2)
14226                         return 1;
14227                 else if (smax1 <= smin2)
14228                         return 0;
14229                 break;
14230         case BPF_JLT:
14231                 if (umax1 < umin2)
14232                         return 1;
14233                 else if (umin1 >= umax2)
14234                         return 0;
14235                 break;
14236         case BPF_JSLT:
14237                 if (smax1 < smin2)
14238                         return 1;
14239                 else if (smin1 >= smax2)
14240                         return 0;
14241                 break;
14242         case BPF_JGE:
14243                 if (umin1 >= umax2)
14244                         return 1;
14245                 else if (umax1 < umin2)
14246                         return 0;
14247                 break;
14248         case BPF_JSGE:
14249                 if (smin1 >= smax2)
14250                         return 1;
14251                 else if (smax1 < smin2)
14252                         return 0;
14253                 break;
14254         case BPF_JLE:
14255                 if (umax1 <= umin2)
14256                         return 1;
14257                 else if (umin1 > umax2)
14258                         return 0;
14259                 break;
14260         case BPF_JSLE:
14261                 if (smax1 <= smin2)
14262                         return 1;
14263                 else if (smin1 > smax2)
14264                         return 0;
14265                 break;
14266         }
14267
14268         return -1;
14269 }
14270
14271 static int flip_opcode(u32 opcode)
14272 {
14273         /* How can we transform "a <op> b" into "b <op> a"? */
14274         static const u8 opcode_flip[16] = {
14275                 /* these stay the same */
14276                 [BPF_JEQ  >> 4] = BPF_JEQ,
14277                 [BPF_JNE  >> 4] = BPF_JNE,
14278                 [BPF_JSET >> 4] = BPF_JSET,
14279                 /* these swap "lesser" and "greater" (L and G in the opcodes) */
14280                 [BPF_JGE  >> 4] = BPF_JLE,
14281                 [BPF_JGT  >> 4] = BPF_JLT,
14282                 [BPF_JLE  >> 4] = BPF_JGE,
14283                 [BPF_JLT  >> 4] = BPF_JGT,
14284                 [BPF_JSGE >> 4] = BPF_JSLE,
14285                 [BPF_JSGT >> 4] = BPF_JSLT,
14286                 [BPF_JSLE >> 4] = BPF_JSGE,
14287                 [BPF_JSLT >> 4] = BPF_JSGT
14288         };
14289         return opcode_flip[opcode >> 4];
14290 }
14291
14292 static int is_pkt_ptr_branch_taken(struct bpf_reg_state *dst_reg,
14293                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
14294                                    u8 opcode)
14295 {
14296         struct bpf_reg_state *pkt;
14297
14298         if (src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) {
14299                 pkt = dst_reg;
14300         } else if (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) {
14301                 pkt = src_reg;
14302                 opcode = flip_opcode(opcode);
14303         } else {
14304                 return -1;
14305         }
14306
14307         if (pkt->range >= 0)
14308                 return -1;
14309
14310         switch (opcode) {
14311         case BPF_JLE:
14312                 /* pkt <= pkt_end */
14313                 fallthrough;
14314         case BPF_JGT:
14315                 /* pkt > pkt_end */
14316                 if (pkt->range == BEYOND_PKT_END)
14317                         /* pkt has at last one extra byte beyond pkt_end */
14318                         return opcode == BPF_JGT;
14319                 break;
14320         case BPF_JLT:
14321                 /* pkt < pkt_end */
14322                 fallthrough;
14323         case BPF_JGE:
14324                 /* pkt >= pkt_end */
14325                 if (pkt->range == BEYOND_PKT_END || pkt->range == AT_PKT_END)
14326                         return opcode == BPF_JGE;
14327                 break;
14328         }
14329         return -1;
14330 }
14331
14332 /* compute branch direction of the expression "if (<reg1> opcode <reg2>) goto target;"
14333  * and return:
14334  *  1 - branch will be taken and "goto target" will be executed
14335  *  0 - branch will not be taken and fall-through to next insn
14336  * -1 - unknown. Example: "if (reg1 < 5)" is unknown when register value
14337  *      range [0,10]
14338  */
14339 static int is_branch_taken(struct bpf_reg_state *reg1, struct bpf_reg_state *reg2,
14340                            u8 opcode, bool is_jmp32)
14341 {
14342         if (reg_is_pkt_pointer_any(reg1) && reg_is_pkt_pointer_any(reg2) && !is_jmp32)
14343                 return is_pkt_ptr_branch_taken(reg1, reg2, opcode);
14344
14345         if (__is_pointer_value(false, reg1) || __is_pointer_value(false, reg2)) {
14346                 u64 val;
14347
14348                 /* arrange that reg2 is a scalar, and reg1 is a pointer */
14349                 if (!is_reg_const(reg2, is_jmp32)) {
14350                         opcode = flip_opcode(opcode);
14351                         swap(reg1, reg2);
14352                 }
14353                 /* and ensure that reg2 is a constant */
14354                 if (!is_reg_const(reg2, is_jmp32))
14355                         return -1;
14356
14357                 if (!reg_not_null(reg1))
14358                         return -1;
14359
14360                 /* If pointer is valid tests against zero will fail so we can
14361                  * use this to direct branch taken.
14362                  */
14363                 val = reg_const_value(reg2, is_jmp32);
14364                 if (val != 0)
14365                         return -1;
14366
14367                 switch (opcode) {
14368                 case BPF_JEQ:
14369                         return 0;
14370                 case BPF_JNE:
14371                         return 1;
14372                 default:
14373                         return -1;
14374                 }
14375         }
14376
14377         /* now deal with two scalars, but not necessarily constants */
14378         return is_scalar_branch_taken(reg1, reg2, opcode, is_jmp32);
14379 }
14380
14381 /* Opcode that corresponds to a *false* branch condition.
14382  * E.g., if r1 < r2, then reverse (false) condition is r1 >= r2
14383  */
14384 static u8 rev_opcode(u8 opcode)
14385 {
14386         switch (opcode) {
14387         case BPF_JEQ:           return BPF_JNE;
14388         case BPF_JNE:           return BPF_JEQ;
14389         /* JSET doesn't have it's reverse opcode in BPF, so add
14390          * BPF_X flag to denote the reverse of that operation
14391          */
14392         case BPF_JSET:          return BPF_JSET | BPF_X;
14393         case BPF_JSET | BPF_X:  return BPF_JSET;
14394         case BPF_JGE:           return BPF_JLT;
14395         case BPF_JGT:           return BPF_JLE;
14396         case BPF_JLE:           return BPF_JGT;
14397         case BPF_JLT:           return BPF_JGE;
14398         case BPF_JSGE:          return BPF_JSLT;
14399         case BPF_JSGT:          return BPF_JSLE;
14400         case BPF_JSLE:          return BPF_JSGT;
14401         case BPF_JSLT:          return BPF_JSGE;
14402         default:                return 0;
14403         }
14404 }
14405
14406 /* Refine range knowledge for <reg1> <op> <reg>2 conditional operation. */
14407 static void regs_refine_cond_op(struct bpf_reg_state *reg1, struct bpf_reg_state *reg2,
14408                                 u8 opcode, bool is_jmp32)
14409 {
14410         struct tnum t;
14411         u64 val;
14412
14413 again:
14414         switch (opcode) {
14415         case BPF_JEQ:
14416                 if (is_jmp32) {
14417                         reg1->u32_min_value = max(reg1->u32_min_value, reg2->u32_min_value);
14418                         reg1->u32_max_value = min(reg1->u32_max_value, reg2->u32_max_value);
14419                         reg1->s32_min_value = max(reg1->s32_min_value, reg2->s32_min_value);
14420                         reg1->s32_max_value = min(reg1->s32_max_value, reg2->s32_max_value);
14421                         reg2->u32_min_value = reg1->u32_min_value;
14422                         reg2->u32_max_value = reg1->u32_max_value;
14423                         reg2->s32_min_value = reg1->s32_min_value;
14424                         reg2->s32_max_value = reg1->s32_max_value;
14425
14426                         t = tnum_intersect(tnum_subreg(reg1->var_off), tnum_subreg(reg2->var_off));
14427                         reg1->var_off = tnum_with_subreg(reg1->var_off, t);
14428                         reg2->var_off = tnum_with_subreg(reg2->var_off, t);
14429                 } else {
14430                         reg1->umin_value = max(reg1->umin_value, reg2->umin_value);
14431                         reg1->umax_value = min(reg1->umax_value, reg2->umax_value);
14432                         reg1->smin_value = max(reg1->smin_value, reg2->smin_value);
14433                         reg1->smax_value = min(reg1->smax_value, reg2->smax_value);
14434                         reg2->umin_value = reg1->umin_value;
14435                         reg2->umax_value = reg1->umax_value;
14436                         reg2->smin_value = reg1->smin_value;
14437                         reg2->smax_value = reg1->smax_value;
14438
14439                         reg1->var_off = tnum_intersect(reg1->var_off, reg2->var_off);
14440                         reg2->var_off = reg1->var_off;
14441                 }
14442                 break;
14443         case BPF_JNE:
14444                 if (!is_reg_const(reg2, is_jmp32))
14445                         swap(reg1, reg2);
14446                 if (!is_reg_const(reg2, is_jmp32))
14447                         break;
14448
14449                 /* try to recompute the bound of reg1 if reg2 is a const and
14450                  * is exactly the edge of reg1.
14451                  */
14452                 val = reg_const_value(reg2, is_jmp32);
14453                 if (is_jmp32) {
14454                         /* u32_min_value is not equal to 0xffffffff at this point,
14455                          * because otherwise u32_max_value is 0xffffffff as well,
14456                          * in such a case both reg1 and reg2 would be constants,
14457                          * jump would be predicted and reg_set_min_max() won't
14458                          * be called.
14459                          *
14460                          * Same reasoning works for all {u,s}{min,max}{32,64} cases
14461                          * below.
14462                          */
14463                         if (reg1->u32_min_value == (u32)val)
14464                                 reg1->u32_min_value++;
14465                         if (reg1->u32_max_value == (u32)val)
14466                                 reg1->u32_max_value--;
14467                         if (reg1->s32_min_value == (s32)val)
14468                                 reg1->s32_min_value++;
14469                         if (reg1->s32_max_value == (s32)val)
14470                                 reg1->s32_max_value--;
14471                 } else {
14472                         if (reg1->umin_value == (u64)val)
14473                                 reg1->umin_value++;
14474                         if (reg1->umax_value == (u64)val)
14475                                 reg1->umax_value--;
14476                         if (reg1->smin_value == (s64)val)
14477                                 reg1->smin_value++;
14478                         if (reg1->smax_value == (s64)val)
14479                                 reg1->smax_value--;
14480                 }
14481                 break;
14482         case BPF_JSET:
14483                 if (!is_reg_const(reg2, is_jmp32))
14484                         swap(reg1, reg2);
14485                 if (!is_reg_const(reg2, is_jmp32))
14486                         break;
14487                 val = reg_const_value(reg2, is_jmp32);
14488                 /* BPF_JSET (i.e., TRUE branch, *not* BPF_JSET | BPF_X)
14489                  * requires single bit to learn something useful. E.g., if we
14490                  * know that `r1 & 0x3` is true, then which bits (0, 1, or both)
14491                  * are actually set? We can learn something definite only if
14492                  * it's a single-bit value to begin with.
14493                  *
14494                  * BPF_JSET | BPF_X (i.e., negation of BPF_JSET) doesn't have
14495                  * this restriction. I.e., !(r1 & 0x3) means neither bit 0 nor
14496                  * bit 1 is set, which we can readily use in adjustments.
14497                  */
14498                 if (!is_power_of_2(val))
14499                         break;
14500                 if (is_jmp32) {
14501                         t = tnum_or(tnum_subreg(reg1->var_off), tnum_const(val));
14502                         reg1->var_off = tnum_with_subreg(reg1->var_off, t);
14503                 } else {
14504                         reg1->var_off = tnum_or(reg1->var_off, tnum_const(val));
14505                 }
14506                 break;
14507         case BPF_JSET | BPF_X: /* reverse of BPF_JSET, see rev_opcode() */
14508                 if (!is_reg_const(reg2, is_jmp32))
14509                         swap(reg1, reg2);
14510                 if (!is_reg_const(reg2, is_jmp32))
14511                         break;
14512                 val = reg_const_value(reg2, is_jmp32);
14513                 if (is_jmp32) {
14514                         t = tnum_and(tnum_subreg(reg1->var_off), tnum_const(~val));
14515                         reg1->var_off = tnum_with_subreg(reg1->var_off, t);
14516                 } else {
14517                         reg1->var_off = tnum_and(reg1->var_off, tnum_const(~val));
14518                 }
14519                 break;
14520         case BPF_JLE:
14521                 if (is_jmp32) {
14522                         reg1->u32_max_value = min(reg1->u32_max_value, reg2->u32_max_value);
14523                         reg2->u32_min_value = max(reg1->u32_min_value, reg2->u32_min_value);
14524                 } else {
14525                         reg1->umax_value = min(reg1->umax_value, reg2->umax_value);
14526                         reg2->umin_value = max(reg1->umin_value, reg2->umin_value);
14527                 }
14528                 break;
14529         case BPF_JLT:
14530                 if (is_jmp32) {
14531                         reg1->u32_max_value = min(reg1->u32_max_value, reg2->u32_max_value - 1);
14532                         reg2->u32_min_value = max(reg1->u32_min_value + 1, reg2->u32_min_value);
14533                 } else {
14534                         reg1->umax_value = min(reg1->umax_value, reg2->umax_value - 1);
14535                         reg2->umin_value = max(reg1->umin_value + 1, reg2->umin_value);
14536                 }
14537                 break;
14538         case BPF_JSLE:
14539                 if (is_jmp32) {
14540                         reg1->s32_max_value = min(reg1->s32_max_value, reg2->s32_max_value);
14541                         reg2->s32_min_value = max(reg1->s32_min_value, reg2->s32_min_value);
14542                 } else {
14543                         reg1->smax_value = min(reg1->smax_value, reg2->smax_value);
14544                         reg2->smin_value = max(reg1->smin_value, reg2->smin_value);
14545                 }
14546                 break;
14547         case BPF_JSLT:
14548                 if (is_jmp32) {
14549                         reg1->s32_max_value = min(reg1->s32_max_value, reg2->s32_max_value - 1);
14550                         reg2->s32_min_value = max(reg1->s32_min_value + 1, reg2->s32_min_value);
14551                 } else {
14552                         reg1->smax_value = min(reg1->smax_value, reg2->smax_value - 1);
14553                         reg2->smin_value = max(reg1->smin_value + 1, reg2->smin_value);
14554                 }
14555                 break;
14556         case BPF_JGE:
14557         case BPF_JGT:
14558         case BPF_JSGE:
14559         case BPF_JSGT:
14560                 /* just reuse LE/LT logic above */
14561                 opcode = flip_opcode(opcode);
14562                 swap(reg1, reg2);
14563                 goto again;
14564         default:
14565                 return;
14566         }
14567 }
14568
14569 /* Adjusts the register min/max values in the case that the dst_reg and
14570  * src_reg are both SCALAR_VALUE registers (or we are simply doing a BPF_K
14571  * check, in which case we havea fake SCALAR_VALUE representing insn->imm).
14572  * Technically we can do similar adjustments for pointers to the same object,
14573  * but we don't support that right now.
14574  */
14575 static int reg_set_min_max(struct bpf_verifier_env *env,
14576                            struct bpf_reg_state *true_reg1,
14577                            struct bpf_reg_state *true_reg2,
14578                            struct bpf_reg_state *false_reg1,
14579                            struct bpf_reg_state *false_reg2,
14580                            u8 opcode, bool is_jmp32)
14581 {
14582         int err;
14583
14584         /* If either register is a pointer, we can't learn anything about its
14585          * variable offset from the compare (unless they were a pointer into
14586          * the same object, but we don't bother with that).
14587          */
14588         if (false_reg1->type != SCALAR_VALUE || false_reg2->type != SCALAR_VALUE)
14589                 return 0;
14590
14591         /* fallthrough (FALSE) branch */
14592         regs_refine_cond_op(false_reg1, false_reg2, rev_opcode(opcode), is_jmp32);
14593         reg_bounds_sync(false_reg1);
14594         reg_bounds_sync(false_reg2);
14595
14596         /* jump (TRUE) branch */
14597         regs_refine_cond_op(true_reg1, true_reg2, opcode, is_jmp32);
14598         reg_bounds_sync(true_reg1);
14599         reg_bounds_sync(true_reg2);
14600
14601         err = reg_bounds_sanity_check(env, true_reg1, "true_reg1");
14602         err = err ?: reg_bounds_sanity_check(env, true_reg2, "true_reg2");
14603         err = err ?: reg_bounds_sanity_check(env, false_reg1, "false_reg1");
14604         err = err ?: reg_bounds_sanity_check(env, false_reg2, "false_reg2");
14605         return err;
14606 }
14607
14608 static void mark_ptr_or_null_reg(struct bpf_func_state *state,
14609                                  struct bpf_reg_state *reg, u32 id,
14610                                  bool is_null)
14611 {
14612         if (type_may_be_null(reg->type) && reg->id == id &&
14613             (is_rcu_reg(reg) || !WARN_ON_ONCE(!reg->id))) {
14614                 /* Old offset (both fixed and variable parts) should have been
14615                  * known-zero, because we don't allow pointer arithmetic on
14616                  * pointers that might be NULL. If we see this happening, don't
14617                  * convert the register.
14618                  *
14619                  * But in some cases, some helpers that return local kptrs
14620                  * advance offset for the returned pointer. In those cases, it
14621                  * is fine to expect to see reg->off.
14622                  */
14623                 if (WARN_ON_ONCE(reg->smin_value || reg->smax_value || !tnum_equals_const(reg->var_off, 0)))
14624                         return;
14625                 if (!(type_is_ptr_alloc_obj(reg->type) || type_is_non_owning_ref(reg->type)) &&
14626                     WARN_ON_ONCE(reg->off))
14627                         return;
14628
14629                 if (is_null) {
14630                         reg->type = SCALAR_VALUE;
14631                         /* We don't need id and ref_obj_id from this point
14632                          * onwards anymore, thus we should better reset it,
14633                          * so that state pruning has chances to take effect.
14634                          */
14635                         reg->id = 0;
14636                         reg->ref_obj_id = 0;
14637
14638                         return;
14639                 }
14640
14641                 mark_ptr_not_null_reg(reg);
14642
14643                 if (!reg_may_point_to_spin_lock(reg)) {
14644                         /* For not-NULL ptr, reg->ref_obj_id will be reset
14645                          * in release_reference().
14646                          *
14647                          * reg->id is still used by spin_lock ptr. Other
14648                          * than spin_lock ptr type, reg->id can be reset.
14649                          */
14650                         reg->id = 0;
14651                 }
14652         }
14653 }
14654
14655 /* The logic is similar to find_good_pkt_pointers(), both could eventually
14656  * be folded together at some point.
14657  */
14658 static void mark_ptr_or_null_regs(struct bpf_verifier_state *vstate, u32 regno,
14659                                   bool is_null)
14660 {
14661         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
14662         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *reg;
14663         u32 ref_obj_id = regs[regno].ref_obj_id;
14664         u32 id = regs[regno].id;
14665
14666         if (ref_obj_id && ref_obj_id == id && is_null)
14667                 /* regs[regno] is in the " == NULL" branch.
14668                  * No one could have freed the reference state before
14669                  * doing the NULL check.
14670                  */
14671                 WARN_ON_ONCE(release_reference_state(state, id));
14672
14673         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
14674                 mark_ptr_or_null_reg(state, reg, id, is_null);
14675         }));
14676 }
14677
14678 static bool try_match_pkt_pointers(const struct bpf_insn *insn,
14679                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
14680                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
14681                                    struct bpf_verifier_state *this_branch,
14682                                    struct bpf_verifier_state *other_branch)
14683 {
14684         if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_X)
14685                 return false;
14686
14687         /* Pointers are always 64-bit. */
14688         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32)
14689                 return false;
14690
14691         switch (BPF_OP(insn->code)) {
14692         case BPF_JGT:
14693                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
14694                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
14695                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
14696                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
14697                         /* pkt_data' > pkt_end, pkt_meta' > pkt_data */
14698                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
14699                                                dst_reg->type, false);
14700                         mark_pkt_end(other_branch, insn->dst_reg, true);
14701                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
14702                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
14703                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
14704                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
14705                         /* pkt_end > pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
14706                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
14707                                                src_reg->type, true);
14708                         mark_pkt_end(this_branch, insn->src_reg, false);
14709                 } else {
14710                         return false;
14711                 }
14712                 break;
14713         case BPF_JLT:
14714                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
14715                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
14716                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
14717                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
14718                         /* pkt_data' < pkt_end, pkt_meta' < pkt_data */
14719                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
14720                                                dst_reg->type, true);
14721                         mark_pkt_end(this_branch, insn->dst_reg, false);
14722                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
14723                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
14724                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
14725                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
14726                         /* pkt_end < pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
14727                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
14728                                                src_reg->type, false);
14729                         mark_pkt_end(other_branch, insn->src_reg, true);
14730                 } else {
14731                         return false;
14732                 }
14733                 break;
14734         case BPF_JGE:
14735                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
14736                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
14737                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
14738                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
14739                         /* pkt_data' >= pkt_end, pkt_meta' >= pkt_data */
14740                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
14741                                                dst_reg->type, true);
14742                         mark_pkt_end(other_branch, insn->dst_reg, false);
14743                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
14744                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
14745                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
14746                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
14747                         /* pkt_end >= pkt_data', pkt_data >= pkt_meta' */
14748                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
14749                                                src_reg->type, false);
14750                         mark_pkt_end(this_branch, insn->src_reg, true);
14751                 } else {
14752                         return false;
14753                 }
14754                 break;
14755         case BPF_JLE:
14756                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
14757                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
14758                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
14759                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
14760                         /* pkt_data' <= pkt_end, pkt_meta' <= pkt_data */
14761                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
14762                                                dst_reg->type, false);
14763                         mark_pkt_end(this_branch, insn->dst_reg, true);
14764                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
14765                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
14766                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
14767                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
14768                         /* pkt_end <= pkt_data', pkt_data <= pkt_meta' */
14769                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
14770                                                src_reg->type, true);
14771                         mark_pkt_end(other_branch, insn->src_reg, false);
14772                 } else {
14773                         return false;
14774                 }
14775                 break;
14776         default:
14777                 return false;
14778         }
14779
14780         return true;
14781 }
14782
14783 static void find_equal_scalars(struct bpf_verifier_state *vstate,
14784                                struct bpf_reg_state *known_reg)
14785 {
14786         struct bpf_func_state *state;
14787         struct bpf_reg_state *reg;
14788
14789         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
14790                 if (reg->type == SCALAR_VALUE && reg->id == known_reg->id)
14791                         copy_register_state(reg, known_reg);
14792         }));
14793 }
14794
14795 static int check_cond_jmp_op(struct bpf_verifier_env *env,
14796                              struct bpf_insn *insn, int *insn_idx)
14797 {
14798         struct bpf_verifier_state *this_branch = env->cur_state;
14799         struct bpf_verifier_state *other_branch;
14800         struct bpf_reg_state *regs = this_branch->frame[this_branch->curframe]->regs;
14801         struct bpf_reg_state *dst_reg, *other_branch_regs, *src_reg = NULL;
14802         struct bpf_reg_state *eq_branch_regs;
14803         struct bpf_reg_state fake_reg = {};
14804         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
14805         bool is_jmp32;
14806         int pred = -1;
14807         int err;
14808
14809         /* Only conditional jumps are expected to reach here. */
14810         if (opcode == BPF_JA || opcode > BPF_JSLE) {
14811                 verbose(env, "invalid BPF_JMP/JMP32 opcode %x\n", opcode);
14812                 return -EINVAL;
14813         }
14814
14815         /* check src2 operand */
14816         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
14817         if (err)
14818                 return err;
14819
14820         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
14821         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
14822                 if (insn->imm != 0) {
14823                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
14824                         return -EINVAL;
14825                 }
14826
14827                 /* check src1 operand */
14828                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
14829                 if (err)
14830                         return err;
14831
14832                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
14833                 if (!(reg_is_pkt_pointer_any(dst_reg) && reg_is_pkt_pointer_any(src_reg)) &&
14834                     is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
14835                         verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
14836                                 insn->src_reg);
14837                         return -EACCES;
14838                 }
14839         } else {
14840                 if (insn->src_reg != BPF_REG_0) {
14841                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
14842                         return -EINVAL;
14843                 }
14844                 src_reg = &fake_reg;
14845                 src_reg->type = SCALAR_VALUE;
14846                 __mark_reg_known(src_reg, insn->imm);
14847         }
14848
14849         is_jmp32 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32;
14850         pred = is_branch_taken(dst_reg, src_reg, opcode, is_jmp32);
14851         if (pred >= 0) {
14852                 /* If we get here with a dst_reg pointer type it is because
14853                  * above is_branch_taken() special cased the 0 comparison.
14854                  */
14855                 if (!__is_pointer_value(false, dst_reg))
14856                         err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
14857                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X && !err &&
14858                     !__is_pointer_value(false, src_reg))
14859                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
14860                 if (err)
14861                         return err;
14862         }
14863
14864         if (pred == 1) {
14865                 /* Only follow the goto, ignore fall-through. If needed, push
14866                  * the fall-through branch for simulation under speculative
14867                  * execution.
14868                  */
14869                 if (!env->bypass_spec_v1 &&
14870                     !sanitize_speculative_path(env, insn, *insn_idx + 1,
14871                                                *insn_idx))
14872                         return -EFAULT;
14873                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
14874                         print_insn_state(env, this_branch->frame[this_branch->curframe]);
14875                 *insn_idx += insn->off;
14876                 return 0;
14877         } else if (pred == 0) {
14878                 /* Only follow the fall-through branch, since that's where the
14879                  * program will go. If needed, push the goto branch for
14880                  * simulation under speculative execution.
14881                  */
14882                 if (!env->bypass_spec_v1 &&
14883                     !sanitize_speculative_path(env, insn,
14884                                                *insn_idx + insn->off + 1,
14885                                                *insn_idx))
14886                         return -EFAULT;
14887                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
14888                         print_insn_state(env, this_branch->frame[this_branch->curframe]);
14889                 return 0;
14890         }
14891
14892         other_branch = push_stack(env, *insn_idx + insn->off + 1, *insn_idx,
14893                                   false);
14894         if (!other_branch)
14895                 return -EFAULT;
14896         other_branch_regs = other_branch->frame[other_branch->curframe]->regs;
14897
14898         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
14899                 err = reg_set_min_max(env,
14900                                       &other_branch_regs[insn->dst_reg],
14901                                       &other_branch_regs[insn->src_reg],
14902                                       dst_reg, src_reg, opcode, is_jmp32);
14903         } else /* BPF_SRC(insn->code) == BPF_K */ {
14904                 err = reg_set_min_max(env,
14905                                       &other_branch_regs[insn->dst_reg],
14906                                       src_reg /* fake one */,
14907                                       dst_reg, src_reg /* same fake one */,
14908                                       opcode, is_jmp32);
14909         }
14910         if (err)
14911                 return err;
14912
14913         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X &&
14914             src_reg->type == SCALAR_VALUE && src_reg->id &&
14915             !WARN_ON_ONCE(src_reg->id != other_branch_regs[insn->src_reg].id)) {
14916                 find_equal_scalars(this_branch, src_reg);
14917                 find_equal_scalars(other_branch, &other_branch_regs[insn->src_reg]);
14918         }
14919         if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE && dst_reg->id &&
14920             !WARN_ON_ONCE(dst_reg->id != other_branch_regs[insn->dst_reg].id)) {
14921                 find_equal_scalars(this_branch, dst_reg);
14922                 find_equal_scalars(other_branch, &other_branch_regs[insn->dst_reg]);
14923         }
14924
14925         /* if one pointer register is compared to another pointer
14926          * register check if PTR_MAYBE_NULL could be lifted.
14927          * E.g. register A - maybe null
14928          *      register B - not null
14929          * for JNE A, B, ... - A is not null in the false branch;
14930          * for JEQ A, B, ... - A is not null in the true branch.
14931          *
14932          * Since PTR_TO_BTF_ID points to a kernel struct that does
14933          * not need to be null checked by the BPF program, i.e.,
14934          * could be null even without PTR_MAYBE_NULL marking, so
14935          * only propagate nullness when neither reg is that type.
14936          */
14937         if (!is_jmp32 && BPF_SRC(insn->code) == BPF_X &&
14938             __is_pointer_value(false, src_reg) && __is_pointer_value(false, dst_reg) &&
14939             type_may_be_null(src_reg->type) != type_may_be_null(dst_reg->type) &&
14940             base_type(src_reg->type) != PTR_TO_BTF_ID &&
14941             base_type(dst_reg->type) != PTR_TO_BTF_ID) {
14942                 eq_branch_regs = NULL;
14943                 switch (opcode) {
14944                 case BPF_JEQ:
14945                         eq_branch_regs = other_branch_regs;
14946                         break;
14947                 case BPF_JNE:
14948                         eq_branch_regs = regs;
14949                         break;
14950                 default:
14951                         /* do nothing */
14952                         break;
14953                 }
14954                 if (eq_branch_regs) {
14955                         if (type_may_be_null(src_reg->type))
14956                                 mark_ptr_not_null_reg(&eq_branch_regs[insn->src_reg]);
14957                         else
14958                                 mark_ptr_not_null_reg(&eq_branch_regs[insn->dst_reg]);
14959                 }
14960         }
14961
14962         /* detect if R == 0 where R is returned from bpf_map_lookup_elem().
14963          * NOTE: these optimizations below are related with pointer comparison
14964          *       which will never be JMP32.
14965          */
14966         if (!is_jmp32 && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K &&
14967             insn->imm == 0 && (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE) &&
14968             type_may_be_null(dst_reg->type)) {
14969                 /* Mark all identical registers in each branch as either
14970                  * safe or unknown depending R == 0 or R != 0 conditional.
14971                  */
14972                 mark_ptr_or_null_regs(this_branch, insn->dst_reg,
14973                                       opcode == BPF_JNE);
14974                 mark_ptr_or_null_regs(other_branch, insn->dst_reg,
14975                                       opcode == BPF_JEQ);
14976         } else if (!try_match_pkt_pointers(insn, dst_reg, &regs[insn->src_reg],
14977                                            this_branch, other_branch) &&
14978                    is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
14979                 verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
14980                         insn->dst_reg);
14981                 return -EACCES;
14982         }
14983         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
14984                 print_insn_state(env, this_branch->frame[this_branch->curframe]);
14985         return 0;
14986 }
14987
14988 /* verify BPF_LD_IMM64 instruction */
14989 static int check_ld_imm(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
14990 {
14991         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
14992         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
14993         struct bpf_reg_state *dst_reg;
14994         struct bpf_map *map;
14995         int err;
14996
14997         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
14998                 verbose(env, "invalid BPF_LD_IMM insn\n");
14999                 return -EINVAL;
15000         }
15001         if (insn->off != 0) {
15002                 verbose(env, "BPF_LD_IMM64 uses reserved fields\n");
15003                 return -EINVAL;
15004         }
15005
15006         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
15007         if (err)
15008                 return err;
15009
15010         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
15011         if (insn->src_reg == 0) {
15012                 u64 imm = ((u64)(insn + 1)->imm << 32) | (u32)insn->imm;
15013
15014                 dst_reg->type = SCALAR_VALUE;
15015                 __mark_reg_known(&regs[insn->dst_reg], imm);
15016                 return 0;
15017         }
15018
15019         /* All special src_reg cases are listed below. From this point onwards
15020          * we either succeed and assign a corresponding dst_reg->type after
15021          * zeroing the offset, or fail and reject the program.
15022          */
15023         mark_reg_known_zero(env, regs, insn->dst_reg);
15024
15025         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
15026                 dst_reg->type = aux->btf_var.reg_type;
15027                 switch (base_type(dst_reg->type)) {
15028                 case PTR_TO_MEM:
15029                         dst_reg->mem_size = aux->btf_var.mem_size;
15030                         break;
15031                 case PTR_TO_BTF_ID:
15032                         dst_reg->btf = aux->btf_var.btf;
15033                         dst_reg->btf_id = aux->btf_var.btf_id;
15034                         break;
15035                 default:
15036                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
15037                         return -EFAULT;
15038                 }
15039                 return 0;
15040         }
15041
15042         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC) {
15043                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
15044                 u32 subprogno = find_subprog(env,
15045                                              env->insn_idx + insn->imm + 1);
15046
15047                 if (!aux->func_info) {
15048                         verbose(env, "missing btf func_info\n");
15049                         return -EINVAL;
15050                 }
15051                 if (aux->func_info_aux[subprogno].linkage != BTF_FUNC_STATIC) {
15052                         verbose(env, "callback function not static\n");
15053                         return -EINVAL;
15054                 }
15055
15056                 dst_reg->type = PTR_TO_FUNC;
15057                 dst_reg->subprogno = subprogno;
15058                 return 0;
15059         }
15060
15061         map = env->used_maps[aux->map_index];
15062         dst_reg->map_ptr = map;
15063
15064         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_VALUE ||
15065             insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE) {
15066                 dst_reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
15067                 dst_reg->off = aux->map_off;
15068                 WARN_ON_ONCE(map->max_entries != 1);
15069                 /* We want reg->id to be same (0) as map_value is not distinct */
15070         } else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD ||
15071                    insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX) {
15072                 dst_reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
15073         } else {
15074                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
15075                 return -EINVAL;
15076         }
15077
15078         return 0;
15079 }
15080
15081 static bool may_access_skb(enum bpf_prog_type type)
15082 {
15083         switch (type) {
15084         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
15085         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
15086         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
15087                 return true;
15088         default:
15089                 return false;
15090         }
15091 }
15092
15093 /* verify safety of LD_ABS|LD_IND instructions:
15094  * - they can only appear in the programs where ctx == skb
15095  * - since they are wrappers of function calls, they scratch R1-R5 registers,
15096  *   preserve R6-R9, and store return value into R0
15097  *
15098  * Implicit input:
15099  *   ctx == skb == R6 == CTX
15100  *
15101  * Explicit input:
15102  *   SRC == any register
15103  *   IMM == 32-bit immediate
15104  *
15105  * Output:
15106  *   R0 - 8/16/32-bit skb data converted to cpu endianness
15107  */
15108 static int check_ld_abs(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
15109 {
15110         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
15111         static const int ctx_reg = BPF_REG_6;
15112         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
15113         int i, err;
15114
15115         if (!may_access_skb(resolve_prog_type(env->prog))) {
15116                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] instructions not allowed for this program type\n");
15117                 return -EINVAL;
15118         }
15119
15120         if (!env->ops->gen_ld_abs) {
15121                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
15122                 return -EINVAL;
15123         }
15124
15125         if (insn->dst_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
15126             BPF_SIZE(insn->code) == BPF_DW ||
15127             (mode == BPF_ABS && insn->src_reg != BPF_REG_0)) {
15128                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] uses reserved fields\n");
15129                 return -EINVAL;
15130         }
15131
15132         /* check whether implicit source operand (register R6) is readable */
15133         err = check_reg_arg(env, ctx_reg, SRC_OP);
15134         if (err)
15135                 return err;
15136
15137         /* Disallow usage of BPF_LD_[ABS|IND] with reference tracking, as
15138          * gen_ld_abs() may terminate the program at runtime, leading to
15139          * reference leak.
15140          */
15141         err = check_reference_leak(env, false);
15142         if (err) {
15143                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be mixed with socket references\n");
15144                 return err;
15145         }
15146
15147         if (env->cur_state->active_lock.ptr) {
15148                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be used inside bpf_spin_lock-ed region\n");
15149                 return -EINVAL;
15150         }
15151
15152         if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
15153                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be used inside bpf_rcu_read_lock-ed region\n");
15154                 return -EINVAL;
15155         }
15156
15157         if (regs[ctx_reg].type != PTR_TO_CTX) {
15158                 verbose(env,
15159                         "at the time of BPF_LD_ABS|IND R6 != pointer to skb\n");
15160                 return -EINVAL;
15161         }
15162
15163         if (mode == BPF_IND) {
15164                 /* check explicit source operand */
15165                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
15166                 if (err)
15167                         return err;
15168         }
15169
15170         err = check_ptr_off_reg(env, &regs[ctx_reg], ctx_reg);
15171         if (err < 0)
15172                 return err;
15173
15174         /* reset caller saved regs to unreadable */
15175         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
15176                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
15177                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
15178         }
15179
15180         /* mark destination R0 register as readable, since it contains
15181          * the value fetched from the packet.
15182          * Already marked as written above.
15183          */
15184         mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
15185         /* ld_abs load up to 32-bit skb data. */
15186         regs[BPF_REG_0].subreg_def = env->insn_idx + 1;
15187         return 0;
15188 }
15189
15190 static int check_return_code(struct bpf_verifier_env *env, int regno, const char *reg_name)
15191 {
15192         const char *exit_ctx = "At program exit";
15193         struct tnum enforce_attach_type_range = tnum_unknown;
15194         const struct bpf_prog *prog = env->prog;
15195         struct bpf_reg_state *reg;
15196         struct bpf_retval_range range = retval_range(0, 1);
15197         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
15198         int err;
15199         struct bpf_func_state *frame = env->cur_state->frame[0];
15200         const bool is_subprog = frame->subprogno;
15201
15202         /* LSM and struct_ops func-ptr's return type could be "void" */
15203         if (!is_subprog || frame->in_exception_callback_fn) {
15204                 switch (prog_type) {
15205                 case BPF_PROG_TYPE_LSM:
15206                         if (prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP)
15207                                 /* See below, can be 0 or 0-1 depending on hook. */
15208                                 break;
15209                         fallthrough;
15210                 case BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS:
15211                         if (!prog->aux->attach_func_proto->type)
15212                                 return 0;
15213                         break;
15214                 default:
15215                         break;
15216                 }
15217         }
15218
15219         /* eBPF calling convention is such that R0 is used
15220          * to return the value from eBPF program.
15221          * Make sure that it's readable at this time
15222          * of bpf_exit, which means that program wrote
15223          * something into it earlier
15224          */
15225         err = check_reg_arg(env, regno, SRC_OP);
15226         if (err)
15227                 return err;
15228
15229         if (is_pointer_value(env, regno)) {
15230                 verbose(env, "R%d leaks addr as return value\n", regno);
15231                 return -EACCES;
15232         }
15233
15234         reg = cur_regs(env) + regno;
15235
15236         if (frame->in_async_callback_fn) {
15237                 /* enforce return zero from async callbacks like timer */
15238                 exit_ctx = "At async callback return";
15239                 range = retval_range(0, 0);
15240                 goto enforce_retval;
15241         }
15242
15243         if (is_subprog && !frame->in_exception_callback_fn) {
15244                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
15245                         verbose(env, "At subprogram exit the register R%d is not a scalar value (%s)\n",
15246                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
15247                         return -EINVAL;
15248                 }
15249                 return 0;
15250         }
15251
15252         switch (prog_type) {
15253         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK_ADDR:
15254                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP4_RECVMSG ||
15255                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP6_RECVMSG ||
15256                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UNIX_RECVMSG ||
15257                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETPEERNAME ||
15258                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETPEERNAME ||
15259                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UNIX_GETPEERNAME ||
15260                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETSOCKNAME ||
15261                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETSOCKNAME ||
15262                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UNIX_GETSOCKNAME)
15263                         range = retval_range(1, 1);
15264                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_BIND ||
15265                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_BIND)
15266                         range = retval_range(0, 3);
15267                 break;
15268         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
15269                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET_EGRESS) {
15270                         range = retval_range(0, 3);
15271                         enforce_attach_type_range = tnum_range(2, 3);
15272                 }
15273                 break;
15274         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK:
15275         case BPF_PROG_TYPE_SOCK_OPS:
15276         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_DEVICE:
15277         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SYSCTL:
15278         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
15279                 break;
15280         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
15281                 if (!env->prog->aux->attach_btf_id)
15282                         return 0;
15283                 range = retval_range(0, 0);
15284                 break;
15285         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
15286                 switch (env->prog->expected_attach_type) {
15287                 case BPF_TRACE_FENTRY:
15288                 case BPF_TRACE_FEXIT:
15289                         range = retval_range(0, 0);
15290                         break;
15291                 case BPF_TRACE_RAW_TP:
15292                 case BPF_MODIFY_RETURN:
15293                         return 0;
15294                 case BPF_TRACE_ITER:
15295                         break;
15296                 default:
15297                         return -ENOTSUPP;
15298                 }
15299                 break;
15300         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
15301                 range = retval_range(SK_DROP, SK_PASS);
15302                 break;
15303
15304         case BPF_PROG_TYPE_LSM:
15305                 if (env->prog->expected_attach_type != BPF_LSM_CGROUP) {
15306                         /* Regular BPF_PROG_TYPE_LSM programs can return
15307                          * any value.
15308                          */
15309                         return 0;
15310                 }
15311                 if (!env->prog->aux->attach_func_proto->type) {
15312                         /* Make sure programs that attach to void
15313                          * hooks don't try to modify return value.
15314                          */
15315                         range = retval_range(1, 1);
15316                 }
15317                 break;
15318
15319         case BPF_PROG_TYPE_NETFILTER:
15320                 range = retval_range(NF_DROP, NF_ACCEPT);
15321                 break;
15322         case BPF_PROG_TYPE_EXT:
15323                 /* freplace program can return anything as its return value
15324                  * depends on the to-be-replaced kernel func or bpf program.
15325                  */
15326         default:
15327                 return 0;
15328         }
15329
15330 enforce_retval:
15331         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
15332                 verbose(env, "%s the register R%d is not a known value (%s)\n",
15333                         exit_ctx, regno, reg_type_str(env, reg->type));
15334                 return -EINVAL;
15335         }
15336
15337         err = mark_chain_precision(env, regno);
15338         if (err)
15339                 return err;
15340
15341         if (!retval_range_within(range, reg)) {
15342                 verbose_invalid_scalar(env, reg, range, exit_ctx, reg_name);
15343                 if (!is_subprog &&
15344                     prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP &&
15345                     prog_type == BPF_PROG_TYPE_LSM &&
15346                     !prog->aux->attach_func_proto->type)
15347                         verbose(env, "Note, BPF_LSM_CGROUP that attach to void LSM hooks can't modify return value!\n");
15348                 return -EINVAL;
15349         }
15350
15351         if (!tnum_is_unknown(enforce_attach_type_range) &&
15352             tnum_in(enforce_attach_type_range, reg->var_off))
15353                 env->prog->enforce_expected_attach_type = 1;
15354         return 0;
15355 }
15356
15357 /* non-recursive DFS pseudo code
15358  * 1  procedure DFS-iterative(G,v):
15359  * 2      label v as discovered
15360  * 3      let S be a stack
15361  * 4      S.push(v)
15362  * 5      while S is not empty
15363  * 6            t <- S.peek()
15364  * 7            if t is what we're looking for:
15365  * 8                return t
15366  * 9            for all edges e in G.adjacentEdges(t) do
15367  * 10               if edge e is already labelled
15368  * 11                   continue with the next edge
15369  * 12               w <- G.adjacentVertex(t,e)
15370  * 13               if vertex w is not discovered and not explored
15371  * 14                   label e as tree-edge
15372  * 15                   label w as discovered
15373  * 16                   S.push(w)
15374  * 17                   continue at 5
15375  * 18               else if vertex w is discovered
15376  * 19                   label e as back-edge
15377  * 20               else
15378  * 21                   // vertex w is explored
15379  * 22                   label e as forward- or cross-edge
15380  * 23           label t as explored
15381  * 24           S.pop()
15382  *
15383  * convention:
15384  * 0x10 - discovered
15385  * 0x11 - discovered and fall-through edge labelled
15386  * 0x12 - discovered and fall-through and branch edges labelled
15387  * 0x20 - explored
15388  */
15389
15390 enum {
15391         DISCOVERED = 0x10,
15392         EXPLORED = 0x20,
15393         FALLTHROUGH = 1,
15394         BRANCH = 2,
15395 };
15396
15397 static void mark_prune_point(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
15398 {
15399         env->insn_aux_data[idx].prune_point = true;
15400 }
15401
15402 static bool is_prune_point(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
15403 {
15404         return env->insn_aux_data[insn_idx].prune_point;
15405 }
15406
15407 static void mark_force_checkpoint(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
15408 {
15409         env->insn_aux_data[idx].force_checkpoint = true;
15410 }
15411
15412 static bool is_force_checkpoint(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
15413 {
15414         return env->insn_aux_data[insn_idx].force_checkpoint;
15415 }
15416
15417 static void mark_calls_callback(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
15418 {
15419         env->insn_aux_data[idx].calls_callback = true;
15420 }
15421
15422 static bool calls_callback(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
15423 {
15424         return env->insn_aux_data[insn_idx].calls_callback;
15425 }
15426
15427 enum {
15428         DONE_EXPLORING = 0,
15429         KEEP_EXPLORING = 1,
15430 };
15431
15432 /* t, w, e - match pseudo-code above:
15433  * t - index of current instruction
15434  * w - next instruction
15435  * e - edge
15436  */
15437 static int push_insn(int t, int w, int e, struct bpf_verifier_env *env)
15438 {
15439         int *insn_stack = env->cfg.insn_stack;
15440         int *insn_state = env->cfg.insn_state;
15441
15442         if (e == FALLTHROUGH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | FALLTHROUGH))
15443                 return DONE_EXPLORING;
15444
15445         if (e == BRANCH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | BRANCH))
15446                 return DONE_EXPLORING;
15447
15448         if (w < 0 || w >= env->prog->len) {
15449                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
15450                 verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", t, w);
15451                 return -EINVAL;
15452         }
15453
15454         if (e == BRANCH) {
15455                 /* mark branch target for state pruning */
15456                 mark_prune_point(env, w);
15457                 mark_jmp_point(env, w);
15458         }
15459
15460         if (insn_state[w] == 0) {
15461                 /* tree-edge */
15462                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
15463                 insn_state[w] = DISCOVERED;
15464                 if (env->cfg.cur_stack >= env->prog->len)
15465                         return -E2BIG;
15466                 insn_stack[env->cfg.cur_stack++] = w;
15467                 return KEEP_EXPLORING;
15468         } else if ((insn_state[w] & 0xF0) == DISCOVERED) {
15469                 if (env->bpf_capable)
15470                         return DONE_EXPLORING;
15471                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
15472                 verbose_linfo(env, w, "%d: ", w);
15473                 verbose(env, "back-edge from insn %d to %d\n", t, w);
15474                 return -EINVAL;
15475         } else if (insn_state[w] == EXPLORED) {
15476                 /* forward- or cross-edge */
15477                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
15478         } else {
15479                 verbose(env, "insn state internal bug\n");
15480                 return -EFAULT;
15481         }
15482         return DONE_EXPLORING;
15483 }
15484
15485 static int visit_func_call_insn(int t, struct bpf_insn *insns,
15486                                 struct bpf_verifier_env *env,
15487                                 bool visit_callee)
15488 {
15489         int ret, insn_sz;
15490
15491         insn_sz = bpf_is_ldimm64(&insns[t]) ? 2 : 1;
15492         ret = push_insn(t, t + insn_sz, FALLTHROUGH, env);
15493         if (ret)
15494                 return ret;
15495
15496         mark_prune_point(env, t + insn_sz);
15497         /* when we exit from subprog, we need to record non-linear history */
15498         mark_jmp_point(env, t + insn_sz);
15499
15500         if (visit_callee) {
15501                 mark_prune_point(env, t);
15502                 ret = push_insn(t, t + insns[t].imm + 1, BRANCH, env);
15503         }
15504         return ret;
15505 }
15506
15507 /* Visits the instruction at index t and returns one of the following:
15508  *  < 0 - an error occurred
15509  *  DONE_EXPLORING - the instruction was fully explored
15510  *  KEEP_EXPLORING - there is still work to be done before it is fully explored
15511  */
15512 static int visit_insn(int t, struct bpf_verifier_env *env)
15513 {
15514         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi, *insn = &insns[t];
15515         int ret, off, insn_sz;
15516
15517         if (bpf_pseudo_func(insn))
15518                 return visit_func_call_insn(t, insns, env, true);
15519
15520         /* All non-branch instructions have a single fall-through edge. */
15521         if (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_JMP &&
15522             BPF_CLASS(insn->code) != BPF_JMP32) {
15523                 insn_sz = bpf_is_ldimm64(insn) ? 2 : 1;
15524                 return push_insn(t, t + insn_sz, FALLTHROUGH, env);
15525         }
15526
15527         switch (BPF_OP(insn->code)) {
15528         case BPF_EXIT:
15529                 return DONE_EXPLORING;
15530
15531         case BPF_CALL:
15532                 if (insn->src_reg == 0 && insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback)
15533                         /* Mark this call insn as a prune point to trigger
15534                          * is_state_visited() check before call itself is
15535                          * processed by __check_func_call(). Otherwise new
15536                          * async state will be pushed for further exploration.
15537                          */
15538                         mark_prune_point(env, t);
15539                 /* For functions that invoke callbacks it is not known how many times
15540                  * callback would be called. Verifier models callback calling functions
15541                  * by repeatedly visiting callback bodies and returning to origin call
15542                  * instruction.
15543                  * In order to stop such iteration verifier needs to identify when a
15544                  * state identical some state from a previous iteration is reached.
15545                  * Check below forces creation of checkpoint before callback calling
15546                  * instruction to allow search for such identical states.
15547                  */
15548                 if (is_sync_callback_calling_insn(insn)) {
15549                         mark_calls_callback(env, t);
15550                         mark_force_checkpoint(env, t);
15551                         mark_prune_point(env, t);
15552                         mark_jmp_point(env, t);
15553                 }
15554                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) {
15555                         struct bpf_kfunc_call_arg_meta meta;
15556
15557                         ret = fetch_kfunc_meta(env, insn, &meta, NULL);
15558                         if (ret == 0 && is_iter_next_kfunc(&meta)) {
15559                                 mark_prune_point(env, t);
15560                                 /* Checking and saving state checkpoints at iter_next() call
15561                                  * is crucial for fast convergence of open-coded iterator loop
15562                                  * logic, so we need to force it. If we don't do that,
15563                                  * is_state_visited() might skip saving a checkpoint, causing
15564                                  * unnecessarily long sequence of not checkpointed
15565                                  * instructions and jumps, leading to exhaustion of jump
15566                                  * history buffer, and potentially other undesired outcomes.
15567                                  * It is expected that with correct open-coded iterators
15568                                  * convergence will happen quickly, so we don't run a risk of
15569                                  * exhausting memory.
15570                                  */
15571                                 mark_force_checkpoint(env, t);
15572                         }
15573                 }
15574                 return visit_func_call_insn(t, insns, env, insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL);
15575
15576         case BPF_JA:
15577                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K)
15578                         return -EINVAL;
15579
15580                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP)
15581                         off = insn->off;
15582                 else
15583                         off = insn->imm;
15584
15585                 /* unconditional jump with single edge */
15586                 ret = push_insn(t, t + off + 1, FALLTHROUGH, env);
15587                 if (ret)
15588                         return ret;
15589
15590                 mark_prune_point(env, t + off + 1);
15591                 mark_jmp_point(env, t + off + 1);
15592
15593                 return ret;
15594
15595         default:
15596                 /* conditional jump with two edges */
15597                 mark_prune_point(env, t);
15598
15599                 ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env);
15600                 if (ret)
15601                         return ret;
15602
15603                 return push_insn(t, t + insn->off + 1, BRANCH, env);
15604         }
15605 }
15606
15607 /* non-recursive depth-first-search to detect loops in BPF program
15608  * loop == back-edge in directed graph
15609  */
15610 static int check_cfg(struct bpf_verifier_env *env)
15611 {
15612         int insn_cnt = env->prog->len;
15613         int *insn_stack, *insn_state;
15614         int ex_insn_beg, i, ret = 0;
15615         bool ex_done = false;
15616
15617         insn_state = env->cfg.insn_state = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
15618         if (!insn_state)
15619                 return -ENOMEM;
15620
15621         insn_stack = env->cfg.insn_stack = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
15622         if (!insn_stack) {
15623                 kvfree(insn_state);
15624                 return -ENOMEM;
15625         }
15626
15627         insn_state[0] = DISCOVERED; /* mark 1st insn as discovered */
15628         insn_stack[0] = 0; /* 0 is the first instruction */
15629         env->cfg.cur_stack = 1;
15630
15631 walk_cfg:
15632         while (env->cfg.cur_stack > 0) {
15633                 int t = insn_stack[env->cfg.cur_stack - 1];
15634
15635                 ret = visit_insn(t, env);
15636                 switch (ret) {
15637                 case DONE_EXPLORING:
15638                         insn_state[t] = EXPLORED;
15639                         env->cfg.cur_stack--;
15640                         break;
15641                 case KEEP_EXPLORING:
15642                         break;
15643                 default:
15644                         if (ret > 0) {
15645                                 verbose(env, "visit_insn internal bug\n");
15646                                 ret = -EFAULT;
15647                         }
15648                         goto err_free;
15649                 }
15650         }
15651
15652         if (env->cfg.cur_stack < 0) {
15653                 verbose(env, "pop stack internal bug\n");
15654                 ret = -EFAULT;
15655                 goto err_free;
15656         }
15657
15658         if (env->exception_callback_subprog && !ex_done) {
15659                 ex_insn_beg = env->subprog_info[env->exception_callback_subprog].start;
15660
15661                 insn_state[ex_insn_beg] = DISCOVERED;
15662                 insn_stack[0] = ex_insn_beg;
15663                 env->cfg.cur_stack = 1;
15664                 ex_done = true;
15665                 goto walk_cfg;
15666         }
15667
15668         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
15669                 struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[i];
15670
15671                 if (insn_state[i] != EXPLORED) {
15672                         verbose(env, "unreachable insn %d\n", i);
15673                         ret = -EINVAL;
15674                         goto err_free;
15675                 }
15676                 if (bpf_is_ldimm64(insn)) {
15677                         if (insn_state[i + 1] != 0) {
15678                                 verbose(env, "jump into the middle of ldimm64 insn %d\n", i);
15679                                 ret = -EINVAL;
15680                                 goto err_free;
15681                         }
15682                         i++; /* skip second half of ldimm64 */
15683                 }
15684         }
15685         ret = 0; /* cfg looks good */
15686
15687 err_free:
15688         kvfree(insn_state);
15689         kvfree(insn_stack);
15690         env->cfg.insn_state = env->cfg.insn_stack = NULL;
15691         return ret;
15692 }
15693
15694 static int check_abnormal_return(struct bpf_verifier_env *env)
15695 {
15696         int i;
15697
15698         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
15699                 if (env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
15700                         verbose(env, "LD_ABS is not allowed in subprogs without BTF\n");
15701                         return -EINVAL;
15702                 }
15703                 if (env->subprog_info[i].has_tail_call) {
15704                         verbose(env, "tail_call is not allowed in subprogs without BTF\n");
15705                         return -EINVAL;
15706                 }
15707         }
15708         return 0;
15709 }
15710
15711 /* The minimum supported BTF func info size */
15712 #define MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE   8
15713 #define MAX_FUNCINFO_REC_SIZE   252
15714
15715 static int check_btf_func_early(struct bpf_verifier_env *env,
15716                                 const union bpf_attr *attr,
15717                                 bpfptr_t uattr)
15718 {
15719         u32 krec_size = sizeof(struct bpf_func_info);
15720         const struct btf_type *type, *func_proto;
15721         u32 i, nfuncs, urec_size, min_size;
15722         struct bpf_func_info *krecord;
15723         struct bpf_prog *prog;
15724         const struct btf *btf;
15725         u32 prev_offset = 0;
15726         bpfptr_t urecord;
15727         int ret = -ENOMEM;
15728
15729         nfuncs = attr->func_info_cnt;
15730         if (!nfuncs) {
15731                 if (check_abnormal_return(env))
15732                         return -EINVAL;
15733                 return 0;
15734         }
15735
15736         urec_size = attr->func_info_rec_size;
15737         if (urec_size < MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE ||
15738             urec_size > MAX_FUNCINFO_REC_SIZE ||
15739             urec_size % sizeof(u32)) {
15740                 verbose(env, "invalid func info rec size %u\n", urec_size);
15741                 return -EINVAL;
15742         }
15743
15744         prog = env->prog;
15745         btf = prog->aux->btf;
15746
15747         urecord = make_bpfptr(attr->func_info, uattr.is_kernel);
15748         min_size = min_t(u32, krec_size, urec_size);
15749
15750         krecord = kvcalloc(nfuncs, krec_size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
15751         if (!krecord)
15752                 return -ENOMEM;
15753
15754         for (i = 0; i < nfuncs; i++) {
15755                 ret = bpf_check_uarg_tail_zero(urecord, krec_size, urec_size);
15756                 if (ret) {
15757                         if (ret == -E2BIG) {
15758                                 verbose(env, "nonzero tailing record in func info");
15759                                 /* set the size kernel expects so loader can zero
15760                                  * out the rest of the record.
15761                                  */
15762                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
15763                                                           offsetof(union bpf_attr, func_info_rec_size),
15764                                                           &min_size, sizeof(min_size)))
15765                                         ret = -EFAULT;
15766                         }
15767                         goto err_free;
15768                 }
15769
15770                 if (copy_from_bpfptr(&krecord[i], urecord, min_size)) {
15771                         ret = -EFAULT;
15772                         goto err_free;
15773                 }
15774
15775                 /* check insn_off */
15776                 ret = -EINVAL;
15777                 if (i == 0) {
15778                         if (krecord[i].insn_off) {
15779                                 verbose(env,
15780                                         "nonzero insn_off %u for the first func info record",
15781                                         krecord[i].insn_off);
15782                                 goto err_free;
15783                         }
15784                 } else if (krecord[i].insn_off <= prev_offset) {
15785                         verbose(env,
15786                                 "same or smaller insn offset (%u) than previous func info record (%u)",
15787                                 krecord[i].insn_off, prev_offset);
15788                         goto err_free;
15789                 }
15790
15791                 /* check type_id */
15792                 type = btf_type_by_id(btf, krecord[i].type_id);
15793                 if (!type || !btf_type_is_func(type)) {
15794                         verbose(env, "invalid type id %d in func info",
15795                                 krecord[i].type_id);
15796                         goto err_free;
15797                 }
15798
15799                 func_proto = btf_type_by_id(btf, type->type);
15800                 if (unlikely(!func_proto || !btf_type_is_func_proto(func_proto)))
15801                         /* btf_func_check() already verified it during BTF load */
15802                         goto err_free;
15803
15804                 prev_offset = krecord[i].insn_off;
15805                 bpfptr_add(&urecord, urec_size);
15806         }
15807
15808         prog->aux->func_info = krecord;
15809         prog->aux->func_info_cnt = nfuncs;
15810         return 0;
15811
15812 err_free:
15813         kvfree(krecord);
15814         return ret;
15815 }
15816
15817 static int check_btf_func(struct bpf_verifier_env *env,
15818                           const union bpf_attr *attr,
15819                           bpfptr_t uattr)
15820 {
15821         const struct btf_type *type, *func_proto, *ret_type;
15822         u32 i, nfuncs, urec_size;
15823         struct bpf_func_info *krecord;
15824         struct bpf_func_info_aux *info_aux = NULL;
15825         struct bpf_prog *prog;
15826         const struct btf *btf;
15827         bpfptr_t urecord;
15828         bool scalar_return;
15829         int ret = -ENOMEM;
15830
15831         nfuncs = attr->func_info_cnt;
15832         if (!nfuncs) {
15833                 if (check_abnormal_return(env))
15834                         return -EINVAL;
15835                 return 0;
15836         }
15837         if (nfuncs != env->subprog_cnt) {
15838                 verbose(env, "number of funcs in func_info doesn't match number of subprogs\n");
15839                 return -EINVAL;
15840         }
15841
15842         urec_size = attr->func_info_rec_size;
15843
15844         prog = env->prog;
15845         btf = prog->aux->btf;
15846
15847         urecord = make_bpfptr(attr->func_info, uattr.is_kernel);
15848
15849         krecord = prog->aux->func_info;
15850         info_aux = kcalloc(nfuncs, sizeof(*info_aux), GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
15851         if (!info_aux)
15852                 return -ENOMEM;
15853
15854         for (i = 0; i < nfuncs; i++) {
15855                 /* check insn_off */
15856                 ret = -EINVAL;
15857
15858                 if (env->subprog_info[i].start != krecord[i].insn_off) {
15859                         verbose(env, "func_info BTF section doesn't match subprog layout in BPF program\n");
15860                         goto err_free;
15861                 }
15862
15863                 /* Already checked type_id */
15864                 type = btf_type_by_id(btf, krecord[i].type_id);
15865                 info_aux[i].linkage = BTF_INFO_VLEN(type->info);
15866                 /* Already checked func_proto */
15867                 func_proto = btf_type_by_id(btf, type->type);
15868
15869                 ret_type = btf_type_skip_modifiers(btf, func_proto->type, NULL);
15870                 scalar_return =
15871                         btf_type_is_small_int(ret_type) || btf_is_any_enum(ret_type);
15872                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
15873                         verbose(env, "LD_ABS is only allowed in functions that return 'int'.\n");
15874                         goto err_free;
15875                 }
15876                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_tail_call) {
15877                         verbose(env, "tail_call is only allowed in functions that return 'int'.\n");
15878                         goto err_free;
15879                 }
15880
15881                 bpfptr_add(&urecord, urec_size);
15882         }
15883
15884         prog->aux->func_info_aux = info_aux;
15885         return 0;
15886
15887 err_free:
15888         kfree(info_aux);
15889         return ret;
15890 }
15891
15892 static void adjust_btf_func(struct bpf_verifier_env *env)
15893 {
15894         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
15895         int i;
15896
15897         if (!aux->func_info)
15898                 return;
15899
15900         /* func_info is not available for hidden subprogs */
15901         for (i = 0; i < env->subprog_cnt - env->hidden_subprog_cnt; i++)
15902                 aux->func_info[i].insn_off = env->subprog_info[i].start;
15903 }
15904
15905 #define MIN_BPF_LINEINFO_SIZE   offsetofend(struct bpf_line_info, line_col)
15906 #define MAX_LINEINFO_REC_SIZE   MAX_FUNCINFO_REC_SIZE
15907
15908 static int check_btf_line(struct bpf_verifier_env *env,
15909                           const union bpf_attr *attr,
15910                           bpfptr_t uattr)
15911 {
15912         u32 i, s, nr_linfo, ncopy, expected_size, rec_size, prev_offset = 0;
15913         struct bpf_subprog_info *sub;
15914         struct bpf_line_info *linfo;
15915         struct bpf_prog *prog;
15916         const struct btf *btf;
15917         bpfptr_t ulinfo;
15918         int err;
15919
15920         nr_linfo = attr->line_info_cnt;
15921         if (!nr_linfo)
15922                 return 0;
15923         if (nr_linfo > INT_MAX / sizeof(struct bpf_line_info))
15924                 return -EINVAL;
15925
15926         rec_size = attr->line_info_rec_size;
15927         if (rec_size < MIN_BPF_LINEINFO_SIZE ||
15928             rec_size > MAX_LINEINFO_REC_SIZE ||
15929             rec_size & (sizeof(u32) - 1))
15930                 return -EINVAL;
15931
15932         /* Need to zero it in case the userspace may
15933          * pass in a smaller bpf_line_info object.
15934          */
15935         linfo = kvcalloc(nr_linfo, sizeof(struct bpf_line_info),
15936                          GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
15937         if (!linfo)
15938                 return -ENOMEM;
15939
15940         prog = env->prog;
15941         btf = prog->aux->btf;
15942
15943         s = 0;
15944         sub = env->subprog_info;
15945         ulinfo = make_bpfptr(attr->line_info, uattr.is_kernel);
15946         expected_size = sizeof(struct bpf_line_info);
15947         ncopy = min_t(u32, expected_size, rec_size);
15948         for (i = 0; i < nr_linfo; i++) {
15949                 err = bpf_check_uarg_tail_zero(ulinfo, expected_size, rec_size);
15950                 if (err) {
15951                         if (err == -E2BIG) {
15952                                 verbose(env, "nonzero tailing record in line_info");
15953                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
15954                                                           offsetof(union bpf_attr, line_info_rec_size),
15955                                                           &expected_size, sizeof(expected_size)))
15956                                         err = -EFAULT;
15957                         }
15958                         goto err_free;
15959                 }
15960
15961                 if (copy_from_bpfptr(&linfo[i], ulinfo, ncopy)) {
15962                         err = -EFAULT;
15963                         goto err_free;
15964                 }
15965
15966                 /*
15967                  * Check insn_off to ensure
15968                  * 1) strictly increasing AND
15969                  * 2) bounded by prog->len
15970                  *
15971                  * The linfo[0].insn_off == 0 check logically falls into
15972                  * the later "missing bpf_line_info for func..." case
15973                  * because the first linfo[0].insn_off must be the
15974                  * first sub also and the first sub must have
15975                  * subprog_info[0].start == 0.
15976                  */
15977                 if ((i && linfo[i].insn_off <= prev_offset) ||
15978                     linfo[i].insn_off >= prog->len) {
15979                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].insn_off:%u (prev_offset:%u prog->len:%u)\n",
15980                                 i, linfo[i].insn_off, prev_offset,
15981                                 prog->len);
15982                         err = -EINVAL;
15983                         goto err_free;
15984                 }
15985
15986                 if (!prog->insnsi[linfo[i].insn_off].code) {
15987                         verbose(env,
15988                                 "Invalid insn code at line_info[%u].insn_off\n",
15989                                 i);
15990                         err = -EINVAL;
15991                         goto err_free;
15992                 }
15993
15994                 if (!btf_name_by_offset(btf, linfo[i].line_off) ||
15995                     !btf_name_by_offset(btf, linfo[i].file_name_off)) {
15996                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].line_off or .file_name_off\n", i);
15997                         err = -EINVAL;
15998                         goto err_free;
15999                 }
16000
16001                 if (s != env->subprog_cnt) {
16002                         if (linfo[i].insn_off == sub[s].start) {
16003                                 sub[s].linfo_idx = i;
16004                                 s++;
16005                         } else if (sub[s].start < linfo[i].insn_off) {
16006                                 verbose(env, "missing bpf_line_info for func#%u\n", s);
16007                                 err = -EINVAL;
16008                                 goto err_free;
16009                         }
16010                 }
16011
16012                 prev_offset = linfo[i].insn_off;
16013                 bpfptr_add(&ulinfo, rec_size);
16014         }
16015
16016         if (s != env->subprog_cnt) {
16017                 verbose(env, "missing bpf_line_info for %u funcs starting from func#%u\n",
16018                         env->subprog_cnt - s, s);
16019                 err = -EINVAL;
16020                 goto err_free;
16021         }
16022
16023         prog->aux->linfo = linfo;
16024         prog->aux->nr_linfo = nr_linfo;
16025
16026         return 0;
16027
16028 err_free:
16029         kvfree(linfo);
16030         return err;
16031 }
16032
16033 #define MIN_CORE_RELO_SIZE      sizeof(struct bpf_core_relo)
16034 #define MAX_CORE_RELO_SIZE      MAX_FUNCINFO_REC_SIZE
16035
16036 static int check_core_relo(struct bpf_verifier_env *env,
16037                            const union bpf_attr *attr,
16038                            bpfptr_t uattr)
16039 {
16040         u32 i, nr_core_relo, ncopy, expected_size, rec_size;
16041         struct bpf_core_relo core_relo = {};
16042         struct bpf_prog *prog = env->prog;
16043         const struct btf *btf = prog->aux->btf;
16044         struct bpf_core_ctx ctx = {
16045                 .log = &env->log,
16046                 .btf = btf,
16047         };
16048         bpfptr_t u_core_relo;
16049         int err;
16050
16051         nr_core_relo = attr->core_relo_cnt;
16052         if (!nr_core_relo)
16053                 return 0;
16054         if (nr_core_relo > INT_MAX / sizeof(struct bpf_core_relo))
16055                 return -EINVAL;
16056
16057         rec_size = attr->core_relo_rec_size;
16058         if (rec_size < MIN_CORE_RELO_SIZE ||
16059             rec_size > MAX_CORE_RELO_SIZE ||
16060             rec_size % sizeof(u32))
16061                 return -EINVAL;
16062
16063         u_core_relo = make_bpfptr(attr->core_relos, uattr.is_kernel);
16064         expected_size = sizeof(struct bpf_core_relo);
16065         ncopy = min_t(u32, expected_size, rec_size);
16066
16067         /* Unlike func_info and line_info, copy and apply each CO-RE
16068          * relocation record one at a time.
16069          */
16070         for (i = 0; i < nr_core_relo; i++) {
16071                 /* future proofing when sizeof(bpf_core_relo) changes */
16072                 err = bpf_check_uarg_tail_zero(u_core_relo, expected_size, rec_size);
16073                 if (err) {
16074                         if (err == -E2BIG) {
16075                                 verbose(env, "nonzero tailing record in core_relo");
16076                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
16077                                                           offsetof(union bpf_attr, core_relo_rec_size),
16078                                                           &expected_size, sizeof(expected_size)))
16079                                         err = -EFAULT;
16080                         }
16081                         break;
16082                 }
16083
16084                 if (copy_from_bpfptr(&core_relo, u_core_relo, ncopy)) {
16085                         err = -EFAULT;
16086                         break;
16087                 }
16088
16089                 if (core_relo.insn_off % 8 || core_relo.insn_off / 8 >= prog->len) {
16090                         verbose(env, "Invalid core_relo[%u].insn_off:%u prog->len:%u\n",
16091                                 i, core_relo.insn_off, prog->len);
16092                         err = -EINVAL;
16093                         break;
16094                 }
16095
16096                 err = bpf_core_apply(&ctx, &core_relo, i,
16097                                      &prog->insnsi[core_relo.insn_off / 8]);
16098                 if (err)
16099                         break;
16100                 bpfptr_add(&u_core_relo, rec_size);
16101         }
16102         return err;
16103 }
16104
16105 static int check_btf_info_early(struct bpf_verifier_env *env,
16106                                 const union bpf_attr *attr,
16107                                 bpfptr_t uattr)
16108 {
16109         struct btf *btf;
16110         int err;
16111
16112         if (!attr->func_info_cnt && !attr->line_info_cnt) {
16113                 if (check_abnormal_return(env))
16114                         return -EINVAL;
16115                 return 0;
16116         }
16117
16118         btf = btf_get_by_fd(attr->prog_btf_fd);
16119         if (IS_ERR(btf))
16120                 return PTR_ERR(btf);
16121         if (btf_is_kernel(btf)) {
16122                 btf_put(btf);
16123                 return -EACCES;
16124         }
16125         env->prog->aux->btf = btf;
16126
16127         err = check_btf_func_early(env, attr, uattr);
16128         if (err)
16129                 return err;
16130         return 0;
16131 }
16132
16133 static int check_btf_info(struct bpf_verifier_env *env,
16134                           const union bpf_attr *attr,
16135                           bpfptr_t uattr)
16136 {
16137         int err;
16138
16139         if (!attr->func_info_cnt && !attr->line_info_cnt) {
16140                 if (check_abnormal_return(env))
16141                         return -EINVAL;
16142                 return 0;
16143         }
16144
16145         err = check_btf_func(env, attr, uattr);
16146         if (err)
16147                 return err;
16148
16149         err = check_btf_line(env, attr, uattr);
16150         if (err)
16151                 return err;
16152
16153         err = check_core_relo(env, attr, uattr);
16154         if (err)
16155                 return err;
16156
16157         return 0;
16158 }
16159
16160 /* check %cur's range satisfies %old's */
16161 static bool range_within(struct bpf_reg_state *old,
16162                          struct bpf_reg_state *cur)
16163 {
16164         return old->umin_value <= cur->umin_value &&
16165                old->umax_value >= cur->umax_value &&
16166                old->smin_value <= cur->smin_value &&
16167                old->smax_value >= cur->smax_value &&
16168                old->u32_min_value <= cur->u32_min_value &&
16169                old->u32_max_value >= cur->u32_max_value &&
16170                old->s32_min_value <= cur->s32_min_value &&
16171                old->s32_max_value >= cur->s32_max_value;
16172 }
16173
16174 /* If in the old state two registers had the same id, then they need to have
16175  * the same id in the new state as well.  But that id could be different from
16176  * the old state, so we need to track the mapping from old to new ids.
16177  * Once we have seen that, say, a reg with old id 5 had new id 9, any subsequent
16178  * regs with old id 5 must also have new id 9 for the new state to be safe.  But
16179  * regs with a different old id could still have new id 9, we don't care about
16180  * that.
16181  * So we look through our idmap to see if this old id has been seen before.  If
16182  * so, we require the new id to match; otherwise, we add the id pair to the map.
16183  */
16184 static bool check_ids(u32 old_id, u32 cur_id, struct bpf_idmap *idmap)
16185 {
16186         struct bpf_id_pair *map = idmap->map;
16187         unsigned int i;
16188
16189         /* either both IDs should be set or both should be zero */
16190         if (!!old_id != !!cur_id)
16191                 return false;
16192
16193         if (old_id == 0) /* cur_id == 0 as well */
16194                 return true;
16195
16196         for (i = 0; i < BPF_ID_MAP_SIZE; i++) {
16197                 if (!map[i].old) {
16198                         /* Reached an empty slot; haven't seen this id before */
16199                         map[i].old = old_id;
16200                         map[i].cur = cur_id;
16201                         return true;
16202                 }
16203                 if (map[i].old == old_id)
16204                         return map[i].cur == cur_id;
16205                 if (map[i].cur == cur_id)
16206                         return false;
16207         }
16208         /* We ran out of idmap slots, which should be impossible */
16209         WARN_ON_ONCE(1);
16210         return false;
16211 }
16212
16213 /* Similar to check_ids(), but allocate a unique temporary ID
16214  * for 'old_id' or 'cur_id' of zero.
16215  * This makes pairs like '0 vs unique ID', 'unique ID vs 0' valid.
16216  */
16217 static bool check_scalar_ids(u32 old_id, u32 cur_id, struct bpf_idmap *idmap)
16218 {
16219         old_id = old_id ? old_id : ++idmap->tmp_id_gen;
16220         cur_id = cur_id ? cur_id : ++idmap->tmp_id_gen;
16221
16222         return check_ids(old_id, cur_id, idmap);
16223 }
16224
16225 static void clean_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
16226                              struct bpf_func_state *st)
16227 {
16228         enum bpf_reg_liveness live;
16229         int i, j;
16230
16231         for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
16232                 live = st->regs[i].live;
16233                 /* liveness must not touch this register anymore */
16234                 st->regs[i].live |= REG_LIVE_DONE;
16235                 if (!(live & REG_LIVE_READ))
16236                         /* since the register is unused, clear its state
16237                          * to make further comparison simpler
16238                          */
16239                         __mark_reg_not_init(env, &st->regs[i]);
16240         }
16241
16242         for (i = 0; i < st->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
16243                 live = st->stack[i].spilled_ptr.live;
16244                 /* liveness must not touch this stack slot anymore */
16245                 st->stack[i].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_DONE;
16246                 if (!(live & REG_LIVE_READ)) {
16247                         __mark_reg_not_init(env, &st->stack[i].spilled_ptr);
16248                         for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
16249                                 st->stack[i].slot_type[j] = STACK_INVALID;
16250                 }
16251         }
16252 }
16253
16254 static void clean_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
16255                                  struct bpf_verifier_state *st)
16256 {
16257         int i;
16258
16259         if (st->frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE)
16260                 /* all regs in this state in all frames were already marked */
16261                 return;
16262
16263         for (i = 0; i <= st->curframe; i++)
16264                 clean_func_state(env, st->frame[i]);
16265 }
16266
16267 /* the parentage chains form a tree.
16268  * the verifier states are added to state lists at given insn and
16269  * pushed into state stack for future exploration.
16270  * when the verifier reaches bpf_exit insn some of the verifer states
16271  * stored in the state lists have their final liveness state already,
16272  * but a lot of states will get revised from liveness point of view when
16273  * the verifier explores other branches.
16274  * Example:
16275  * 1: r0 = 1
16276  * 2: if r1 == 100 goto pc+1
16277  * 3: r0 = 2
16278  * 4: exit
16279  * when the verifier reaches exit insn the register r0 in the state list of
16280  * insn 2 will be seen as !REG_LIVE_READ. Then the verifier pops the other_branch
16281  * of insn 2 and goes exploring further. At the insn 4 it will walk the
16282  * parentage chain from insn 4 into insn 2 and will mark r0 as REG_LIVE_READ.
16283  *
16284  * Since the verifier pushes the branch states as it sees them while exploring
16285  * the program the condition of walking the branch instruction for the second
16286  * time means that all states below this branch were already explored and
16287  * their final liveness marks are already propagated.
16288  * Hence when the verifier completes the search of state list in is_state_visited()
16289  * we can call this clean_live_states() function to mark all liveness states
16290  * as REG_LIVE_DONE to indicate that 'parent' pointers of 'struct bpf_reg_state'
16291  * will not be used.
16292  * This function also clears the registers and stack for states that !READ
16293  * to simplify state merging.
16294  *
16295  * Important note here that walking the same branch instruction in the callee
16296  * doesn't meant that the states are DONE. The verifier has to compare
16297  * the callsites
16298  */
16299 static void clean_live_states(struct bpf_verifier_env *env, int insn,
16300                               struct bpf_verifier_state *cur)
16301 {
16302         struct bpf_verifier_state_list *sl;
16303
16304         sl = *explored_state(env, insn);
16305         while (sl) {
16306                 if (sl->state.branches)
16307                         goto next;
16308                 if (sl->state.insn_idx != insn ||
16309                     !same_callsites(&sl->state, cur))
16310                         goto next;
16311                 clean_verifier_state(env, &sl->state);
16312 next:
16313                 sl = sl->next;
16314         }
16315 }
16316
16317 static bool regs_exact(const struct bpf_reg_state *rold,
16318                        const struct bpf_reg_state *rcur,
16319                        struct bpf_idmap *idmap)
16320 {
16321         return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)) == 0 &&
16322                check_ids(rold->id, rcur->id, idmap) &&
16323                check_ids(rold->ref_obj_id, rcur->ref_obj_id, idmap);
16324 }
16325
16326 /* Returns true if (rold safe implies rcur safe) */
16327 static bool regsafe(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *rold,
16328                     struct bpf_reg_state *rcur, struct bpf_idmap *idmap, bool exact)
16329 {
16330         if (exact)
16331                 return regs_exact(rold, rcur, idmap);
16332
16333         if (!(rold->live & REG_LIVE_READ))
16334                 /* explored state didn't use this */
16335                 return true;
16336         if (rold->type == NOT_INIT)
16337                 /* explored state can't have used this */
16338                 return true;
16339         if (rcur->type == NOT_INIT)
16340                 return false;
16341
16342         /* Enforce that register types have to match exactly, including their
16343          * modifiers (like PTR_MAYBE_NULL, MEM_RDONLY, etc), as a general
16344          * rule.
16345          *
16346          * One can make a point that using a pointer register as unbounded
16347          * SCALAR would be technically acceptable, but this could lead to
16348          * pointer leaks because scalars are allowed to leak while pointers
16349          * are not. We could make this safe in special cases if root is
16350          * calling us, but it's probably not worth the hassle.
16351          *
16352          * Also, register types that are *not* MAYBE_NULL could technically be
16353          * safe to use as their MAYBE_NULL variants (e.g., PTR_TO_MAP_VALUE
16354          * is safe to be used as PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL, provided both point
16355          * to the same map).
16356          * However, if the old MAYBE_NULL register then got NULL checked,
16357          * doing so could have affected others with the same id, and we can't
16358          * check for that because we lost the id when we converted to
16359          * a non-MAYBE_NULL variant.
16360          * So, as a general rule we don't allow mixing MAYBE_NULL and
16361          * non-MAYBE_NULL registers as well.
16362          */
16363         if (rold->type != rcur->type)
16364                 return false;
16365
16366         switch (base_type(rold->type)) {
16367         case SCALAR_VALUE:
16368                 if (env->explore_alu_limits) {
16369                         /* explore_alu_limits disables tnum_in() and range_within()
16370                          * logic and requires everything to be strict
16371                          */
16372                         return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)) == 0 &&
16373                                check_scalar_ids(rold->id, rcur->id, idmap);
16374                 }
16375                 if (!rold->precise)
16376                         return true;
16377                 /* Why check_ids() for scalar registers?
16378                  *
16379                  * Consider the following BPF code:
16380                  *   1: r6 = ... unbound scalar, ID=a ...
16381                  *   2: r7 = ... unbound scalar, ID=b ...
16382                  *   3: if (r6 > r7) goto +1
16383                  *   4: r6 = r7
16384                  *   5: if (r6 > X) goto ...
16385                  *   6: ... memory operation using r7 ...
16386                  *
16387                  * First verification path is [1-6]:
16388                  * - at (4) same bpf_reg_state::id (b) would be assigned to r6 and r7;
16389                  * - at (5) r6 would be marked <= X, find_equal_scalars() would also mark
16390                  *   r7 <= X, because r6 and r7 share same id.
16391                  * Next verification path is [1-4, 6].
16392                  *
16393                  * Instruction (6) would be reached in two states:
16394                  *   I.  r6{.id=b}, r7{.id=b} via path 1-6;
16395                  *   II. r6{.id=a}, r7{.id=b} via path 1-4, 6.
16396                  *
16397                  * Use check_ids() to distinguish these states.
16398                  * ---
16399                  * Also verify that new value satisfies old value range knowledge.
16400                  */
16401                 return range_within(rold, rcur) &&
16402                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off) &&
16403                        check_scalar_ids(rold->id, rcur->id, idmap);
16404         case PTR_TO_MAP_KEY:
16405         case PTR_TO_MAP_VALUE:
16406         case PTR_TO_MEM:
16407         case PTR_TO_BUF:
16408         case PTR_TO_TP_BUFFER:
16409                 /* If the new min/max/var_off satisfy the old ones and
16410                  * everything else matches, we are OK.
16411                  */
16412                 return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, var_off)) == 0 &&
16413                        range_within(rold, rcur) &&
16414                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off) &&
16415                        check_ids(rold->id, rcur->id, idmap) &&
16416                        check_ids(rold->ref_obj_id, rcur->ref_obj_id, idmap);
16417         case PTR_TO_PACKET_META:
16418         case PTR_TO_PACKET:
16419                 /* We must have at least as much range as the old ptr
16420                  * did, so that any accesses which were safe before are
16421                  * still safe.  This is true even if old range < old off,
16422                  * since someone could have accessed through (ptr - k), or
16423                  * even done ptr -= k in a register, to get a safe access.
16424                  */
16425                 if (rold->range > rcur->range)
16426                         return false;
16427                 /* If the offsets don't match, we can't trust our alignment;
16428                  * nor can we be sure that we won't fall out of range.
16429                  */
16430                 if (rold->off != rcur->off)
16431                         return false;
16432                 /* id relations must be preserved */
16433                 if (!check_ids(rold->id, rcur->id, idmap))
16434                         return false;
16435                 /* new val must satisfy old val knowledge */
16436                 return range_within(rold, rcur) &&
16437                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
16438         case PTR_TO_STACK:
16439                 /* two stack pointers are equal only if they're pointing to
16440                  * the same stack frame, since fp-8 in foo != fp-8 in bar
16441                  */
16442                 return regs_exact(rold, rcur, idmap) && rold->frameno == rcur->frameno;
16443         default:
16444                 return regs_exact(rold, rcur, idmap);
16445         }
16446 }
16447
16448 static bool stacksafe(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *old,
16449                       struct bpf_func_state *cur, struct bpf_idmap *idmap, bool exact)
16450 {
16451         int i, spi;
16452
16453         /* walk slots of the explored stack and ignore any additional
16454          * slots in the current stack, since explored(safe) state
16455          * didn't use them
16456          */
16457         for (i = 0; i < old->allocated_stack; i++) {
16458                 struct bpf_reg_state *old_reg, *cur_reg;
16459
16460                 spi = i / BPF_REG_SIZE;
16461
16462                 if (exact &&
16463                     old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] !=
16464                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE])
16465                         return false;
16466
16467                 if (!(old->stack[spi].spilled_ptr.live & REG_LIVE_READ) && !exact) {
16468                         i += BPF_REG_SIZE - 1;
16469                         /* explored state didn't use this */
16470                         continue;
16471                 }
16472
16473                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_INVALID)
16474                         continue;
16475
16476                 if (env->allow_uninit_stack &&
16477                     old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC)
16478                         continue;
16479
16480                 /* explored stack has more populated slots than current stack
16481                  * and these slots were used
16482                  */
16483                 if (i >= cur->allocated_stack)
16484                         return false;
16485
16486                 /* if old state was safe with misc data in the stack
16487                  * it will be safe with zero-initialized stack.
16488                  * The opposite is not true
16489                  */
16490                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC &&
16491                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_ZERO)
16492                         continue;
16493                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] !=
16494                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE])
16495                         /* Ex: old explored (safe) state has STACK_SPILL in
16496                          * this stack slot, but current has STACK_MISC ->
16497                          * this verifier states are not equivalent,
16498                          * return false to continue verification of this path
16499                          */
16500                         return false;
16501                 if (i % BPF_REG_SIZE != BPF_REG_SIZE - 1)
16502                         continue;
16503                 /* Both old and cur are having same slot_type */
16504                 switch (old->stack[spi].slot_type[BPF_REG_SIZE - 1]) {
16505                 case STACK_SPILL:
16506                         /* when explored and current stack slot are both storing
16507                          * spilled registers, check that stored pointers types
16508                          * are the same as well.
16509                          * Ex: explored safe path could have stored
16510                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -8}
16511                          * but current path has stored:
16512                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -16}
16513                          * such verifier states are not equivalent.
16514                          * return false to continue verification of this path
16515                          */
16516                         if (!regsafe(env, &old->stack[spi].spilled_ptr,
16517                                      &cur->stack[spi].spilled_ptr, idmap, exact))
16518                                 return false;
16519                         break;
16520                 case STACK_DYNPTR:
16521                         old_reg = &old->stack[spi].spilled_ptr;
16522                         cur_reg = &cur->stack[spi].spilled_ptr;
16523                         if (old_reg->dynptr.type != cur_reg->dynptr.type ||
16524                             old_reg->dynptr.first_slot != cur_reg->dynptr.first_slot ||
16525                             !check_ids(old_reg->ref_obj_id, cur_reg->ref_obj_id, idmap))
16526                                 return false;
16527                         break;
16528                 case STACK_ITER:
16529                         old_reg = &old->stack[spi].spilled_ptr;
16530                         cur_reg = &cur->stack[spi].spilled_ptr;
16531                         /* iter.depth is not compared between states as it
16532                          * doesn't matter for correctness and would otherwise
16533                          * prevent convergence; we maintain it only to prevent
16534                          * infinite loop check triggering, see
16535                          * iter_active_depths_differ()
16536                          */
16537                         if (old_reg->iter.btf != cur_reg->iter.btf ||
16538                             old_reg->iter.btf_id != cur_reg->iter.btf_id ||
16539                             old_reg->iter.state != cur_reg->iter.state ||
16540                             /* ignore {old_reg,cur_reg}->iter.depth, see above */
16541                             !check_ids(old_reg->ref_obj_id, cur_reg->ref_obj_id, idmap))
16542                                 return false;
16543                         break;
16544                 case STACK_MISC:
16545                 case STACK_ZERO:
16546                 case STACK_INVALID:
16547                         continue;
16548                 /* Ensure that new unhandled slot types return false by default */
16549                 default:
16550                         return false;
16551                 }
16552         }
16553         return true;
16554 }
16555
16556 static bool refsafe(struct bpf_func_state *old, struct bpf_func_state *cur,
16557                     struct bpf_idmap *idmap)
16558 {
16559         int i;
16560
16561         if (old->acquired_refs != cur->acquired_refs)
16562                 return false;
16563
16564         for (i = 0; i < old->acquired_refs; i++) {
16565                 if (!check_ids(old->refs[i].id, cur->refs[i].id, idmap))
16566                         return false;
16567         }
16568
16569         return true;
16570 }
16571
16572 /* compare two verifier states
16573  *
16574  * all states stored in state_list are known to be valid, since
16575  * verifier reached 'bpf_exit' instruction through them
16576  *
16577  * this function is called when verifier exploring different branches of
16578  * execution popped from the state stack. If it sees an old state that has
16579  * more strict register state and more strict stack state then this execution
16580  * branch doesn't need to be explored further, since verifier already
16581  * concluded that more strict state leads to valid finish.
16582  *
16583  * Therefore two states are equivalent if register state is more conservative
16584  * and explored stack state is more conservative than the current one.
16585  * Example:
16586  *       explored                   current
16587  * (slot1=INV slot2=MISC) == (slot1=MISC slot2=MISC)
16588  * (slot1=MISC slot2=MISC) != (slot1=INV slot2=MISC)
16589  *
16590  * In other words if current stack state (one being explored) has more
16591  * valid slots than old one that already passed validation, it means
16592  * the verifier can stop exploring and conclude that current state is valid too
16593  *
16594  * Similarly with registers. If explored state has register type as invalid
16595  * whereas register type in current state is meaningful, it means that
16596  * the current state will reach 'bpf_exit' instruction safely
16597  */
16598 static bool func_states_equal(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *old,
16599                               struct bpf_func_state *cur, bool exact)
16600 {
16601         int i;
16602
16603         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
16604                 if (!regsafe(env, &old->regs[i], &cur->regs[i],
16605                              &env->idmap_scratch, exact))
16606                         return false;
16607
16608         if (!stacksafe(env, old, cur, &env->idmap_scratch, exact))
16609                 return false;
16610
16611         if (!refsafe(old, cur, &env->idmap_scratch))
16612                 return false;
16613
16614         return true;
16615 }
16616
16617 static void reset_idmap_scratch(struct bpf_verifier_env *env)
16618 {
16619         env->idmap_scratch.tmp_id_gen = env->id_gen;
16620         memset(&env->idmap_scratch.map, 0, sizeof(env->idmap_scratch.map));
16621 }
16622
16623 static bool states_equal(struct bpf_verifier_env *env,
16624                          struct bpf_verifier_state *old,
16625                          struct bpf_verifier_state *cur,
16626                          bool exact)
16627 {
16628         int i;
16629
16630         if (old->curframe != cur->curframe)
16631                 return false;
16632
16633         reset_idmap_scratch(env);
16634
16635         /* Verification state from speculative execution simulation
16636          * must never prune a non-speculative execution one.
16637          */
16638         if (old->speculative && !cur->speculative)
16639                 return false;
16640
16641         if (old->active_lock.ptr != cur->active_lock.ptr)
16642                 return false;
16643
16644         /* Old and cur active_lock's have to be either both present
16645          * or both absent.
16646          */
16647         if (!!old->active_lock.id != !!cur->active_lock.id)
16648                 return false;
16649
16650         if (old->active_lock.id &&
16651             !check_ids(old->active_lock.id, cur->active_lock.id, &env->idmap_scratch))
16652                 return false;
16653
16654         if (old->active_rcu_lock != cur->active_rcu_lock)
16655                 return false;
16656
16657         /* for states to be equal callsites have to be the same
16658          * and all frame states need to be equivalent
16659          */
16660         for (i = 0; i <= old->curframe; i++) {
16661                 if (old->frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
16662                         return false;
16663                 if (!func_states_equal(env, old->frame[i], cur->frame[i], exact))
16664                         return false;
16665         }
16666         return true;
16667 }
16668
16669 /* Return 0 if no propagation happened. Return negative error code if error
16670  * happened. Otherwise, return the propagated bit.
16671  */
16672 static int propagate_liveness_reg(struct bpf_verifier_env *env,
16673                                   struct bpf_reg_state *reg,
16674                                   struct bpf_reg_state *parent_reg)
16675 {
16676         u8 parent_flag = parent_reg->live & REG_LIVE_READ;
16677         u8 flag = reg->live & REG_LIVE_READ;
16678         int err;
16679
16680         /* When comes here, read flags of PARENT_REG or REG could be any of
16681          * REG_LIVE_READ64, REG_LIVE_READ32, REG_LIVE_NONE. There is no need
16682          * of propagation if PARENT_REG has strongest REG_LIVE_READ64.
16683          */
16684         if (parent_flag == REG_LIVE_READ64 ||
16685             /* Or if there is no read flag from REG. */
16686             !flag ||
16687             /* Or if the read flag from REG is the same as PARENT_REG. */
16688             parent_flag == flag)
16689                 return 0;
16690
16691         err = mark_reg_read(env, reg, parent_reg, flag);
16692         if (err)
16693                 return err;
16694
16695         return flag;
16696 }
16697
16698 /* A write screens off any subsequent reads; but write marks come from the
16699  * straight-line code between a state and its parent.  When we arrive at an
16700  * equivalent state (jump target or such) we didn't arrive by the straight-line
16701  * code, so read marks in the state must propagate to the parent regardless
16702  * of the state's write marks. That's what 'parent == state->parent' comparison
16703  * in mark_reg_read() is for.
16704  */
16705 static int propagate_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
16706                               const struct bpf_verifier_state *vstate,
16707                               struct bpf_verifier_state *vparent)
16708 {
16709         struct bpf_reg_state *state_reg, *parent_reg;
16710         struct bpf_func_state *state, *parent;
16711         int i, frame, err = 0;
16712
16713         if (vparent->curframe != vstate->curframe) {
16714                 WARN(1, "propagate_live: parent frame %d current frame %d\n",
16715                      vparent->curframe, vstate->curframe);
16716                 return -EFAULT;
16717         }
16718         /* Propagate read liveness of registers... */
16719         BUILD_BUG_ON(BPF_REG_FP + 1 != MAX_BPF_REG);
16720         for (frame = 0; frame <= vstate->curframe; frame++) {
16721                 parent = vparent->frame[frame];
16722                 state = vstate->frame[frame];
16723                 parent_reg = parent->regs;
16724                 state_reg = state->regs;
16725                 /* We don't need to worry about FP liveness, it's read-only */
16726                 for (i = frame < vstate->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
16727                         err = propagate_liveness_reg(env, &state_reg[i],
16728                                                      &parent_reg[i]);
16729                         if (err < 0)
16730                                 return err;
16731                         if (err == REG_LIVE_READ64)
16732                                 mark_insn_zext(env, &parent_reg[i]);
16733                 }
16734
16735                 /* Propagate stack slots. */
16736                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE &&
16737                             i < parent->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
16738                         parent_reg = &parent->stack[i].spilled_ptr;
16739                         state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
16740                         err = propagate_liveness_reg(env, state_reg,
16741                                                      parent_reg);
16742                         if (err < 0)
16743                                 return err;
16744                 }
16745         }
16746         return 0;
16747 }
16748
16749 /* find precise scalars in the previous equivalent state and
16750  * propagate them into the current state
16751  */
16752 static int propagate_precision(struct bpf_verifier_env *env,
16753                                const struct bpf_verifier_state *old)
16754 {
16755         struct bpf_reg_state *state_reg;
16756         struct bpf_func_state *state;
16757         int i, err = 0, fr;
16758         bool first;
16759
16760         for (fr = old->curframe; fr >= 0; fr--) {
16761                 state = old->frame[fr];
16762                 state_reg = state->regs;
16763                 first = true;
16764                 for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++, state_reg++) {
16765                         if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
16766                             !state_reg->precise ||
16767                             !(state_reg->live & REG_LIVE_READ))
16768                                 continue;
16769                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
16770                                 if (first)
16771                                         verbose(env, "frame %d: propagating r%d", fr, i);
16772                                 else
16773                                         verbose(env, ",r%d", i);
16774                         }
16775                         bt_set_frame_reg(&env->bt, fr, i);
16776                         first = false;
16777                 }
16778
16779                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
16780                         if (!is_spilled_reg(&state->stack[i]))
16781                                 continue;
16782                         state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
16783                         if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
16784                             !state_reg->precise ||
16785                             !(state_reg->live & REG_LIVE_READ))
16786                                 continue;
16787                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
16788                                 if (first)
16789                                         verbose(env, "frame %d: propagating fp%d",
16790                                                 fr, (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
16791                                 else
16792                                         verbose(env, ",fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
16793                         }
16794                         bt_set_frame_slot(&env->bt, fr, i);
16795                         first = false;
16796                 }
16797                 if (!first)
16798                         verbose(env, "\n");
16799         }
16800
16801         err = mark_chain_precision_batch(env);
16802         if (err < 0)
16803                 return err;
16804
16805         return 0;
16806 }
16807
16808 static bool states_maybe_looping(struct bpf_verifier_state *old,
16809                                  struct bpf_verifier_state *cur)
16810 {
16811         struct bpf_func_state *fold, *fcur;
16812         int i, fr = cur->curframe;
16813
16814         if (old->curframe != fr)
16815                 return false;
16816
16817         fold = old->frame[fr];
16818         fcur = cur->frame[fr];
16819         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
16820                 if (memcmp(&fold->regs[i], &fcur->regs[i],
16821                            offsetof(struct bpf_reg_state, parent)))
16822                         return false;
16823         return true;
16824 }
16825
16826 static bool is_iter_next_insn(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
16827 {
16828         return env->insn_aux_data[insn_idx].is_iter_next;
16829 }
16830
16831 /* is_state_visited() handles iter_next() (see process_iter_next_call() for
16832  * terminology) calls specially: as opposed to bounded BPF loops, it *expects*
16833  * states to match, which otherwise would look like an infinite loop. So while
16834  * iter_next() calls are taken care of, we still need to be careful and
16835  * prevent erroneous and too eager declaration of "ininite loop", when
16836  * iterators are involved.
16837  *
16838  * Here's a situation in pseudo-BPF assembly form:
16839  *
16840  *   0: again:                          ; set up iter_next() call args
16841  *   1:   r1 = &it                      ; <CHECKPOINT HERE>
16842  *   2:   call bpf_iter_num_next        ; this is iter_next() call
16843  *   3:   if r0 == 0 goto done
16844  *   4:   ... something useful here ...
16845  *   5:   goto again                    ; another iteration
16846  *   6: done:
16847  *   7:   r1 = &it
16848  *   8:   call bpf_iter_num_destroy     ; clean up iter state
16849  *   9:   exit
16850  *
16851  * This is a typical loop. Let's assume that we have a prune point at 1:,
16852  * before we get to `call bpf_iter_num_next` (e.g., because of that `goto
16853  * again`, assuming other heuristics don't get in a way).
16854  *
16855  * When we first time come to 1:, let's say we have some state X. We proceed
16856  * to 2:, fork states, enqueue ACTIVE, validate NULL case successfully, exit.
16857  * Now we come back to validate that forked ACTIVE state. We proceed through
16858  * 3-5, come to goto, jump to 1:. Let's assume our state didn't change, so we
16859  * are converging. But the problem is that we don't know that yet, as this
16860  * convergence has to happen at iter_next() call site only. So if nothing is
16861  * done, at 1: verifier will use bounded loop logic and declare infinite
16862  * looping (and would be *technically* correct, if not for iterator's
16863  * "eventual sticky NULL" contract, see process_iter_next_call()). But we
16864  * don't want that. So what we do in process_iter_next_call() when we go on
16865  * another ACTIVE iteration, we bump slot->iter.depth, to mark that it's
16866  * a different iteration. So when we suspect an infinite loop, we additionally
16867  * check if any of the *ACTIVE* iterator states depths differ. If yes, we
16868  * pretend we are not looping and wait for next iter_next() call.
16869  *
16870  * This only applies to ACTIVE state. In DRAINED state we don't expect to
16871  * loop, because that would actually mean infinite loop, as DRAINED state is
16872  * "sticky", and so we'll keep returning into the same instruction with the
16873  * same state (at least in one of possible code paths).
16874  *
16875  * This approach allows to keep infinite loop heuristic even in the face of
16876  * active iterator. E.g., C snippet below is and will be detected as
16877  * inifintely looping:
16878  *
16879  *   struct bpf_iter_num it;
16880  *   int *p, x;
16881  *
16882  *   bpf_iter_num_new(&it, 0, 10);
16883  *   while ((p = bpf_iter_num_next(&t))) {
16884  *       x = p;
16885  *       while (x--) {} // <<-- infinite loop here
16886  *   }
16887  *
16888  */
16889 static bool iter_active_depths_differ(struct bpf_verifier_state *old, struct bpf_verifier_state *cur)
16890 {
16891         struct bpf_reg_state *slot, *cur_slot;
16892         struct bpf_func_state *state;
16893         int i, fr;
16894
16895         for (fr = old->curframe; fr >= 0; fr--) {
16896                 state = old->frame[fr];
16897                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
16898                         if (state->stack[i].slot_type[0] != STACK_ITER)
16899                                 continue;
16900
16901                         slot = &state->stack[i].spilled_ptr;
16902                         if (slot->iter.state != BPF_ITER_STATE_ACTIVE)
16903                                 continue;
16904
16905                         cur_slot = &cur->frame[fr]->stack[i].spilled_ptr;
16906                         if (cur_slot->iter.depth != slot->iter.depth)
16907                                 return true;
16908                 }
16909         }
16910         return false;
16911 }
16912
16913 static int is_state_visited(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
16914 {
16915         struct bpf_verifier_state_list *new_sl;
16916         struct bpf_verifier_state_list *sl, **pprev;
16917         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state, *new, *loop_entry;
16918         int i, j, n, err, states_cnt = 0;
16919         bool force_new_state = env->test_state_freq || is_force_checkpoint(env, insn_idx);
16920         bool add_new_state = force_new_state;
16921         bool force_exact;
16922
16923         /* bpf progs typically have pruning point every 4 instructions
16924          * http://vger.kernel.org/bpfconf2019.html#session-1
16925          * Do not add new state for future pruning if the verifier hasn't seen
16926          * at least 2 jumps and at least 8 instructions.
16927          * This heuristics helps decrease 'total_states' and 'peak_states' metric.
16928          * In tests that amounts to up to 50% reduction into total verifier
16929          * memory consumption and 20% verifier time speedup.
16930          */
16931         if (env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed >= 2 &&
16932             env->insn_processed - env->prev_insn_processed >= 8)
16933                 add_new_state = true;
16934
16935         pprev = explored_state(env, insn_idx);
16936         sl = *pprev;
16937
16938         clean_live_states(env, insn_idx, cur);
16939
16940         while (sl) {
16941                 states_cnt++;
16942                 if (sl->state.insn_idx != insn_idx)
16943                         goto next;
16944
16945                 if (sl->state.branches) {
16946                         struct bpf_func_state *frame = sl->state.frame[sl->state.curframe];
16947
16948                         if (frame->in_async_callback_fn &&
16949                             frame->async_entry_cnt != cur->frame[cur->curframe]->async_entry_cnt) {
16950                                 /* Different async_entry_cnt means that the verifier is
16951                                  * processing another entry into async callback.
16952                                  * Seeing the same state is not an indication of infinite
16953                                  * loop or infinite recursion.
16954                                  * But finding the same state doesn't mean that it's safe
16955                                  * to stop processing the current state. The previous state
16956                                  * hasn't yet reached bpf_exit, since state.branches > 0.
16957                                  * Checking in_async_callback_fn alone is not enough either.
16958                                  * Since the verifier still needs to catch infinite loops
16959                                  * inside async callbacks.
16960                                  */
16961                                 goto skip_inf_loop_check;
16962                         }
16963                         /* BPF open-coded iterators loop detection is special.
16964                          * states_maybe_looping() logic is too simplistic in detecting
16965                          * states that *might* be equivalent, because it doesn't know
16966                          * about ID remapping, so don't even perform it.
16967                          * See process_iter_next_call() and iter_active_depths_differ()
16968                          * for overview of the logic. When current and one of parent
16969                          * states are detected as equivalent, it's a good thing: we prove
16970                          * convergence and can stop simulating further iterations.
16971                          * It's safe to assume that iterator loop will finish, taking into
16972                          * account iter_next() contract of eventually returning
16973                          * sticky NULL result.
16974                          *
16975                          * Note, that states have to be compared exactly in this case because
16976                          * read and precision marks might not be finalized inside the loop.
16977                          * E.g. as in the program below:
16978                          *
16979                          *     1. r7 = -16
16980                          *     2. r6 = bpf_get_prandom_u32()
16981                          *     3. while (bpf_iter_num_next(&fp[-8])) {
16982                          *     4.   if (r6 != 42) {
16983                          *     5.     r7 = -32
16984                          *     6.     r6 = bpf_get_prandom_u32()
16985                          *     7.     continue
16986                          *     8.   }
16987                          *     9.   r0 = r10
16988                          *    10.   r0 += r7
16989                          *    11.   r8 = *(u64 *)(r0 + 0)
16990                          *    12.   r6 = bpf_get_prandom_u32()
16991                          *    13. }
16992                          *
16993                          * Here verifier would first visit path 1-3, create a checkpoint at 3
16994                          * with r7=-16, continue to 4-7,3. Existing checkpoint at 3 does
16995                          * not have read or precision mark for r7 yet, thus inexact states
16996                          * comparison would discard current state with r7=-32
16997                          * => unsafe memory access at 11 would not be caught.
16998                          */
16999                         if (is_iter_next_insn(env, insn_idx)) {
17000                                 if (states_equal(env, &sl->state, cur, true)) {
17001                                         struct bpf_func_state *cur_frame;
17002                                         struct bpf_reg_state *iter_state, *iter_reg;
17003                                         int spi;
17004
17005                                         cur_frame = cur->frame[cur->curframe];
17006                                         /* btf_check_iter_kfuncs() enforces that
17007                                          * iter state pointer is always the first arg
17008                                          */
17009                                         iter_reg = &cur_frame->regs[BPF_REG_1];
17010                                         /* current state is valid due to states_equal(),
17011                                          * so we can assume valid iter and reg state,
17012                                          * no need for extra (re-)validations
17013                                          */
17014                                         spi = __get_spi(iter_reg->off + iter_reg->var_off.value);
17015                                         iter_state = &func(env, iter_reg)->stack[spi].spilled_ptr;
17016                                         if (iter_state->iter.state == BPF_ITER_STATE_ACTIVE) {
17017                                                 update_loop_entry(cur, &sl->state);
17018                                                 goto hit;
17019                                         }
17020                                 }
17021                                 goto skip_inf_loop_check;
17022                         }
17023                         if (calls_callback(env, insn_idx)) {
17024                                 if (states_equal(env, &sl->state, cur, true))
17025                                         goto hit;
17026                                 goto skip_inf_loop_check;
17027                         }
17028                         /* attempt to detect infinite loop to avoid unnecessary doomed work */
17029                         if (states_maybe_looping(&sl->state, cur) &&
17030                             states_equal(env, &sl->state, cur, false) &&
17031                             !iter_active_depths_differ(&sl->state, cur) &&
17032                             sl->state.callback_unroll_depth == cur->callback_unroll_depth) {
17033                                 verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
17034                                 verbose(env, "infinite loop detected at insn %d\n", insn_idx);
17035                                 verbose(env, "cur state:");
17036                                 print_verifier_state(env, cur->frame[cur->curframe], true);
17037                                 verbose(env, "old state:");
17038                                 print_verifier_state(env, sl->state.frame[cur->curframe], true);
17039                                 return -EINVAL;
17040                         }
17041                         /* if the verifier is processing a loop, avoid adding new state
17042                          * too often, since different loop iterations have distinct
17043                          * states and may not help future pruning.
17044                          * This threshold shouldn't be too low to make sure that
17045                          * a loop with large bound will be rejected quickly.
17046                          * The most abusive loop will be:
17047                          * r1 += 1
17048                          * if r1 < 1000000 goto pc-2
17049                          * 1M insn_procssed limit / 100 == 10k peak states.
17050                          * This threshold shouldn't be too high either, since states
17051                          * at the end of the loop are likely to be useful in pruning.
17052                          */
17053 skip_inf_loop_check:
17054                         if (!force_new_state &&
17055                             env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed < 20 &&
17056                             env->insn_processed - env->prev_insn_processed < 100)
17057                                 add_new_state = false;
17058                         goto miss;
17059                 }
17060                 /* If sl->state is a part of a loop and this loop's entry is a part of
17061                  * current verification path then states have to be compared exactly.
17062                  * 'force_exact' is needed to catch the following case:
17063                  *
17064                  *                initial     Here state 'succ' was processed first,
17065                  *                  |         it was eventually tracked to produce a
17066                  *                  V         state identical to 'hdr'.
17067                  *     .---------> hdr        All branches from 'succ' had been explored
17068                  *     |            |         and thus 'succ' has its .branches == 0.
17069                  *     |            V
17070                  *     |    .------...        Suppose states 'cur' and 'succ' correspond
17071                  *     |    |       |         to the same instruction + callsites.
17072                  *     |    V       V         In such case it is necessary to check
17073                  *     |   ...     ...        if 'succ' and 'cur' are states_equal().
17074                  *     |    |       |         If 'succ' and 'cur' are a part of the
17075                  *     |    V       V         same loop exact flag has to be set.
17076                  *     |   succ <- cur        To check if that is the case, verify
17077                  *     |    |                 if loop entry of 'succ' is in current
17078                  *     |    V                 DFS path.
17079                  *     |   ...
17080                  *     |    |
17081                  *     '----'
17082                  *
17083                  * Additional details are in the comment before get_loop_entry().
17084                  */
17085                 loop_entry = get_loop_entry(&sl->state);
17086                 force_exact = loop_entry && loop_entry->branches > 0;
17087                 if (states_equal(env, &sl->state, cur, force_exact)) {
17088                         if (force_exact)
17089                                 update_loop_entry(cur, loop_entry);
17090 hit:
17091                         sl->hit_cnt++;
17092                         /* reached equivalent register/stack state,
17093                          * prune the search.
17094                          * Registers read by the continuation are read by us.
17095                          * If we have any write marks in env->cur_state, they
17096                          * will prevent corresponding reads in the continuation
17097                          * from reaching our parent (an explored_state).  Our
17098                          * own state will get the read marks recorded, but
17099                          * they'll be immediately forgotten as we're pruning
17100                          * this state and will pop a new one.
17101                          */
17102                         err = propagate_liveness(env, &sl->state, cur);
17103
17104                         /* if previous state reached the exit with precision and
17105                          * current state is equivalent to it (except precsion marks)
17106                          * the precision needs to be propagated back in
17107                          * the current state.
17108                          */
17109                         if (is_jmp_point(env, env->insn_idx))
17110                                 err = err ? : push_jmp_history(env, cur, 0);
17111                         err = err ? : propagate_precision(env, &sl->state);
17112                         if (err)
17113                                 return err;
17114                         return 1;
17115                 }
17116 miss:
17117                 /* when new state is not going to be added do not increase miss count.
17118                  * Otherwise several loop iterations will remove the state
17119                  * recorded earlier. The goal of these heuristics is to have
17120                  * states from some iterations of the loop (some in the beginning
17121                  * and some at the end) to help pruning.
17122                  */
17123                 if (add_new_state)
17124                         sl->miss_cnt++;
17125                 /* heuristic to determine whether this state is beneficial
17126                  * to keep checking from state equivalence point of view.
17127                  * Higher numbers increase max_states_per_insn and verification time,
17128                  * but do not meaningfully decrease insn_processed.
17129                  * 'n' controls how many times state could miss before eviction.
17130                  * Use bigger 'n' for checkpoints because evicting checkpoint states
17131                  * too early would hinder iterator convergence.
17132                  */
17133                 n = is_force_checkpoint(env, insn_idx) && sl->state.branches > 0 ? 64 : 3;
17134                 if (sl->miss_cnt > sl->hit_cnt * n + n) {
17135                         /* the state is unlikely to be useful. Remove it to
17136                          * speed up verification
17137                          */
17138                         *pprev = sl->next;
17139                         if (sl->state.frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE &&
17140                             !sl->state.used_as_loop_entry) {
17141                                 u32 br = sl->state.branches;
17142
17143                                 WARN_ONCE(br,
17144                                           "BUG live_done but branches_to_explore %d\n",
17145                                           br);
17146                                 free_verifier_state(&sl->state, false);
17147                                 kfree(sl);
17148                                 env->peak_states--;
17149                         } else {
17150                                 /* cannot free this state, since parentage chain may
17151                                  * walk it later. Add it for free_list instead to
17152                                  * be freed at the end of verification
17153                                  */
17154                                 sl->next = env->free_list;
17155                                 env->free_list = sl;
17156                         }
17157                         sl = *pprev;
17158                         continue;
17159                 }
17160 next:
17161                 pprev = &sl->next;
17162                 sl = *pprev;
17163         }
17164
17165         if (env->max_states_per_insn < states_cnt)
17166                 env->max_states_per_insn = states_cnt;
17167
17168         if (!env->bpf_capable && states_cnt > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES)
17169                 return 0;
17170
17171         if (!add_new_state)
17172                 return 0;
17173
17174         /* There were no equivalent states, remember the current one.
17175          * Technically the current state is not proven to be safe yet,
17176          * but it will either reach outer most bpf_exit (which means it's safe)
17177          * or it will be rejected. When there are no loops the verifier won't be
17178          * seeing this tuple (frame[0].callsite, frame[1].callsite, .. insn_idx)
17179          * again on the way to bpf_exit.
17180          * When looping the sl->state.branches will be > 0 and this state
17181          * will not be considered for equivalence until branches == 0.
17182          */
17183         new_sl = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state_list), GFP_KERNEL);
17184         if (!new_sl)
17185                 return -ENOMEM;
17186         env->total_states++;
17187         env->peak_states++;
17188         env->prev_jmps_processed = env->jmps_processed;
17189         env->prev_insn_processed = env->insn_processed;
17190
17191         /* forget precise markings we inherited, see __mark_chain_precision */
17192         if (env->bpf_capable)
17193                 mark_all_scalars_imprecise(env, cur);
17194
17195         /* add new state to the head of linked list */
17196         new = &new_sl->state;
17197         err = copy_verifier_state(new, cur);
17198         if (err) {
17199                 free_verifier_state(new, false);
17200                 kfree(new_sl);
17201                 return err;
17202         }
17203         new->insn_idx = insn_idx;
17204         WARN_ONCE(new->branches != 1,
17205                   "BUG is_state_visited:branches_to_explore=%d insn %d\n", new->branches, insn_idx);
17206
17207         cur->parent = new;
17208         cur->first_insn_idx = insn_idx;
17209         cur->dfs_depth = new->dfs_depth + 1;
17210         clear_jmp_history(cur);
17211         new_sl->next = *explored_state(env, insn_idx);
17212         *explored_state(env, insn_idx) = new_sl;
17213         /* connect new state to parentage chain. Current frame needs all
17214          * registers connected. Only r6 - r9 of the callers are alive (pushed
17215          * to the stack implicitly by JITs) so in callers' frames connect just
17216          * r6 - r9 as an optimization. Callers will have r1 - r5 connected to
17217          * the state of the call instruction (with WRITTEN set), and r0 comes
17218          * from callee with its full parentage chain, anyway.
17219          */
17220         /* clear write marks in current state: the writes we did are not writes
17221          * our child did, so they don't screen off its reads from us.
17222          * (There are no read marks in current state, because reads always mark
17223          * their parent and current state never has children yet.  Only
17224          * explored_states can get read marks.)
17225          */
17226         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
17227                 for (i = j < cur->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++)
17228                         cur->frame[j]->regs[i].parent = &new->frame[j]->regs[i];
17229                 for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++)
17230                         cur->frame[j]->regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
17231         }
17232
17233         /* all stack frames are accessible from callee, clear them all */
17234         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
17235                 struct bpf_func_state *frame = cur->frame[j];
17236                 struct bpf_func_state *newframe = new->frame[j];
17237
17238                 for (i = 0; i < frame->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
17239                         frame->stack[i].spilled_ptr.live = REG_LIVE_NONE;
17240                         frame->stack[i].spilled_ptr.parent =
17241                                                 &newframe->stack[i].spilled_ptr;
17242                 }
17243         }
17244         return 0;
17245 }
17246
17247 /* Return true if it's OK to have the same insn return a different type. */
17248 static bool reg_type_mismatch_ok(enum bpf_reg_type type)
17249 {
17250         switch (base_type(type)) {
17251         case PTR_TO_CTX:
17252         case PTR_TO_SOCKET:
17253         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
17254         case PTR_TO_TCP_SOCK:
17255         case PTR_TO_XDP_SOCK:
17256         case PTR_TO_BTF_ID:
17257                 return false;
17258         default:
17259                 return true;
17260         }
17261 }
17262
17263 /* If an instruction was previously used with particular pointer types, then we
17264  * need to be careful to avoid cases such as the below, where it may be ok
17265  * for one branch accessing the pointer, but not ok for the other branch:
17266  *
17267  * R1 = sock_ptr
17268  * goto X;
17269  * ...
17270  * R1 = some_other_valid_ptr;
17271  * goto X;
17272  * ...
17273  * R2 = *(u32 *)(R1 + 0);
17274  */
17275 static bool reg_type_mismatch(enum bpf_reg_type src, enum bpf_reg_type prev)
17276 {
17277         return src != prev && (!reg_type_mismatch_ok(src) ||
17278                                !reg_type_mismatch_ok(prev));
17279 }
17280
17281 static int save_aux_ptr_type(struct bpf_verifier_env *env, enum bpf_reg_type type,
17282                              bool allow_trust_missmatch)
17283 {
17284         enum bpf_reg_type *prev_type = &env->insn_aux_data[env->insn_idx].ptr_type;
17285
17286         if (*prev_type == NOT_INIT) {
17287                 /* Saw a valid insn
17288                  * dst_reg = *(u32 *)(src_reg + off)
17289                  * save type to validate intersecting paths
17290                  */
17291                 *prev_type = type;
17292         } else if (reg_type_mismatch(type, *prev_type)) {
17293                 /* Abuser program is trying to use the same insn
17294                  * dst_reg = *(u32*) (src_reg + off)
17295                  * with different pointer types:
17296                  * src_reg == ctx in one branch and
17297                  * src_reg == stack|map in some other branch.
17298                  * Reject it.
17299                  */
17300                 if (allow_trust_missmatch &&
17301                     base_type(type) == PTR_TO_BTF_ID &&
17302                     base_type(*prev_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
17303                         /*
17304                          * Have to support a use case when one path through
17305                          * the program yields TRUSTED pointer while another
17306                          * is UNTRUSTED. Fallback to UNTRUSTED to generate
17307                          * BPF_PROBE_MEM/BPF_PROBE_MEMSX.
17308                          */
17309                         *prev_type = PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED;
17310                 } else {
17311                         verbose(env, "same insn cannot be used with different pointers\n");
17312                         return -EINVAL;
17313                 }
17314         }
17315
17316         return 0;
17317 }
17318
17319 static int do_check(struct bpf_verifier_env *env)
17320 {
17321         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
17322         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
17323         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
17324         struct bpf_reg_state *regs;
17325         int insn_cnt = env->prog->len;
17326         bool do_print_state = false;
17327         int prev_insn_idx = -1;
17328
17329         for (;;) {
17330                 bool exception_exit = false;
17331                 struct bpf_insn *insn;
17332                 u8 class;
17333                 int err;
17334
17335                 /* reset current history entry on each new instruction */
17336                 env->cur_hist_ent = NULL;
17337
17338                 env->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
17339                 if (env->insn_idx >= insn_cnt) {
17340                         verbose(env, "invalid insn idx %d insn_cnt %d\n",
17341                                 env->insn_idx, insn_cnt);
17342                         return -EFAULT;
17343                 }
17344
17345                 insn = &insns[env->insn_idx];
17346                 class = BPF_CLASS(insn->code);
17347
17348                 if (++env->insn_processed > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS) {
17349                         verbose(env,
17350                                 "BPF program is too large. Processed %d insn\n",
17351                                 env->insn_processed);
17352                         return -E2BIG;
17353                 }
17354
17355                 state->last_insn_idx = env->prev_insn_idx;
17356
17357                 if (is_prune_point(env, env->insn_idx)) {
17358                         err = is_state_visited(env, env->insn_idx);
17359                         if (err < 0)
17360                                 return err;
17361                         if (err == 1) {
17362                                 /* found equivalent state, can prune the search */
17363                                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
17364                                         if (do_print_state)
17365                                                 verbose(env, "\nfrom %d to %d%s: safe\n",
17366                                                         env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
17367                                                         env->cur_state->speculative ?
17368                                                         " (speculative execution)" : "");
17369                                         else
17370                                                 verbose(env, "%d: safe\n", env->insn_idx);
17371                                 }
17372                                 goto process_bpf_exit;
17373                         }
17374                 }
17375
17376                 if (is_jmp_point(env, env->insn_idx)) {
17377                         err = push_jmp_history(env, state, 0);
17378                         if (err)
17379                                 return err;
17380                 }
17381
17382                 if (signal_pending(current))
17383                         return -EAGAIN;
17384
17385                 if (need_resched())
17386                         cond_resched();
17387
17388                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2 && do_print_state) {
17389                         verbose(env, "\nfrom %d to %d%s:",
17390                                 env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
17391                                 env->cur_state->speculative ?
17392                                 " (speculative execution)" : "");
17393                         print_verifier_state(env, state->frame[state->curframe], true);
17394                         do_print_state = false;
17395                 }
17396
17397                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
17398                         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
17399                                 .cb_call        = disasm_kfunc_name,
17400                                 .cb_print       = verbose,
17401                                 .private_data   = env,
17402                         };
17403
17404                         if (verifier_state_scratched(env))
17405                                 print_insn_state(env, state->frame[state->curframe]);
17406
17407                         verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
17408                         env->prev_log_pos = env->log.end_pos;
17409                         verbose(env, "%d: ", env->insn_idx);
17410                         print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
17411                         env->prev_insn_print_pos = env->log.end_pos - env->prev_log_pos;
17412                         env->prev_log_pos = env->log.end_pos;
17413                 }
17414
17415                 if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
17416                         err = bpf_prog_offload_verify_insn(env, env->insn_idx,
17417                                                            env->prev_insn_idx);
17418                         if (err)
17419                                 return err;
17420                 }
17421
17422                 regs = cur_regs(env);
17423                 sanitize_mark_insn_seen(env);
17424                 prev_insn_idx = env->insn_idx;
17425
17426                 if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
17427                         err = check_alu_op(env, insn);
17428                         if (err)
17429                                 return err;
17430
17431                 } else if (class == BPF_LDX) {
17432                         enum bpf_reg_type src_reg_type;
17433
17434                         /* check for reserved fields is already done */
17435
17436                         /* check src operand */
17437                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
17438                         if (err)
17439                                 return err;
17440
17441                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
17442                         if (err)
17443                                 return err;
17444
17445                         src_reg_type = regs[insn->src_reg].type;
17446
17447                         /* check that memory (src_reg + off) is readable,
17448                          * the state of dst_reg will be updated by this func
17449                          */
17450                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->src_reg,
17451                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
17452                                                BPF_READ, insn->dst_reg, false,
17453                                                BPF_MODE(insn->code) == BPF_MEMSX);
17454                         err = err ?: save_aux_ptr_type(env, src_reg_type, true);
17455                         err = err ?: reg_bounds_sanity_check(env, &regs[insn->dst_reg], "ldx");
17456                         if (err)
17457                                 return err;
17458                 } else if (class == BPF_STX) {
17459                         enum bpf_reg_type dst_reg_type;
17460
17461                         if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC) {
17462                                 err = check_atomic(env, env->insn_idx, insn);
17463                                 if (err)
17464                                         return err;
17465                                 env->insn_idx++;
17466                                 continue;
17467                         }
17468
17469                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM || insn->imm != 0) {
17470                                 verbose(env, "BPF_STX uses reserved fields\n");
17471                                 return -EINVAL;
17472                         }
17473
17474                         /* check src1 operand */
17475                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
17476                         if (err)
17477                                 return err;
17478                         /* check src2 operand */
17479                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
17480                         if (err)
17481                                 return err;
17482
17483                         dst_reg_type = regs[insn->dst_reg].type;
17484
17485                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
17486                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
17487                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
17488                                                BPF_WRITE, insn->src_reg, false, false);
17489                         if (err)
17490                                 return err;
17491
17492                         err = save_aux_ptr_type(env, dst_reg_type, false);
17493                         if (err)
17494                                 return err;
17495                 } else if (class == BPF_ST) {
17496                         enum bpf_reg_type dst_reg_type;
17497
17498                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM ||
17499                             insn->src_reg != BPF_REG_0) {
17500                                 verbose(env, "BPF_ST uses reserved fields\n");
17501                                 return -EINVAL;
17502                         }
17503                         /* check src operand */
17504                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
17505                         if (err)
17506                                 return err;
17507
17508                         dst_reg_type = regs[insn->dst_reg].type;
17509
17510                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
17511                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
17512                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
17513                                                BPF_WRITE, -1, false, false);
17514                         if (err)
17515                                 return err;
17516
17517                         err = save_aux_ptr_type(env, dst_reg_type, false);
17518                         if (err)
17519                                 return err;
17520                 } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
17521                         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
17522
17523                         env->jmps_processed++;
17524                         if (opcode == BPF_CALL) {
17525                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
17526                                     (insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL
17527                                      && insn->off != 0) ||
17528                                     (insn->src_reg != BPF_REG_0 &&
17529                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL &&
17530                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) ||
17531                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
17532                                     class == BPF_JMP32) {
17533                                         verbose(env, "BPF_CALL uses reserved fields\n");
17534                                         return -EINVAL;
17535                                 }
17536
17537                                 if (env->cur_state->active_lock.ptr) {
17538                                         if ((insn->src_reg == BPF_REG_0 && insn->imm != BPF_FUNC_spin_unlock) ||
17539                                             (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL) ||
17540                                             (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL &&
17541                                              (insn->off != 0 || !is_bpf_graph_api_kfunc(insn->imm)))) {
17542                                                 verbose(env, "function calls are not allowed while holding a lock\n");
17543                                                 return -EINVAL;
17544                                         }
17545                                 }
17546                                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL) {
17547                                         err = check_func_call(env, insn, &env->insn_idx);
17548                                 } else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) {
17549                                         err = check_kfunc_call(env, insn, &env->insn_idx);
17550                                         if (!err && is_bpf_throw_kfunc(insn)) {
17551                                                 exception_exit = true;
17552                                                 goto process_bpf_exit_full;
17553                                         }
17554                                 } else {
17555                                         err = check_helper_call(env, insn, &env->insn_idx);
17556                                 }
17557                                 if (err)
17558                                         return err;
17559
17560                                 mark_reg_scratched(env, BPF_REG_0);
17561                         } else if (opcode == BPF_JA) {
17562                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
17563                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
17564                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
17565                                     (class == BPF_JMP && insn->imm != 0) ||
17566                                     (class == BPF_JMP32 && insn->off != 0)) {
17567                                         verbose(env, "BPF_JA uses reserved fields\n");
17568                                         return -EINVAL;
17569                                 }
17570
17571                                 if (class == BPF_JMP)
17572                                         env->insn_idx += insn->off + 1;
17573                                 else
17574                                         env->insn_idx += insn->imm + 1;
17575                                 continue;
17576
17577                         } else if (opcode == BPF_EXIT) {
17578                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
17579                                     insn->imm != 0 ||
17580                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
17581                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
17582                                     class == BPF_JMP32) {
17583                                         verbose(env, "BPF_EXIT uses reserved fields\n");
17584                                         return -EINVAL;
17585                                 }
17586 process_bpf_exit_full:
17587                                 if (env->cur_state->active_lock.ptr &&
17588                                     !in_rbtree_lock_required_cb(env)) {
17589                                         verbose(env, "bpf_spin_unlock is missing\n");
17590                                         return -EINVAL;
17591                                 }
17592
17593                                 if (env->cur_state->active_rcu_lock &&
17594                                     !in_rbtree_lock_required_cb(env)) {
17595                                         verbose(env, "bpf_rcu_read_unlock is missing\n");
17596                                         return -EINVAL;
17597                                 }
17598
17599                                 /* We must do check_reference_leak here before
17600                                  * prepare_func_exit to handle the case when
17601                                  * state->curframe > 0, it may be a callback
17602                                  * function, for which reference_state must
17603                                  * match caller reference state when it exits.
17604                                  */
17605                                 err = check_reference_leak(env, exception_exit);
17606                                 if (err)
17607                                         return err;
17608
17609                                 /* The side effect of the prepare_func_exit
17610                                  * which is being skipped is that it frees
17611                                  * bpf_func_state. Typically, process_bpf_exit
17612                                  * will only be hit with outermost exit.
17613                                  * copy_verifier_state in pop_stack will handle
17614                                  * freeing of any extra bpf_func_state left over
17615                                  * from not processing all nested function
17616                                  * exits. We also skip return code checks as
17617                                  * they are not needed for exceptional exits.
17618                                  */
17619                                 if (exception_exit)
17620                                         goto process_bpf_exit;
17621
17622                                 if (state->curframe) {
17623                                         /* exit from nested function */
17624                                         err = prepare_func_exit(env, &env->insn_idx);
17625                                         if (err)
17626                                                 return err;
17627                                         do_print_state = true;
17628                                         continue;
17629                                 }
17630
17631                                 err = check_return_code(env, BPF_REG_0, "R0");
17632                                 if (err)
17633                                         return err;
17634 process_bpf_exit:
17635                                 mark_verifier_state_scratched(env);
17636                                 update_branch_counts(env, env->cur_state);
17637                                 err = pop_stack(env, &prev_insn_idx,
17638                                                 &env->insn_idx, pop_log);
17639                                 if (err < 0) {
17640                                         if (err != -ENOENT)
17641                                                 return err;
17642                                         break;
17643                                 } else {
17644                                         do_print_state = true;
17645                                         continue;
17646                                 }
17647                         } else {
17648                                 err = check_cond_jmp_op(env, insn, &env->insn_idx);
17649                                 if (err)
17650                                         return err;
17651                         }
17652                 } else if (class == BPF_LD) {
17653                         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
17654
17655                         if (mode == BPF_ABS || mode == BPF_IND) {
17656                                 err = check_ld_abs(env, insn);
17657                                 if (err)
17658                                         return err;
17659
17660                         } else if (mode == BPF_IMM) {
17661                                 err = check_ld_imm(env, insn);
17662                                 if (err)
17663                                         return err;
17664
17665                                 env->insn_idx++;
17666                                 sanitize_mark_insn_seen(env);
17667                         } else {
17668                                 verbose(env, "invalid BPF_LD mode\n");
17669                                 return -EINVAL;
17670                         }
17671                 } else {
17672                         verbose(env, "unknown insn class %d\n", class);
17673                         return -EINVAL;
17674                 }
17675
17676                 env->insn_idx++;
17677         }
17678
17679         return 0;
17680 }
17681
17682 static int find_btf_percpu_datasec(struct btf *btf)
17683 {
17684         const struct btf_type *t;
17685         const char *tname;
17686         int i, n;
17687
17688         /*
17689          * Both vmlinux and module each have their own ".data..percpu"
17690          * DATASECs in BTF. So for module's case, we need to skip vmlinux BTF
17691          * types to look at only module's own BTF types.
17692          */
17693         n = btf_nr_types(btf);
17694         if (btf_is_module(btf))
17695                 i = btf_nr_types(btf_vmlinux);
17696         else
17697                 i = 1;
17698
17699         for(; i < n; i++) {
17700                 t = btf_type_by_id(btf, i);
17701                 if (BTF_INFO_KIND(t->info) != BTF_KIND_DATASEC)
17702                         continue;
17703
17704                 tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
17705                 if (!strcmp(tname, ".data..percpu"))
17706                         return i;
17707         }
17708
17709         return -ENOENT;
17710 }
17711
17712 /* replace pseudo btf_id with kernel symbol address */
17713 static int check_pseudo_btf_id(struct bpf_verifier_env *env,
17714                                struct bpf_insn *insn,
17715                                struct bpf_insn_aux_data *aux)
17716 {
17717         const struct btf_var_secinfo *vsi;
17718         const struct btf_type *datasec;
17719         struct btf_mod_pair *btf_mod;
17720         const struct btf_type *t;
17721         const char *sym_name;
17722         bool percpu = false;
17723         u32 type, id = insn->imm;
17724         struct btf *btf;
17725         s32 datasec_id;
17726         u64 addr;
17727         int i, btf_fd, err;
17728
17729         btf_fd = insn[1].imm;
17730         if (btf_fd) {
17731                 btf = btf_get_by_fd(btf_fd);
17732                 if (IS_ERR(btf)) {
17733                         verbose(env, "invalid module BTF object FD specified.\n");
17734                         return -EINVAL;
17735                 }
17736         } else {
17737                 if (!btf_vmlinux) {
17738                         verbose(env, "kernel is missing BTF, make sure CONFIG_DEBUG_INFO_BTF=y is specified in Kconfig.\n");
17739                         return -EINVAL;
17740                 }
17741                 btf = btf_vmlinux;
17742                 btf_get(btf);
17743         }
17744
17745         t = btf_type_by_id(btf, id);
17746         if (!t) {
17747                 verbose(env, "ldimm64 insn specifies invalid btf_id %d.\n", id);
17748                 err = -ENOENT;
17749                 goto err_put;
17750         }
17751
17752         if (!btf_type_is_var(t) && !btf_type_is_func(t)) {
17753                 verbose(env, "pseudo btf_id %d in ldimm64 isn't KIND_VAR or KIND_FUNC\n", id);
17754                 err = -EINVAL;
17755                 goto err_put;
17756         }
17757
17758         sym_name = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
17759         addr = kallsyms_lookup_name(sym_name);
17760         if (!addr) {
17761                 verbose(env, "ldimm64 failed to find the address for kernel symbol '%s'.\n",
17762                         sym_name);
17763                 err = -ENOENT;
17764                 goto err_put;
17765         }
17766         insn[0].imm = (u32)addr;
17767         insn[1].imm = addr >> 32;
17768
17769         if (btf_type_is_func(t)) {
17770                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY;
17771                 aux->btf_var.mem_size = 0;
17772                 goto check_btf;
17773         }
17774
17775         datasec_id = find_btf_percpu_datasec(btf);
17776         if (datasec_id > 0) {
17777                 datasec = btf_type_by_id(btf, datasec_id);
17778                 for_each_vsi(i, datasec, vsi) {
17779                         if (vsi->type == id) {
17780                                 percpu = true;
17781                                 break;
17782                         }
17783                 }
17784         }
17785
17786         type = t->type;
17787         t = btf_type_skip_modifiers(btf, type, NULL);
17788         if (percpu) {
17789                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU;
17790                 aux->btf_var.btf = btf;
17791                 aux->btf_var.btf_id = type;
17792         } else if (!btf_type_is_struct(t)) {
17793                 const struct btf_type *ret;
17794                 const char *tname;
17795                 u32 tsize;
17796
17797                 /* resolve the type size of ksym. */
17798                 ret = btf_resolve_size(btf, t, &tsize);
17799                 if (IS_ERR(ret)) {
17800                         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
17801                         verbose(env, "ldimm64 unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
17802                                 tname, PTR_ERR(ret));
17803                         err = -EINVAL;
17804                         goto err_put;
17805                 }
17806                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY;
17807                 aux->btf_var.mem_size = tsize;
17808         } else {
17809                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_BTF_ID;
17810                 aux->btf_var.btf = btf;
17811                 aux->btf_var.btf_id = type;
17812         }
17813 check_btf:
17814         /* check whether we recorded this BTF (and maybe module) already */
17815         for (i = 0; i < env->used_btf_cnt; i++) {
17816                 if (env->used_btfs[i].btf == btf) {
17817                         btf_put(btf);
17818                         return 0;
17819                 }
17820         }
17821
17822         if (env->used_btf_cnt >= MAX_USED_BTFS) {
17823                 err = -E2BIG;
17824                 goto err_put;
17825         }
17826
17827         btf_mod = &env->used_btfs[env->used_btf_cnt];
17828         btf_mod->btf = btf;
17829         btf_mod->module = NULL;
17830
17831         /* if we reference variables from kernel module, bump its refcount */
17832         if (btf_is_module(btf)) {
17833                 btf_mod->module = btf_try_get_module(btf);
17834                 if (!btf_mod->module) {
17835                         err = -ENXIO;
17836                         goto err_put;
17837                 }
17838         }
17839
17840         env->used_btf_cnt++;
17841
17842         return 0;
17843 err_put:
17844         btf_put(btf);
17845         return err;
17846 }
17847
17848 static bool is_tracing_prog_type(enum bpf_prog_type type)
17849 {
17850         switch (type) {
17851         case BPF_PROG_TYPE_KPROBE:
17852         case BPF_PROG_TYPE_TRACEPOINT:
17853         case BPF_PROG_TYPE_PERF_EVENT:
17854         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
17855         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT_WRITABLE:
17856                 return true;
17857         default:
17858                 return false;
17859         }
17860 }
17861
17862 static int check_map_prog_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
17863                                         struct bpf_map *map,
17864                                         struct bpf_prog *prog)
17865
17866 {
17867         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(prog);
17868
17869         if (btf_record_has_field(map->record, BPF_LIST_HEAD) ||
17870             btf_record_has_field(map->record, BPF_RB_ROOT)) {
17871                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
17872                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_{list_head,rb_root} yet\n");
17873                         return -EINVAL;
17874                 }
17875         }
17876
17877         if (btf_record_has_field(map->record, BPF_SPIN_LOCK)) {
17878                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER) {
17879                         verbose(env, "socket filter progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
17880                         return -EINVAL;
17881                 }
17882
17883                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
17884                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
17885                         return -EINVAL;
17886                 }
17887         }
17888
17889         if (btf_record_has_field(map->record, BPF_TIMER)) {
17890                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
17891                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_timer yet\n");
17892                         return -EINVAL;
17893                 }
17894         }
17895
17896         if ((bpf_prog_is_offloaded(prog->aux) || bpf_map_is_offloaded(map)) &&
17897             !bpf_offload_prog_map_match(prog, map)) {
17898                 verbose(env, "offload device mismatch between prog and map\n");
17899                 return -EINVAL;
17900         }
17901
17902         if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_STRUCT_OPS) {
17903                 verbose(env, "bpf_struct_ops map cannot be used in prog\n");
17904                 return -EINVAL;
17905         }
17906
17907         if (prog->aux->sleepable)
17908                 switch (map->map_type) {
17909                 case BPF_MAP_TYPE_HASH:
17910                 case BPF_MAP_TYPE_LRU_HASH:
17911                 case BPF_MAP_TYPE_ARRAY:
17912                 case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH:
17913                 case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY:
17914                 case BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH:
17915                 case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
17916                 case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
17917                 case BPF_MAP_TYPE_RINGBUF:
17918                 case BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF:
17919                 case BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE:
17920                 case BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE:
17921                 case BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE:
17922                 case BPF_MAP_TYPE_CGRP_STORAGE:
17923                         break;
17924                 default:
17925                         verbose(env,
17926                                 "Sleepable programs can only use array, hash, ringbuf and local storage maps\n");
17927                         return -EINVAL;
17928                 }
17929
17930         return 0;
17931 }
17932
17933 static bool bpf_map_is_cgroup_storage(struct bpf_map *map)
17934 {
17935         return (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE ||
17936                 map->map_type == BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE);
17937 }
17938
17939 /* find and rewrite pseudo imm in ld_imm64 instructions:
17940  *
17941  * 1. if it accesses map FD, replace it with actual map pointer.
17942  * 2. if it accesses btf_id of a VAR, replace it with pointer to the var.
17943  *
17944  * NOTE: btf_vmlinux is required for converting pseudo btf_id.
17945  */
17946 static int resolve_pseudo_ldimm64(struct bpf_verifier_env *env)
17947 {
17948         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
17949         int insn_cnt = env->prog->len;
17950         int i, j, err;
17951
17952         err = bpf_prog_calc_tag(env->prog);
17953         if (err)
17954                 return err;
17955
17956         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
17957                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
17958                     ((BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM && BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEMSX) ||
17959                     insn->imm != 0)) {
17960                         verbose(env, "BPF_LDX uses reserved fields\n");
17961                         return -EINVAL;
17962                 }
17963
17964                 if (insn[0].code == (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW)) {
17965                         struct bpf_insn_aux_data *aux;
17966                         struct bpf_map *map;
17967                         struct fd f;
17968                         u64 addr;
17969                         u32 fd;
17970
17971                         if (i == insn_cnt - 1 || insn[1].code != 0 ||
17972                             insn[1].dst_reg != 0 || insn[1].src_reg != 0 ||
17973                             insn[1].off != 0) {
17974                                 verbose(env, "invalid bpf_ld_imm64 insn\n");
17975                                 return -EINVAL;
17976                         }
17977
17978                         if (insn[0].src_reg == 0)
17979                                 /* valid generic load 64-bit imm */
17980                                 goto next_insn;
17981
17982                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
17983                                 aux = &env->insn_aux_data[i];
17984                                 err = check_pseudo_btf_id(env, insn, aux);
17985                                 if (err)
17986                                         return err;
17987                                 goto next_insn;
17988                         }
17989
17990                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC) {
17991                                 aux = &env->insn_aux_data[i];
17992                                 aux->ptr_type = PTR_TO_FUNC;
17993                                 goto next_insn;
17994                         }
17995
17996                         /* In final convert_pseudo_ld_imm64() step, this is
17997                          * converted into regular 64-bit imm load insn.
17998                          */
17999                         switch (insn[0].src_reg) {
18000                         case BPF_PSEUDO_MAP_VALUE:
18001                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE:
18002                                 break;
18003                         case BPF_PSEUDO_MAP_FD:
18004                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX:
18005                                 if (insn[1].imm == 0)
18006                                         break;
18007                                 fallthrough;
18008                         default:
18009                                 verbose(env, "unrecognized bpf_ld_imm64 insn\n");
18010                                 return -EINVAL;
18011                         }
18012
18013                         switch (insn[0].src_reg) {
18014                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE:
18015                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX:
18016                                 if (bpfptr_is_null(env->fd_array)) {
18017                                         verbose(env, "fd_idx without fd_array is invalid\n");
18018                                         return -EPROTO;
18019                                 }
18020                                 if (copy_from_bpfptr_offset(&fd, env->fd_array,
18021                                                             insn[0].imm * sizeof(fd),
18022                                                             sizeof(fd)))
18023                                         return -EFAULT;
18024                                 break;
18025                         default:
18026                                 fd = insn[0].imm;
18027                                 break;
18028                         }
18029
18030                         f = fdget(fd);
18031                         map = __bpf_map_get(f);
18032                         if (IS_ERR(map)) {
18033                                 verbose(env, "fd %d is not pointing to valid bpf_map\n",
18034                                         insn[0].imm);
18035                                 return PTR_ERR(map);
18036                         }
18037
18038                         err = check_map_prog_compatibility(env, map, env->prog);
18039                         if (err) {
18040                                 fdput(f);
18041                                 return err;
18042                         }
18043
18044                         aux = &env->insn_aux_data[i];
18045                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD ||
18046                             insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX) {
18047                                 addr = (unsigned long)map;
18048                         } else {
18049                                 u32 off = insn[1].imm;
18050
18051                                 if (off >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
18052                                         verbose(env, "direct value offset of %u is not allowed\n", off);
18053                                         fdput(f);
18054                                         return -EINVAL;
18055                                 }
18056
18057                                 if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
18058                                         verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
18059                                         fdput(f);
18060                                         return -EINVAL;
18061                                 }
18062
18063                                 err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
18064                                 if (err) {
18065                                         verbose(env, "invalid access to map value pointer, value_size=%u off=%u\n",
18066                                                 map->value_size, off);
18067                                         fdput(f);
18068                                         return err;
18069                                 }
18070
18071                                 aux->map_off = off;
18072                                 addr += off;
18073                         }
18074
18075                         insn[0].imm = (u32)addr;
18076                         insn[1].imm = addr >> 32;
18077
18078                         /* check whether we recorded this map already */
18079                         for (j = 0; j < env->used_map_cnt; j++) {
18080                                 if (env->used_maps[j] == map) {
18081                                         aux->map_index = j;
18082                                         fdput(f);
18083                                         goto next_insn;
18084                                 }
18085                         }
18086
18087                         if (env->used_map_cnt >= MAX_USED_MAPS) {
18088                                 fdput(f);
18089                                 return -E2BIG;
18090                         }
18091
18092                         if (env->prog->aux->sleepable)
18093                                 atomic64_inc(&map->sleepable_refcnt);
18094                         /* hold the map. If the program is rejected by verifier,
18095                          * the map will be released by release_maps() or it
18096                          * will be used by the valid program until it's unloaded
18097                          * and all maps are released in bpf_free_used_maps()
18098                          */
18099                         bpf_map_inc(map);
18100
18101                         aux->map_index = env->used_map_cnt;
18102                         env->used_maps[env->used_map_cnt++] = map;
18103
18104                         if (bpf_map_is_cgroup_storage(map) &&
18105                             bpf_cgroup_storage_assign(env->prog->aux, map)) {
18106                                 verbose(env, "only one cgroup storage of each type is allowed\n");
18107                                 fdput(f);
18108                                 return -EBUSY;
18109                         }
18110
18111                         fdput(f);
18112 next_insn:
18113                         insn++;
18114                         i++;
18115                         continue;
18116                 }
18117
18118                 /* Basic sanity check before we invest more work here. */
18119                 if (!bpf_opcode_in_insntable(insn->code)) {
18120                         verbose(env, "unknown opcode %02x\n", insn->code);
18121                         return -EINVAL;
18122                 }
18123         }
18124
18125         /* now all pseudo BPF_LD_IMM64 instructions load valid
18126          * 'struct bpf_map *' into a register instead of user map_fd.
18127          * These pointers will be used later by verifier to validate map access.
18128          */
18129         return 0;
18130 }
18131
18132 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
18133 static void release_maps(struct bpf_verifier_env *env)
18134 {
18135         __bpf_free_used_maps(env->prog->aux, env->used_maps,
18136                              env->used_map_cnt);
18137 }
18138
18139 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
18140 static void release_btfs(struct bpf_verifier_env *env)
18141 {
18142         __bpf_free_used_btfs(env->prog->aux, env->used_btfs,
18143                              env->used_btf_cnt);
18144 }
18145
18146 /* convert pseudo BPF_LD_IMM64 into generic BPF_LD_IMM64 */
18147 static void convert_pseudo_ld_imm64(struct bpf_verifier_env *env)
18148 {
18149         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
18150         int insn_cnt = env->prog->len;
18151         int i;
18152
18153         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
18154                 if (insn->code != (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW))
18155                         continue;
18156                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC)
18157                         continue;
18158                 insn->src_reg = 0;
18159         }
18160 }
18161
18162 /* single env->prog->insni[off] instruction was replaced with the range
18163  * insni[off, off + cnt).  Adjust corresponding insn_aux_data by copying
18164  * [0, off) and [off, end) to new locations, so the patched range stays zero
18165  */
18166 static void adjust_insn_aux_data(struct bpf_verifier_env *env,
18167                                  struct bpf_insn_aux_data *new_data,
18168                                  struct bpf_prog *new_prog, u32 off, u32 cnt)
18169 {
18170         struct bpf_insn_aux_data *old_data = env->insn_aux_data;
18171         struct bpf_insn *insn = new_prog->insnsi;
18172         u32 old_seen = old_data[off].seen;
18173         u32 prog_len;
18174         int i;
18175
18176         /* aux info at OFF always needs adjustment, no matter fast path
18177          * (cnt == 1) is taken or not. There is no guarantee INSN at OFF is the
18178          * original insn at old prog.
18179          */
18180         old_data[off].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + off + cnt - 1);
18181
18182         if (cnt == 1)
18183                 return;
18184         prog_len = new_prog->len;
18185
18186         memcpy(new_data, old_data, sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * off);
18187         memcpy(new_data + off + cnt - 1, old_data + off,
18188                sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * (prog_len - off - cnt + 1));
18189         for (i = off; i < off + cnt - 1; i++) {
18190                 /* Expand insni[off]'s seen count to the patched range. */
18191                 new_data[i].seen = old_seen;
18192                 new_data[i].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + i);
18193         }
18194         env->insn_aux_data = new_data;
18195         vfree(old_data);
18196 }
18197
18198 static void adjust_subprog_starts(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 len)
18199 {
18200         int i;
18201
18202         if (len == 1)
18203                 return;
18204         /* NOTE: fake 'exit' subprog should be updated as well. */
18205         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++) {
18206                 if (env->subprog_info[i].start <= off)
18207                         continue;
18208                 env->subprog_info[i].start += len - 1;
18209         }
18210 }
18211
18212 static void adjust_poke_descs(struct bpf_prog *prog, u32 off, u32 len)
18213 {
18214         struct bpf_jit_poke_descriptor *tab = prog->aux->poke_tab;
18215         int i, sz = prog->aux->size_poke_tab;
18216         struct bpf_jit_poke_descriptor *desc;
18217
18218         for (i = 0; i < sz; i++) {
18219                 desc = &tab[i];
18220                 if (desc->insn_idx <= off)
18221                         continue;
18222                 desc->insn_idx += len - 1;
18223         }
18224 }
18225
18226 static struct bpf_prog *bpf_patch_insn_data(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
18227                                             const struct bpf_insn *patch, u32 len)
18228 {
18229         struct bpf_prog *new_prog;
18230         struct bpf_insn_aux_data *new_data = NULL;
18231
18232         if (len > 1) {
18233                 new_data = vzalloc(array_size(env->prog->len + len - 1,
18234                                               sizeof(struct bpf_insn_aux_data)));
18235                 if (!new_data)
18236                         return NULL;
18237         }
18238
18239         new_prog = bpf_patch_insn_single(env->prog, off, patch, len);
18240         if (IS_ERR(new_prog)) {
18241                 if (PTR_ERR(new_prog) == -ERANGE)
18242                         verbose(env,
18243                                 "insn %d cannot be patched due to 16-bit range\n",
18244                                 env->insn_aux_data[off].orig_idx);
18245                 vfree(new_data);
18246                 return NULL;
18247         }
18248         adjust_insn_aux_data(env, new_data, new_prog, off, len);
18249         adjust_subprog_starts(env, off, len);
18250         adjust_poke_descs(new_prog, off, len);
18251         return new_prog;
18252 }
18253
18254 static int adjust_subprog_starts_after_remove(struct bpf_verifier_env *env,
18255                                               u32 off, u32 cnt)
18256 {
18257         int i, j;
18258
18259         /* find first prog starting at or after off (first to remove) */
18260         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
18261                 if (env->subprog_info[i].start >= off)
18262                         break;
18263         /* find first prog starting at or after off + cnt (first to stay) */
18264         for (j = i; j < env->subprog_cnt; j++)
18265                 if (env->subprog_info[j].start >= off + cnt)
18266                         break;
18267         /* if j doesn't start exactly at off + cnt, we are just removing
18268          * the front of previous prog
18269          */
18270         if (env->subprog_info[j].start != off + cnt)
18271                 j--;
18272
18273         if (j > i) {
18274                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
18275                 int move;
18276
18277                 /* move fake 'exit' subprog as well */
18278                 move = env->subprog_cnt + 1 - j;
18279
18280                 memmove(env->subprog_info + i,
18281                         env->subprog_info + j,
18282                         sizeof(*env->subprog_info) * move);
18283                 env->subprog_cnt -= j - i;
18284
18285                 /* remove func_info */
18286                 if (aux->func_info) {
18287                         move = aux->func_info_cnt - j;
18288
18289                         memmove(aux->func_info + i,
18290                                 aux->func_info + j,
18291                                 sizeof(*aux->func_info) * move);
18292                         aux->func_info_cnt -= j - i;
18293                         /* func_info->insn_off is set after all code rewrites,
18294                          * in adjust_btf_func() - no need to adjust
18295                          */
18296                 }
18297         } else {
18298                 /* convert i from "first prog to remove" to "first to adjust" */
18299                 if (env->subprog_info[i].start == off)
18300                         i++;
18301         }
18302
18303         /* update fake 'exit' subprog as well */
18304         for (; i <= env->subprog_cnt; i++)
18305                 env->subprog_info[i].start -= cnt;
18306
18307         return 0;
18308 }
18309
18310 static int bpf_adj_linfo_after_remove(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
18311                                       u32 cnt)
18312 {
18313         struct bpf_prog *prog = env->prog;
18314         u32 i, l_off, l_cnt, nr_linfo;
18315         struct bpf_line_info *linfo;
18316
18317         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
18318         if (!nr_linfo)
18319                 return 0;
18320
18321         linfo = prog->aux->linfo;
18322
18323         /* find first line info to remove, count lines to be removed */
18324         for (i = 0; i < nr_linfo; i++)
18325                 if (linfo[i].insn_off >= off)
18326                         break;
18327
18328         l_off = i;
18329         l_cnt = 0;
18330         for (; i < nr_linfo; i++)
18331                 if (linfo[i].insn_off < off + cnt)
18332                         l_cnt++;
18333                 else
18334                         break;
18335
18336         /* First live insn doesn't match first live linfo, it needs to "inherit"
18337          * last removed linfo.  prog is already modified, so prog->len == off
18338          * means no live instructions after (tail of the program was removed).
18339          */
18340         if (prog->len != off && l_cnt &&
18341             (i == nr_linfo || linfo[i].insn_off != off + cnt)) {
18342                 l_cnt--;
18343                 linfo[--i].insn_off = off + cnt;
18344         }
18345
18346         /* remove the line info which refer to the removed instructions */
18347         if (l_cnt) {
18348                 memmove(linfo + l_off, linfo + i,
18349                         sizeof(*linfo) * (nr_linfo - i));
18350
18351                 prog->aux->nr_linfo -= l_cnt;
18352                 nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
18353         }
18354
18355         /* pull all linfo[i].insn_off >= off + cnt in by cnt */
18356         for (i = l_off; i < nr_linfo; i++)
18357                 linfo[i].insn_off -= cnt;
18358
18359         /* fix up all subprogs (incl. 'exit') which start >= off */
18360         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++)
18361                 if (env->subprog_info[i].linfo_idx > l_off) {
18362                         /* program may have started in the removed region but
18363                          * may not be fully removed
18364                          */
18365                         if (env->subprog_info[i].linfo_idx >= l_off + l_cnt)
18366                                 env->subprog_info[i].linfo_idx -= l_cnt;
18367                         else
18368                                 env->subprog_info[i].linfo_idx = l_off;
18369                 }
18370
18371         return 0;
18372 }
18373
18374 static int verifier_remove_insns(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 cnt)
18375 {
18376         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
18377         unsigned int orig_prog_len = env->prog->len;
18378         int err;
18379
18380         if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
18381                 bpf_prog_offload_remove_insns(env, off, cnt);
18382
18383         err = bpf_remove_insns(env->prog, off, cnt);
18384         if (err)
18385                 return err;
18386
18387         err = adjust_subprog_starts_after_remove(env, off, cnt);
18388         if (err)
18389                 return err;
18390
18391         err = bpf_adj_linfo_after_remove(env, off, cnt);
18392         if (err)
18393                 return err;
18394
18395         memmove(aux_data + off, aux_data + off + cnt,
18396                 sizeof(*aux_data) * (orig_prog_len - off - cnt));
18397
18398         return 0;
18399 }
18400
18401 /* The verifier does more data flow analysis than llvm and will not
18402  * explore branches that are dead at run time. Malicious programs can
18403  * have dead code too. Therefore replace all dead at-run-time code
18404  * with 'ja -1'.
18405  *
18406  * Just nops are not optimal, e.g. if they would sit at the end of the
18407  * program and through another bug we would manage to jump there, then
18408  * we'd execute beyond program memory otherwise. Returning exception
18409  * code also wouldn't work since we can have subprogs where the dead
18410  * code could be located.
18411  */
18412 static void sanitize_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
18413 {
18414         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
18415         struct bpf_insn trap = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, -1);
18416         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
18417         const int insn_cnt = env->prog->len;
18418         int i;
18419
18420         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
18421                 if (aux_data[i].seen)
18422                         continue;
18423                 memcpy(insn + i, &trap, sizeof(trap));
18424                 aux_data[i].zext_dst = false;
18425         }
18426 }
18427
18428 static bool insn_is_cond_jump(u8 code)
18429 {
18430         u8 op;
18431
18432         op = BPF_OP(code);
18433         if (BPF_CLASS(code) == BPF_JMP32)
18434                 return op != BPF_JA;
18435
18436         if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP)
18437                 return false;
18438
18439         return op != BPF_JA && op != BPF_EXIT && op != BPF_CALL;
18440 }
18441
18442 static void opt_hard_wire_dead_code_branches(struct bpf_verifier_env *env)
18443 {
18444         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
18445         struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
18446         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
18447         const int insn_cnt = env->prog->len;
18448         int i;
18449
18450         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
18451                 if (!insn_is_cond_jump(insn->code))
18452                         continue;
18453
18454                 if (!aux_data[i + 1].seen)
18455                         ja.off = insn->off;
18456                 else if (!aux_data[i + 1 + insn->off].seen)
18457                         ja.off = 0;
18458                 else
18459                         continue;
18460
18461                 if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
18462                         bpf_prog_offload_replace_insn(env, i, &ja);
18463
18464                 memcpy(insn, &ja, sizeof(ja));
18465         }
18466 }
18467
18468 static int opt_remove_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
18469 {
18470         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
18471         int insn_cnt = env->prog->len;
18472         int i, err;
18473
18474         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
18475                 int j;
18476
18477                 j = 0;
18478                 while (i + j < insn_cnt && !aux_data[i + j].seen)
18479                         j++;
18480                 if (!j)
18481                         continue;
18482
18483                 err = verifier_remove_insns(env, i, j);
18484                 if (err)
18485                         return err;
18486                 insn_cnt = env->prog->len;
18487         }
18488
18489         return 0;
18490 }
18491
18492 static int opt_remove_nops(struct bpf_verifier_env *env)
18493 {
18494         const struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
18495         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
18496         int insn_cnt = env->prog->len;
18497         int i, err;
18498
18499         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
18500                 if (memcmp(&insn[i], &ja, sizeof(ja)))
18501                         continue;
18502
18503                 err = verifier_remove_insns(env, i, 1);
18504                 if (err)
18505                         return err;
18506                 insn_cnt--;
18507                 i--;
18508         }
18509
18510         return 0;
18511 }
18512
18513 static int opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(struct bpf_verifier_env *env,
18514                                          const union bpf_attr *attr)
18515 {
18516         struct bpf_insn *patch, zext_patch[2], rnd_hi32_patch[4];
18517         struct bpf_insn_aux_data *aux = env->insn_aux_data;
18518         int i, patch_len, delta = 0, len = env->prog->len;
18519         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
18520         struct bpf_prog *new_prog;
18521         bool rnd_hi32;
18522
18523         rnd_hi32 = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_RND_HI32;
18524         zext_patch[1] = BPF_ZEXT_REG(0);
18525         rnd_hi32_patch[1] = BPF_ALU64_IMM(BPF_MOV, BPF_REG_AX, 0);
18526         rnd_hi32_patch[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_AX, 32);
18527         rnd_hi32_patch[3] = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, 0, BPF_REG_AX);
18528         for (i = 0; i < len; i++) {
18529                 int adj_idx = i + delta;
18530                 struct bpf_insn insn;
18531                 int load_reg;
18532
18533                 insn = insns[adj_idx];
18534                 load_reg = insn_def_regno(&insn);
18535                 if (!aux[adj_idx].zext_dst) {
18536                         u8 code, class;
18537                         u32 imm_rnd;
18538
18539                         if (!rnd_hi32)
18540                                 continue;
18541
18542                         code = insn.code;
18543                         class = BPF_CLASS(code);
18544                         if (load_reg == -1)
18545                                 continue;
18546
18547                         /* NOTE: arg "reg" (the fourth one) is only used for
18548                          *       BPF_STX + SRC_OP, so it is safe to pass NULL
18549                          *       here.
18550                          */
18551                         if (is_reg64(env, &insn, load_reg, NULL, DST_OP)) {
18552                                 if (class == BPF_LD &&
18553                                     BPF_MODE(code) == BPF_IMM)
18554                                         i++;
18555                                 continue;
18556                         }
18557
18558                         /* ctx load could be transformed into wider load. */
18559                         if (class == BPF_LDX &&
18560                             aux[adj_idx].ptr_type == PTR_TO_CTX)
18561                                 continue;
18562
18563                         imm_rnd = get_random_u32();
18564                         rnd_hi32_patch[0] = insn;
18565                         rnd_hi32_patch[1].imm = imm_rnd;
18566                         rnd_hi32_patch[3].dst_reg = load_reg;
18567                         patch = rnd_hi32_patch;
18568                         patch_len = 4;
18569                         goto apply_patch_buffer;
18570                 }
18571
18572                 /* Add in an zero-extend instruction if a) the JIT has requested
18573                  * it or b) it's a CMPXCHG.
18574                  *
18575                  * The latter is because: BPF_CMPXCHG always loads a value into
18576                  * R0, therefore always zero-extends. However some archs'
18577                  * equivalent instruction only does this load when the
18578                  * comparison is successful. This detail of CMPXCHG is
18579                  * orthogonal to the general zero-extension behaviour of the
18580                  * CPU, so it's treated independently of bpf_jit_needs_zext.
18581                  */
18582                 if (!bpf_jit_needs_zext() && !is_cmpxchg_insn(&insn))
18583                         continue;
18584
18585                 /* Zero-extension is done by the caller. */
18586                 if (bpf_pseudo_kfunc_call(&insn))
18587                         continue;
18588
18589                 if (WARN_ON(load_reg == -1)) {
18590                         verbose(env, "verifier bug. zext_dst is set, but no reg is defined\n");
18591                         return -EFAULT;
18592                 }
18593
18594                 zext_patch[0] = insn;
18595                 zext_patch[1].dst_reg = load_reg;
18596                 zext_patch[1].src_reg = load_reg;
18597                 patch = zext_patch;
18598                 patch_len = 2;
18599 apply_patch_buffer:
18600                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, adj_idx, patch, patch_len);
18601                 if (!new_prog)
18602                         return -ENOMEM;
18603                 env->prog = new_prog;
18604                 insns = new_prog->insnsi;
18605                 aux = env->insn_aux_data;
18606                 delta += patch_len - 1;
18607         }
18608
18609         return 0;
18610 }
18611
18612 /* convert load instructions that access fields of a context type into a
18613  * sequence of instructions that access fields of the underlying structure:
18614  *     struct __sk_buff    -> struct sk_buff
18615  *     struct bpf_sock_ops -> struct sock
18616  */
18617 static int convert_ctx_accesses(struct bpf_verifier_env *env)
18618 {
18619         const struct bpf_verifier_ops *ops = env->ops;
18620         int i, cnt, size, ctx_field_size, delta = 0;
18621         const int insn_cnt = env->prog->len;
18622         struct bpf_insn insn_buf[16], *insn;
18623         u32 target_size, size_default, off;
18624         struct bpf_prog *new_prog;
18625         enum bpf_access_type type;
18626         bool is_narrower_load;
18627
18628         if (ops->gen_prologue || env->seen_direct_write) {
18629                 if (!ops->gen_prologue) {
18630                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
18631                         return -EINVAL;
18632                 }
18633                 cnt = ops->gen_prologue(insn_buf, env->seen_direct_write,
18634                                         env->prog);
18635                 if (cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
18636                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
18637                         return -EINVAL;
18638                 } else if (cnt) {
18639                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, 0, insn_buf, cnt);
18640                         if (!new_prog)
18641                                 return -ENOMEM;
18642
18643                         env->prog = new_prog;
18644                         delta += cnt - 1;
18645                 }
18646         }
18647
18648         if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
18649                 return 0;
18650
18651         insn = env->prog->insnsi + delta;
18652
18653         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
18654                 bpf_convert_ctx_access_t convert_ctx_access;
18655                 u8 mode;
18656
18657                 if (insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_B) ||
18658                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_H) ||
18659                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_W) ||
18660                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_DW) ||
18661                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEMSX | BPF_B) ||
18662                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEMSX | BPF_H) ||
18663                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEMSX | BPF_W)) {
18664                         type = BPF_READ;
18665                 } else if (insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_B) ||
18666                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_H) ||
18667                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_W) ||
18668                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_DW) ||
18669                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_B) ||
18670                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_H) ||
18671                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_W) ||
18672                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_DW)) {
18673                         type = BPF_WRITE;
18674                 } else {
18675                         continue;
18676                 }
18677
18678                 if (type == BPF_WRITE &&
18679                     env->insn_aux_data[i + delta].sanitize_stack_spill) {
18680                         struct bpf_insn patch[] = {
18681                                 *insn,
18682                                 BPF_ST_NOSPEC(),
18683                         };
18684
18685                         cnt = ARRAY_SIZE(patch);
18686                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patch, cnt);
18687                         if (!new_prog)
18688                                 return -ENOMEM;
18689
18690                         delta    += cnt - 1;
18691                         env->prog = new_prog;
18692                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18693                         continue;
18694                 }
18695
18696                 switch ((int)env->insn_aux_data[i + delta].ptr_type) {
18697                 case PTR_TO_CTX:
18698                         if (!ops->convert_ctx_access)
18699                                 continue;
18700                         convert_ctx_access = ops->convert_ctx_access;
18701                         break;
18702                 case PTR_TO_SOCKET:
18703                 case PTR_TO_SOCK_COMMON:
18704                         convert_ctx_access = bpf_sock_convert_ctx_access;
18705                         break;
18706                 case PTR_TO_TCP_SOCK:
18707                         convert_ctx_access = bpf_tcp_sock_convert_ctx_access;
18708                         break;
18709                 case PTR_TO_XDP_SOCK:
18710                         convert_ctx_access = bpf_xdp_sock_convert_ctx_access;
18711                         break;
18712                 case PTR_TO_BTF_ID:
18713                 case PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED:
18714                 /* PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC always has a valid lifetime, unlike
18715                  * PTR_TO_BTF_ID, and an active ref_obj_id, but the same cannot
18716                  * be said once it is marked PTR_UNTRUSTED, hence we must handle
18717                  * any faults for loads into such types. BPF_WRITE is disallowed
18718                  * for this case.
18719                  */
18720                 case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | PTR_UNTRUSTED:
18721                         if (type == BPF_READ) {
18722                                 if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_MEM)
18723                                         insn->code = BPF_LDX | BPF_PROBE_MEM |
18724                                                      BPF_SIZE((insn)->code);
18725                                 else
18726                                         insn->code = BPF_LDX | BPF_PROBE_MEMSX |
18727                                                      BPF_SIZE((insn)->code);
18728                                 env->prog->aux->num_exentries++;
18729                         }
18730                         continue;
18731                 default:
18732                         continue;
18733                 }
18734
18735                 ctx_field_size = env->insn_aux_data[i + delta].ctx_field_size;
18736                 size = BPF_LDST_BYTES(insn);
18737                 mode = BPF_MODE(insn->code);
18738
18739                 /* If the read access is a narrower load of the field,
18740                  * convert to a 4/8-byte load, to minimum program type specific
18741                  * convert_ctx_access changes. If conversion is successful,
18742                  * we will apply proper mask to the result.
18743                  */
18744                 is_narrower_load = size < ctx_field_size;
18745                 size_default = bpf_ctx_off_adjust_machine(ctx_field_size);
18746                 off = insn->off;
18747                 if (is_narrower_load) {
18748                         u8 size_code;
18749
18750                         if (type == BPF_WRITE) {
18751                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx access misconfigured\n");
18752                                 return -EINVAL;
18753                         }
18754
18755                         size_code = BPF_H;
18756                         if (ctx_field_size == 4)
18757                                 size_code = BPF_W;
18758                         else if (ctx_field_size == 8)
18759                                 size_code = BPF_DW;
18760
18761                         insn->off = off & ~(size_default - 1);
18762                         insn->code = BPF_LDX | BPF_MEM | size_code;
18763                 }
18764
18765                 target_size = 0;
18766                 cnt = convert_ctx_access(type, insn, insn_buf, env->prog,
18767                                          &target_size);
18768                 if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf) ||
18769                     (ctx_field_size && !target_size)) {
18770                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
18771                         return -EINVAL;
18772                 }
18773
18774                 if (is_narrower_load && size < target_size) {
18775                         u8 shift = bpf_ctx_narrow_access_offset(
18776                                 off, size, size_default) * 8;
18777                         if (shift && cnt + 1 >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
18778                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx load misconfigured\n");
18779                                 return -EINVAL;
18780                         }
18781                         if (ctx_field_size <= 4) {
18782                                 if (shift)
18783                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_RSH,
18784                                                                         insn->dst_reg,
18785                                                                         shift);
18786                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
18787                                                                 (1 << size * 8) - 1);
18788                         } else {
18789                                 if (shift)
18790                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_RSH,
18791                                                                         insn->dst_reg,
18792                                                                         shift);
18793                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
18794                                                                 (1ULL << size * 8) - 1);
18795                         }
18796                 }
18797                 if (mode == BPF_MEMSX)
18798                         insn_buf[cnt++] = BPF_RAW_INSN(BPF_ALU64 | BPF_MOV | BPF_X,
18799                                                        insn->dst_reg, insn->dst_reg,
18800                                                        size * 8, 0);
18801
18802                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18803                 if (!new_prog)
18804                         return -ENOMEM;
18805
18806                 delta += cnt - 1;
18807
18808                 /* keep walking new program and skip insns we just inserted */
18809                 env->prog = new_prog;
18810                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18811         }
18812
18813         return 0;
18814 }
18815
18816 static int jit_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
18817 {
18818         struct bpf_prog *prog = env->prog, **func, *tmp;
18819         int i, j, subprog_start, subprog_end = 0, len, subprog;
18820         struct bpf_map *map_ptr;
18821         struct bpf_insn *insn;
18822         void *old_bpf_func;
18823         int err, num_exentries;
18824
18825         if (env->subprog_cnt <= 1)
18826                 return 0;
18827
18828         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
18829                 if (!bpf_pseudo_func(insn) && !bpf_pseudo_call(insn))
18830                         continue;
18831
18832                 /* Upon error here we cannot fall back to interpreter but
18833                  * need a hard reject of the program. Thus -EFAULT is
18834                  * propagated in any case.
18835                  */
18836                 subprog = find_subprog(env, i + insn->imm + 1);
18837                 if (subprog < 0) {
18838                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
18839                                   i + insn->imm + 1);
18840                         return -EFAULT;
18841                 }
18842                 /* temporarily remember subprog id inside insn instead of
18843                  * aux_data, since next loop will split up all insns into funcs
18844                  */
18845                 insn->off = subprog;
18846                 /* remember original imm in case JIT fails and fallback
18847                  * to interpreter will be needed
18848                  */
18849                 env->insn_aux_data[i].call_imm = insn->imm;
18850                 /* point imm to __bpf_call_base+1 from JITs point of view */
18851                 insn->imm = 1;
18852                 if (bpf_pseudo_func(insn))
18853                         /* jit (e.g. x86_64) may emit fewer instructions
18854                          * if it learns a u32 imm is the same as a u64 imm.
18855                          * Force a non zero here.
18856                          */
18857                         insn[1].imm = 1;
18858         }
18859
18860         err = bpf_prog_alloc_jited_linfo(prog);
18861         if (err)
18862                 goto out_undo_insn;
18863
18864         err = -ENOMEM;
18865         func = kcalloc(env->subprog_cnt, sizeof(prog), GFP_KERNEL);
18866         if (!func)
18867                 goto out_undo_insn;
18868
18869         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
18870                 subprog_start = subprog_end;
18871                 subprog_end = env->subprog_info[i + 1].start;
18872
18873                 len = subprog_end - subprog_start;
18874                 /* bpf_prog_run() doesn't call subprogs directly,
18875                  * hence main prog stats include the runtime of subprogs.
18876                  * subprogs don't have IDs and not reachable via prog_get_next_id
18877                  * func[i]->stats will never be accessed and stays NULL
18878                  */
18879                 func[i] = bpf_prog_alloc_no_stats(bpf_prog_size(len), GFP_USER);
18880                 if (!func[i])
18881                         goto out_free;
18882                 memcpy(func[i]->insnsi, &prog->insnsi[subprog_start],
18883                        len * sizeof(struct bpf_insn));
18884                 func[i]->type = prog->type;
18885                 func[i]->len = len;
18886                 if (bpf_prog_calc_tag(func[i]))
18887                         goto out_free;
18888                 func[i]->is_func = 1;
18889                 func[i]->aux->func_idx = i;
18890                 /* Below members will be freed only at prog->aux */
18891                 func[i]->aux->btf = prog->aux->btf;
18892                 func[i]->aux->func_info = prog->aux->func_info;
18893                 func[i]->aux->func_info_cnt = prog->aux->func_info_cnt;
18894                 func[i]->aux->poke_tab = prog->aux->poke_tab;
18895                 func[i]->aux->size_poke_tab = prog->aux->size_poke_tab;
18896
18897                 for (j = 0; j < prog->aux->size_poke_tab; j++) {
18898                         struct bpf_jit_poke_descriptor *poke;
18899
18900                         poke = &prog->aux->poke_tab[j];
18901                         if (poke->insn_idx < subprog_end &&
18902                             poke->insn_idx >= subprog_start)
18903                                 poke->aux = func[i]->aux;
18904                 }
18905
18906                 func[i]->aux->name[0] = 'F';
18907                 func[i]->aux->stack_depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
18908                 func[i]->jit_requested = 1;
18909                 func[i]->blinding_requested = prog->blinding_requested;
18910                 func[i]->aux->kfunc_tab = prog->aux->kfunc_tab;
18911                 func[i]->aux->kfunc_btf_tab = prog->aux->kfunc_btf_tab;
18912                 func[i]->aux->linfo = prog->aux->linfo;
18913                 func[i]->aux->nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
18914                 func[i]->aux->jited_linfo = prog->aux->jited_linfo;
18915                 func[i]->aux->linfo_idx = env->subprog_info[i].linfo_idx;
18916                 num_exentries = 0;
18917                 insn = func[i]->insnsi;
18918                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
18919                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
18920                             (BPF_MODE(insn->code) == BPF_PROBE_MEM ||
18921                              BPF_MODE(insn->code) == BPF_PROBE_MEMSX))
18922                                 num_exentries++;
18923                 }
18924                 func[i]->aux->num_exentries = num_exentries;
18925                 func[i]->aux->tail_call_reachable = env->subprog_info[i].tail_call_reachable;
18926                 func[i]->aux->exception_cb = env->subprog_info[i].is_exception_cb;
18927                 if (!i)
18928                         func[i]->aux->exception_boundary = env->seen_exception;
18929                 func[i] = bpf_int_jit_compile(func[i]);
18930                 if (!func[i]->jited) {
18931                         err = -ENOTSUPP;
18932                         goto out_free;
18933                 }
18934                 cond_resched();
18935         }
18936
18937         /* at this point all bpf functions were successfully JITed
18938          * now populate all bpf_calls with correct addresses and
18939          * run last pass of JIT
18940          */
18941         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
18942                 insn = func[i]->insnsi;
18943                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
18944                         if (bpf_pseudo_func(insn)) {
18945                                 subprog = insn->off;
18946                                 insn[0].imm = (u32)(long)func[subprog]->bpf_func;
18947                                 insn[1].imm = ((u64)(long)func[subprog]->bpf_func) >> 32;
18948                                 continue;
18949                         }
18950                         if (!bpf_pseudo_call(insn))
18951                                 continue;
18952                         subprog = insn->off;
18953                         insn->imm = BPF_CALL_IMM(func[subprog]->bpf_func);
18954                 }
18955
18956                 /* we use the aux data to keep a list of the start addresses
18957                  * of the JITed images for each function in the program
18958                  *
18959                  * for some architectures, such as powerpc64, the imm field
18960                  * might not be large enough to hold the offset of the start
18961                  * address of the callee's JITed image from __bpf_call_base
18962                  *
18963                  * in such cases, we can lookup the start address of a callee
18964                  * by using its subprog id, available from the off field of
18965                  * the call instruction, as an index for this list
18966                  */
18967                 func[i]->aux->func = func;
18968                 func[i]->aux->func_cnt = env->subprog_cnt - env->hidden_subprog_cnt;
18969                 func[i]->aux->real_func_cnt = env->subprog_cnt;
18970         }
18971         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
18972                 old_bpf_func = func[i]->bpf_func;
18973                 tmp = bpf_int_jit_compile(func[i]);
18974                 if (tmp != func[i] || func[i]->bpf_func != old_bpf_func) {
18975                         verbose(env, "JIT doesn't support bpf-to-bpf calls\n");
18976                         err = -ENOTSUPP;
18977                         goto out_free;
18978                 }
18979                 cond_resched();
18980         }
18981
18982         /* finally lock prog and jit images for all functions and
18983          * populate kallsysm. Begin at the first subprogram, since
18984          * bpf_prog_load will add the kallsyms for the main program.
18985          */
18986         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
18987                 bpf_prog_lock_ro(func[i]);
18988                 bpf_prog_kallsyms_add(func[i]);
18989         }
18990
18991         /* Last step: make now unused interpreter insns from main
18992          * prog consistent for later dump requests, so they can
18993          * later look the same as if they were interpreted only.
18994          */
18995         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
18996                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
18997                         insn[0].imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
18998                         insn[1].imm = insn->off;
18999                         insn->off = 0;
19000                         continue;
19001                 }
19002                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
19003                         continue;
19004                 insn->off = env->insn_aux_data[i].call_imm;
19005                 subprog = find_subprog(env, i + insn->off + 1);
19006                 insn->imm = subprog;
19007         }
19008
19009         prog->jited = 1;
19010         prog->bpf_func = func[0]->bpf_func;
19011         prog->jited_len = func[0]->jited_len;
19012         prog->aux->extable = func[0]->aux->extable;
19013         prog->aux->num_exentries = func[0]->aux->num_exentries;
19014         prog->aux->func = func;
19015         prog->aux->func_cnt = env->subprog_cnt - env->hidden_subprog_cnt;
19016         prog->aux->real_func_cnt = env->subprog_cnt;
19017         prog->aux->bpf_exception_cb = (void *)func[env->exception_callback_subprog]->bpf_func;
19018         prog->aux->exception_boundary = func[0]->aux->exception_boundary;
19019         bpf_prog_jit_attempt_done(prog);
19020         return 0;
19021 out_free:
19022         /* We failed JIT'ing, so at this point we need to unregister poke
19023          * descriptors from subprogs, so that kernel is not attempting to
19024          * patch it anymore as we're freeing the subprog JIT memory.
19025          */
19026         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
19027                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
19028                 map_ptr->ops->map_poke_untrack(map_ptr, prog->aux);
19029         }
19030         /* At this point we're guaranteed that poke descriptors are not
19031          * live anymore. We can just unlink its descriptor table as it's
19032          * released with the main prog.
19033          */
19034         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
19035                 if (!func[i])
19036                         continue;
19037                 func[i]->aux->poke_tab = NULL;
19038                 bpf_jit_free(func[i]);
19039         }
19040         kfree(func);
19041 out_undo_insn:
19042         /* cleanup main prog to be interpreted */
19043         prog->jit_requested = 0;
19044         prog->blinding_requested = 0;
19045         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
19046                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
19047                         continue;
19048                 insn->off = 0;
19049                 insn->imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
19050         }
19051         bpf_prog_jit_attempt_done(prog);
19052         return err;
19053 }
19054
19055 static int fixup_call_args(struct bpf_verifier_env *env)
19056 {
19057 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
19058         struct bpf_prog *prog = env->prog;
19059         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
19060         bool has_kfunc_call = bpf_prog_has_kfunc_call(prog);
19061         int i, depth;
19062 #endif
19063         int err = 0;
19064
19065         if (env->prog->jit_requested &&
19066             !bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
19067                 err = jit_subprogs(env);
19068                 if (err == 0)
19069                         return 0;
19070                 if (err == -EFAULT)
19071                         return err;
19072         }
19073 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
19074         if (has_kfunc_call) {
19075                 verbose(env, "calling kernel functions are not allowed in non-JITed programs\n");
19076                 return -EINVAL;
19077         }
19078         if (env->subprog_cnt > 1 && env->prog->aux->tail_call_reachable) {
19079                 /* When JIT fails the progs with bpf2bpf calls and tail_calls
19080                  * have to be rejected, since interpreter doesn't support them yet.
19081                  */
19082                 verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
19083                 return -EINVAL;
19084         }
19085         for (i = 0; i < prog->len; i++, insn++) {
19086                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
19087                         /* When JIT fails the progs with callback calls
19088                          * have to be rejected, since interpreter doesn't support them yet.
19089                          */
19090                         verbose(env, "callbacks are not allowed in non-JITed programs\n");
19091                         return -EINVAL;
19092                 }
19093
19094                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
19095                         continue;
19096                 depth = get_callee_stack_depth(env, insn, i);
19097                 if (depth < 0)
19098                         return depth;
19099                 bpf_patch_call_args(insn, depth);
19100         }
19101         err = 0;
19102 #endif
19103         return err;
19104 }
19105
19106 /* replace a generic kfunc with a specialized version if necessary */
19107 static void specialize_kfunc(struct bpf_verifier_env *env,
19108                              u32 func_id, u16 offset, unsigned long *addr)
19109 {
19110         struct bpf_prog *prog = env->prog;
19111         bool seen_direct_write;
19112         void *xdp_kfunc;
19113         bool is_rdonly;
19114
19115         if (bpf_dev_bound_kfunc_id(func_id)) {
19116                 xdp_kfunc = bpf_dev_bound_resolve_kfunc(prog, func_id);
19117                 if (xdp_kfunc) {
19118                         *addr = (unsigned long)xdp_kfunc;
19119                         return;
19120                 }
19121                 /* fallback to default kfunc when not supported by netdev */
19122         }
19123
19124         if (offset)
19125                 return;
19126
19127         if (func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_from_skb]) {
19128                 seen_direct_write = env->seen_direct_write;
19129                 is_rdonly = !may_access_direct_pkt_data(env, NULL, BPF_WRITE);
19130
19131                 if (is_rdonly)
19132                         *addr = (unsigned long)bpf_dynptr_from_skb_rdonly;
19133
19134                 /* restore env->seen_direct_write to its original value, since
19135                  * may_access_direct_pkt_data mutates it
19136                  */
19137                 env->seen_direct_write = seen_direct_write;
19138         }
19139 }
19140
19141 static void __fixup_collection_insert_kfunc(struct bpf_insn_aux_data *insn_aux,
19142                                             u16 struct_meta_reg,
19143                                             u16 node_offset_reg,
19144                                             struct bpf_insn *insn,
19145                                             struct bpf_insn *insn_buf,
19146                                             int *cnt)
19147 {
19148         struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = insn_aux->kptr_struct_meta;
19149         struct bpf_insn addr[2] = { BPF_LD_IMM64(struct_meta_reg, (long)kptr_struct_meta) };
19150
19151         insn_buf[0] = addr[0];
19152         insn_buf[1] = addr[1];
19153         insn_buf[2] = BPF_MOV64_IMM(node_offset_reg, insn_aux->insert_off);
19154         insn_buf[3] = *insn;
19155         *cnt = 4;
19156 }
19157
19158 static int fixup_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
19159                             struct bpf_insn *insn_buf, int insn_idx, int *cnt)
19160 {
19161         const struct bpf_kfunc_desc *desc;
19162
19163         if (!insn->imm) {
19164                 verbose(env, "invalid kernel function call not eliminated in verifier pass\n");
19165                 return -EINVAL;
19166         }
19167
19168         *cnt = 0;
19169
19170         /* insn->imm has the btf func_id. Replace it with an offset relative to
19171          * __bpf_call_base, unless the JIT needs to call functions that are
19172          * further than 32 bits away (bpf_jit_supports_far_kfunc_call()).
19173          */
19174         desc = find_kfunc_desc(env->prog, insn->imm, insn->off);
19175         if (!desc) {
19176                 verbose(env, "verifier internal error: kernel function descriptor not found for func_id %u\n",
19177                         insn->imm);
19178                 return -EFAULT;
19179         }
19180
19181         if (!bpf_jit_supports_far_kfunc_call())
19182                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(desc->addr);
19183         if (insn->off)
19184                 return 0;
19185         if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl] ||
19186             desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_percpu_obj_new_impl]) {
19187                 struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = env->insn_aux_data[insn_idx].kptr_struct_meta;
19188                 struct bpf_insn addr[2] = { BPF_LD_IMM64(BPF_REG_2, (long)kptr_struct_meta) };
19189                 u64 obj_new_size = env->insn_aux_data[insn_idx].obj_new_size;
19190
19191                 if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_percpu_obj_new_impl] && kptr_struct_meta) {
19192                         verbose(env, "verifier internal error: NULL kptr_struct_meta expected at insn_idx %d\n",
19193                                 insn_idx);
19194                         return -EFAULT;
19195                 }
19196
19197                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_1, obj_new_size);
19198                 insn_buf[1] = addr[0];
19199                 insn_buf[2] = addr[1];
19200                 insn_buf[3] = *insn;
19201                 *cnt = 4;
19202         } else if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_drop_impl] ||
19203                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_percpu_obj_drop_impl] ||
19204                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl]) {
19205                 struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = env->insn_aux_data[insn_idx].kptr_struct_meta;
19206                 struct bpf_insn addr[2] = { BPF_LD_IMM64(BPF_REG_2, (long)kptr_struct_meta) };
19207
19208                 if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_percpu_obj_drop_impl] && kptr_struct_meta) {
19209                         verbose(env, "verifier internal error: NULL kptr_struct_meta expected at insn_idx %d\n",
19210                                 insn_idx);
19211                         return -EFAULT;
19212                 }
19213
19214                 if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl] &&
19215                     !kptr_struct_meta) {
19216                         verbose(env, "verifier internal error: kptr_struct_meta expected at insn_idx %d\n",
19217                                 insn_idx);
19218                         return -EFAULT;
19219                 }
19220
19221                 insn_buf[0] = addr[0];
19222                 insn_buf[1] = addr[1];
19223                 insn_buf[2] = *insn;
19224                 *cnt = 3;
19225         } else if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl] ||
19226                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
19227                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
19228                 struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = env->insn_aux_data[insn_idx].kptr_struct_meta;
19229                 int struct_meta_reg = BPF_REG_3;
19230                 int node_offset_reg = BPF_REG_4;
19231
19232                 /* rbtree_add has extra 'less' arg, so args-to-fixup are in diff regs */
19233                 if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
19234                         struct_meta_reg = BPF_REG_4;
19235                         node_offset_reg = BPF_REG_5;
19236                 }
19237
19238                 if (!kptr_struct_meta) {
19239                         verbose(env, "verifier internal error: kptr_struct_meta expected at insn_idx %d\n",
19240                                 insn_idx);
19241                         return -EFAULT;
19242                 }
19243
19244                 __fixup_collection_insert_kfunc(&env->insn_aux_data[insn_idx], struct_meta_reg,
19245                                                 node_offset_reg, insn, insn_buf, cnt);
19246         } else if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx] ||
19247                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rdonly_cast]) {
19248                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_REG(BPF_REG_0, BPF_REG_1);
19249                 *cnt = 1;
19250         }
19251         return 0;
19252 }
19253
19254 /* The function requires that first instruction in 'patch' is insnsi[prog->len - 1] */
19255 static int add_hidden_subprog(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *patch, int len)
19256 {
19257         struct bpf_subprog_info *info = env->subprog_info;
19258         int cnt = env->subprog_cnt;
19259         struct bpf_prog *prog;
19260
19261         /* We only reserve one slot for hidden subprogs in subprog_info. */
19262         if (env->hidden_subprog_cnt) {
19263                 verbose(env, "verifier internal error: only one hidden subprog supported\n");
19264                 return -EFAULT;
19265         }
19266         /* We're not patching any existing instruction, just appending the new
19267          * ones for the hidden subprog. Hence all of the adjustment operations
19268          * in bpf_patch_insn_data are no-ops.
19269          */
19270         prog = bpf_patch_insn_data(env, env->prog->len - 1, patch, len);
19271         if (!prog)
19272                 return -ENOMEM;
19273         env->prog = prog;
19274         info[cnt + 1].start = info[cnt].start;
19275         info[cnt].start = prog->len - len + 1;
19276         env->subprog_cnt++;
19277         env->hidden_subprog_cnt++;
19278         return 0;
19279 }
19280
19281 /* Do various post-verification rewrites in a single program pass.
19282  * These rewrites simplify JIT and interpreter implementations.
19283  */
19284 static int do_misc_fixups(struct bpf_verifier_env *env)
19285 {
19286         struct bpf_prog *prog = env->prog;
19287         enum bpf_attach_type eatype = prog->expected_attach_type;
19288         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(prog);
19289         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
19290         const struct bpf_func_proto *fn;
19291         const int insn_cnt = prog->len;
19292         const struct bpf_map_ops *ops;
19293         struct bpf_insn_aux_data *aux;
19294         struct bpf_insn insn_buf[16];
19295         struct bpf_prog *new_prog;
19296         struct bpf_map *map_ptr;
19297         int i, ret, cnt, delta = 0;
19298
19299         if (env->seen_exception && !env->exception_callback_subprog) {
19300                 struct bpf_insn patch[] = {
19301                         env->prog->insnsi[insn_cnt - 1],
19302                         BPF_MOV64_REG(BPF_REG_0, BPF_REG_1),
19303                         BPF_EXIT_INSN(),
19304                 };
19305
19306                 ret = add_hidden_subprog(env, patch, ARRAY_SIZE(patch));
19307                 if (ret < 0)
19308                         return ret;
19309                 prog = env->prog;
19310                 insn = prog->insnsi;
19311
19312                 env->exception_callback_subprog = env->subprog_cnt - 1;
19313                 /* Don't update insn_cnt, as add_hidden_subprog always appends insns */
19314                 mark_subprog_exc_cb(env, env->exception_callback_subprog);
19315         }
19316
19317         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
19318                 /* Make divide-by-zero exceptions impossible. */
19319                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_X) ||
19320                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X) ||
19321                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X) ||
19322                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X)) {
19323                         bool is64 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64;
19324                         bool isdiv = BPF_OP(insn->code) == BPF_DIV;
19325                         struct bpf_insn *patchlet;
19326                         struct bpf_insn chk_and_div[] = {
19327                                 /* [R,W]x div 0 -> 0 */
19328                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
19329                                              BPF_JNE | BPF_K, insn->src_reg,
19330                                              0, 2, 0),
19331                                 BPF_ALU32_REG(BPF_XOR, insn->dst_reg, insn->dst_reg),
19332                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
19333                                 *insn,
19334                         };
19335                         struct bpf_insn chk_and_mod[] = {
19336                                 /* [R,W]x mod 0 -> [R,W]x */
19337                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
19338                                              BPF_JEQ | BPF_K, insn->src_reg,
19339                                              0, 1 + (is64 ? 0 : 1), 0),
19340                                 *insn,
19341                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
19342                                 BPF_MOV32_REG(insn->dst_reg, insn->dst_reg),
19343                         };
19344
19345                         patchlet = isdiv ? chk_and_div : chk_and_mod;
19346                         cnt = isdiv ? ARRAY_SIZE(chk_and_div) :
19347                                       ARRAY_SIZE(chk_and_mod) - (is64 ? 2 : 0);
19348
19349                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patchlet, cnt);
19350                         if (!new_prog)
19351                                 return -ENOMEM;
19352
19353                         delta    += cnt - 1;
19354                         env->prog = prog = new_prog;
19355                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
19356                         continue;
19357                 }
19358
19359                 /* Implement LD_ABS and LD_IND with a rewrite, if supported by the program type. */
19360                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LD &&
19361                     (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ABS ||
19362                      BPF_MODE(insn->code) == BPF_IND)) {
19363                         cnt = env->ops->gen_ld_abs(insn, insn_buf);
19364                         if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
19365                                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
19366                                 return -EINVAL;
19367                         }
19368
19369                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
19370                         if (!new_prog)
19371                                 return -ENOMEM;
19372
19373                         delta    += cnt - 1;
19374                         env->prog = prog = new_prog;
19375                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
19376                         continue;
19377                 }
19378
19379                 /* Rewrite pointer arithmetic to mitigate speculation attacks. */
19380                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X) ||
19381                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X)) {
19382                         const u8 code_add = BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X;
19383                         const u8 code_sub = BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X;
19384                         struct bpf_insn *patch = &insn_buf[0];
19385                         bool issrc, isneg, isimm;
19386                         u32 off_reg;
19387
19388                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
19389                         if (!aux->alu_state ||
19390                             aux->alu_state == BPF_ALU_NON_POINTER)
19391                                 continue;
19392
19393                         isneg = aux->alu_state & BPF_ALU_NEG_VALUE;
19394                         issrc = (aux->alu_state & BPF_ALU_SANITIZE) ==
19395                                 BPF_ALU_SANITIZE_SRC;
19396                         isimm = aux->alu_state & BPF_ALU_IMMEDIATE;
19397
19398                         off_reg = issrc ? insn->src_reg : insn->dst_reg;
19399                         if (isimm) {
19400                                 *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit);
19401                         } else {
19402                                 if (isneg)
19403                                         *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
19404                                 *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit);
19405                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_SUB, BPF_REG_AX, off_reg);
19406                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, BPF_REG_AX, off_reg);
19407                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_NEG, BPF_REG_AX, 0);
19408                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_ARSH, BPF_REG_AX, 63);
19409                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_AND, BPF_REG_AX, off_reg);
19410                         }
19411                         if (!issrc)
19412                                 *patch++ = BPF_MOV64_REG(insn->dst_reg, insn->src_reg);
19413                         insn->src_reg = BPF_REG_AX;
19414                         if (isneg)
19415                                 insn->code = insn->code == code_add ?
19416                                              code_sub : code_add;
19417                         *patch++ = *insn;
19418                         if (issrc && isneg && !isimm)
19419                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
19420                         cnt = patch - insn_buf;
19421
19422                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
19423                         if (!new_prog)
19424                                 return -ENOMEM;
19425
19426                         delta    += cnt - 1;
19427                         env->prog = prog = new_prog;
19428                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
19429                         continue;
19430                 }
19431
19432                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL))
19433                         continue;
19434                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
19435                         continue;
19436                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) {
19437                         ret = fixup_kfunc_call(env, insn, insn_buf, i + delta, &cnt);
19438                         if (ret)
19439                                 return ret;
19440                         if (cnt == 0)
19441                                 continue;
19442
19443                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
19444                         if (!new_prog)
19445                                 return -ENOMEM;
19446
19447                         delta    += cnt - 1;
19448                         env->prog = prog = new_prog;
19449                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
19450                         continue;
19451                 }
19452
19453                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_route_realm)
19454                         prog->dst_needed = 1;
19455                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_prandom_u32)
19456                         bpf_user_rnd_init_once();
19457                 if (insn->imm == BPF_FUNC_override_return)
19458                         prog->kprobe_override = 1;
19459                 if (insn->imm == BPF_FUNC_tail_call) {
19460                         /* If we tail call into other programs, we
19461                          * cannot make any assumptions since they can
19462                          * be replaced dynamically during runtime in
19463                          * the program array.
19464                          */
19465                         prog->cb_access = 1;
19466                         if (!allow_tail_call_in_subprogs(env))
19467                                 prog->aux->stack_depth = MAX_BPF_STACK;
19468                         prog->aux->max_pkt_offset = MAX_PACKET_OFF;
19469
19470                         /* mark bpf_tail_call as different opcode to avoid
19471                          * conditional branch in the interpreter for every normal
19472                          * call and to prevent accidental JITing by JIT compiler
19473                          * that doesn't support bpf_tail_call yet
19474                          */
19475                         insn->imm = 0;
19476                         insn->code = BPF_JMP | BPF_TAIL_CALL;
19477
19478                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
19479                         if (env->bpf_capable && !prog->blinding_requested &&
19480                             prog->jit_requested &&
19481                             !bpf_map_key_poisoned(aux) &&
19482                             !bpf_map_ptr_poisoned(aux) &&
19483                             !bpf_map_ptr_unpriv(aux)) {
19484                                 struct bpf_jit_poke_descriptor desc = {
19485                                         .reason = BPF_POKE_REASON_TAIL_CALL,
19486                                         .tail_call.map = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state),
19487                                         .tail_call.key = bpf_map_key_immediate(aux),
19488                                         .insn_idx = i + delta,
19489                                 };
19490
19491                                 ret = bpf_jit_add_poke_descriptor(prog, &desc);
19492                                 if (ret < 0) {
19493                                         verbose(env, "adding tail call poke descriptor failed\n");
19494                                         return ret;
19495                                 }
19496
19497                                 insn->imm = ret + 1;
19498                                 continue;
19499                         }
19500
19501                         if (!bpf_map_ptr_unpriv(aux))
19502                                 continue;
19503
19504                         /* instead of changing every JIT dealing with tail_call
19505                          * emit two extra insns:
19506                          * if (index >= max_entries) goto out;
19507                          * index &= array->index_mask;
19508                          * to avoid out-of-bounds cpu speculation
19509                          */
19510                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux)) {
19511                                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
19512                                 return -EINVAL;
19513                         }
19514
19515                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
19516                         insn_buf[0] = BPF_JMP_IMM(BPF_JGE, BPF_REG_3,
19517                                                   map_ptr->max_entries, 2);
19518                         insn_buf[1] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, BPF_REG_3,
19519                                                     container_of(map_ptr,
19520                                                                  struct bpf_array,
19521                                                                  map)->index_mask);
19522                         insn_buf[2] = *insn;
19523                         cnt = 3;
19524                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
19525                         if (!new_prog)
19526                                 return -ENOMEM;
19527
19528                         delta    += cnt - 1;
19529                         env->prog = prog = new_prog;
19530                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
19531                         continue;
19532                 }
19533
19534                 if (insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback) {
19535                         /* The verifier will process callback_fn as many times as necessary
19536                          * with different maps and the register states prepared by
19537                          * set_timer_callback_state will be accurate.
19538                          *
19539                          * The following use case is valid:
19540                          *   map1 is shared by prog1, prog2, prog3.
19541                          *   prog1 calls bpf_timer_init for some map1 elements
19542                          *   prog2 calls bpf_timer_set_callback for some map1 elements.
19543                          *     Those that were not bpf_timer_init-ed will return -EINVAL.
19544                          *   prog3 calls bpf_timer_start for some map1 elements.
19545                          *     Those that were not both bpf_timer_init-ed and
19546                          *     bpf_timer_set_callback-ed will return -EINVAL.
19547                          */
19548                         struct bpf_insn ld_addrs[2] = {
19549                                 BPF_LD_IMM64(BPF_REG_3, (long)prog->aux),
19550                         };
19551
19552                         insn_buf[0] = ld_addrs[0];
19553                         insn_buf[1] = ld_addrs[1];
19554                         insn_buf[2] = *insn;
19555                         cnt = 3;
19556
19557                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
19558                         if (!new_prog)
19559                                 return -ENOMEM;
19560
19561                         delta    += cnt - 1;
19562                         env->prog = prog = new_prog;
19563                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
19564                         goto patch_call_imm;
19565                 }
19566
19567                 if (is_storage_get_function(insn->imm)) {
19568                         if (!env->prog->aux->sleepable ||
19569                             env->insn_aux_data[i + delta].storage_get_func_atomic)
19570                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_5, (__force __s32)GFP_ATOMIC);
19571                         else
19572                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_5, (__force __s32)GFP_KERNEL);
19573                         insn_buf[1] = *insn;
19574                         cnt = 2;
19575
19576                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
19577                         if (!new_prog)
19578                                 return -ENOMEM;
19579
19580                         delta += cnt - 1;
19581                         env->prog = prog = new_prog;
19582                         insn = new_prog->insnsi + i + delta;
19583                         goto patch_call_imm;
19584                 }
19585
19586                 /* bpf_per_cpu_ptr() and bpf_this_cpu_ptr() */
19587                 if (env->insn_aux_data[i + delta].call_with_percpu_alloc_ptr) {
19588                         /* patch with 'r1 = *(u64 *)(r1 + 0)' since for percpu data,
19589                          * bpf_mem_alloc() returns a ptr to the percpu data ptr.
19590                          */
19591                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_1, BPF_REG_1, 0);
19592                         insn_buf[1] = *insn;
19593                         cnt = 2;
19594
19595                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
19596                         if (!new_prog)
19597                                 return -ENOMEM;
19598
19599                         delta += cnt - 1;
19600                         env->prog = prog = new_prog;
19601                         insn = new_prog->insnsi + i + delta;
19602                         goto patch_call_imm;
19603                 }
19604
19605                 /* BPF_EMIT_CALL() assumptions in some of the map_gen_lookup
19606                  * and other inlining handlers are currently limited to 64 bit
19607                  * only.
19608                  */
19609                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
19610                     (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem ||
19611                      insn->imm == BPF_FUNC_map_update_elem ||
19612                      insn->imm == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
19613                      insn->imm == BPF_FUNC_map_push_elem   ||
19614                      insn->imm == BPF_FUNC_map_pop_elem    ||
19615                      insn->imm == BPF_FUNC_map_peek_elem   ||
19616                      insn->imm == BPF_FUNC_redirect_map    ||
19617                      insn->imm == BPF_FUNC_for_each_map_elem ||
19618                      insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem)) {
19619                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
19620                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux))
19621                                 goto patch_call_imm;
19622
19623                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
19624                         ops = map_ptr->ops;
19625                         if (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
19626                             ops->map_gen_lookup) {
19627                                 cnt = ops->map_gen_lookup(map_ptr, insn_buf);
19628                                 if (cnt == -EOPNOTSUPP)
19629                                         goto patch_map_ops_generic;
19630                                 if (cnt <= 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
19631                                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
19632                                         return -EINVAL;
19633                                 }
19634
19635                                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta,
19636                                                                insn_buf, cnt);
19637                                 if (!new_prog)
19638                                         return -ENOMEM;
19639
19640                                 delta    += cnt - 1;
19641                                 env->prog = prog = new_prog;
19642                                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
19643                                 continue;
19644                         }
19645
19646                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_elem,
19647                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
19648                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_delete_elem,
19649                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
19650                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_update_elem,
19651                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
19652                                               u64 flags))NULL));
19653                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_push_elem,
19654                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *value,
19655                                               u64 flags))NULL));
19656                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_pop_elem,
19657                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
19658                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_peek_elem,
19659                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
19660                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_redirect,
19661                                      (long (*)(struct bpf_map *map, u64 index, u64 flags))NULL));
19662                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_for_each_callback,
19663                                      (long (*)(struct bpf_map *map,
19664                                               bpf_callback_t callback_fn,
19665                                               void *callback_ctx,
19666                                               u64 flags))NULL));
19667                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_percpu_elem,
19668                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key, u32 cpu))NULL));
19669
19670 patch_map_ops_generic:
19671                         switch (insn->imm) {
19672                         case BPF_FUNC_map_lookup_elem:
19673                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_lookup_elem);
19674                                 continue;
19675                         case BPF_FUNC_map_update_elem:
19676                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_update_elem);
19677                                 continue;
19678                         case BPF_FUNC_map_delete_elem:
19679                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_delete_elem);
19680                                 continue;
19681                         case BPF_FUNC_map_push_elem:
19682                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_push_elem);
19683                                 continue;
19684                         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
19685                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_pop_elem);
19686                                 continue;
19687                         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
19688                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_peek_elem);
19689                                 continue;
19690                         case BPF_FUNC_redirect_map:
19691                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_redirect);
19692                                 continue;
19693                         case BPF_FUNC_for_each_map_elem:
19694                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_for_each_callback);
19695                                 continue;
19696                         case BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem:
19697                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_lookup_percpu_elem);
19698                                 continue;
19699                         }
19700
19701                         goto patch_call_imm;
19702                 }
19703
19704                 /* Implement bpf_jiffies64 inline. */
19705                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
19706                     insn->imm == BPF_FUNC_jiffies64) {
19707                         struct bpf_insn ld_jiffies_addr[2] = {
19708                                 BPF_LD_IMM64(BPF_REG_0,
19709                                              (unsigned long)&jiffies),
19710                         };
19711
19712                         insn_buf[0] = ld_jiffies_addr[0];
19713                         insn_buf[1] = ld_jiffies_addr[1];
19714                         insn_buf[2] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0,
19715                                                   BPF_REG_0, 0);
19716                         cnt = 3;
19717
19718                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf,
19719                                                        cnt);
19720                         if (!new_prog)
19721                                 return -ENOMEM;
19722
19723                         delta    += cnt - 1;
19724                         env->prog = prog = new_prog;
19725                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
19726                         continue;
19727                 }
19728
19729                 /* Implement bpf_get_func_arg inline. */
19730                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
19731                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_arg) {
19732                         /* Load nr_args from ctx - 8 */
19733                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
19734                         insn_buf[1] = BPF_JMP32_REG(BPF_JGE, BPF_REG_2, BPF_REG_0, 6);
19735                         insn_buf[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_2, 3);
19736                         insn_buf[3] = BPF_ALU64_REG(BPF_ADD, BPF_REG_2, BPF_REG_1);
19737                         insn_buf[4] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_2, 0);
19738                         insn_buf[5] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_3, BPF_REG_0, 0);
19739                         insn_buf[6] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, 0);
19740                         insn_buf[7] = BPF_JMP_A(1);
19741                         insn_buf[8] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, -EINVAL);
19742                         cnt = 9;
19743
19744                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
19745                         if (!new_prog)
19746                                 return -ENOMEM;
19747
19748                         delta    += cnt - 1;
19749                         env->prog = prog = new_prog;
19750                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
19751                         continue;
19752                 }
19753
19754                 /* Implement bpf_get_func_ret inline. */
19755                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
19756                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_ret) {
19757                         if (eatype == BPF_TRACE_FEXIT ||
19758                             eatype == BPF_MODIFY_RETURN) {
19759                                 /* Load nr_args from ctx - 8 */
19760                                 insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
19761                                 insn_buf[1] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_0, 3);
19762                                 insn_buf[2] = BPF_ALU64_REG(BPF_ADD, BPF_REG_0, BPF_REG_1);
19763                                 insn_buf[3] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_3, BPF_REG_0, 0);
19764                                 insn_buf[4] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_2, BPF_REG_3, 0);
19765                                 insn_buf[5] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, 0);
19766                                 cnt = 6;
19767                         } else {
19768                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, -EOPNOTSUPP);
19769                                 cnt = 1;
19770                         }
19771
19772                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
19773                         if (!new_prog)
19774                                 return -ENOMEM;
19775
19776                         delta    += cnt - 1;
19777                         env->prog = prog = new_prog;
19778                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
19779                         continue;
19780                 }
19781
19782                 /* Implement get_func_arg_cnt inline. */
19783                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
19784                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_arg_cnt) {
19785                         /* Load nr_args from ctx - 8 */
19786                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
19787
19788                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, 1);
19789                         if (!new_prog)
19790                                 return -ENOMEM;
19791
19792                         env->prog = prog = new_prog;
19793                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
19794                         continue;
19795                 }
19796
19797                 /* Implement bpf_get_func_ip inline. */
19798                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
19799                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_ip) {
19800                         /* Load IP address from ctx - 16 */
19801                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -16);
19802
19803                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, 1);
19804                         if (!new_prog)
19805                                 return -ENOMEM;
19806
19807                         env->prog = prog = new_prog;
19808                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
19809                         continue;
19810                 }
19811
19812 patch_call_imm:
19813                 fn = env->ops->get_func_proto(insn->imm, env->prog);
19814                 /* all functions that have prototype and verifier allowed
19815                  * programs to call them, must be real in-kernel functions
19816                  */
19817                 if (!fn->func) {
19818                         verbose(env,
19819                                 "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
19820                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
19821                         return -EFAULT;
19822                 }
19823                 insn->imm = fn->func - __bpf_call_base;
19824         }
19825
19826         /* Since poke tab is now finalized, publish aux to tracker. */
19827         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
19828                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
19829                 if (!map_ptr->ops->map_poke_track ||
19830                     !map_ptr->ops->map_poke_untrack ||
19831                     !map_ptr->ops->map_poke_run) {
19832                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
19833                         return -EINVAL;
19834                 }
19835
19836                 ret = map_ptr->ops->map_poke_track(map_ptr, prog->aux);
19837                 if (ret < 0) {
19838                         verbose(env, "tracking tail call prog failed\n");
19839                         return ret;
19840                 }
19841         }
19842
19843         sort_kfunc_descs_by_imm_off(env->prog);
19844
19845         return 0;
19846 }
19847
19848 static struct bpf_prog *inline_bpf_loop(struct bpf_verifier_env *env,
19849                                         int position,
19850                                         s32 stack_base,
19851                                         u32 callback_subprogno,
19852                                         u32 *cnt)
19853 {
19854         s32 r6_offset = stack_base + 0 * BPF_REG_SIZE;
19855         s32 r7_offset = stack_base + 1 * BPF_REG_SIZE;
19856         s32 r8_offset = stack_base + 2 * BPF_REG_SIZE;
19857         int reg_loop_max = BPF_REG_6;
19858         int reg_loop_cnt = BPF_REG_7;
19859         int reg_loop_ctx = BPF_REG_8;
19860
19861         struct bpf_prog *new_prog;
19862         u32 callback_start;
19863         u32 call_insn_offset;
19864         s32 callback_offset;
19865
19866         /* This represents an inlined version of bpf_iter.c:bpf_loop,
19867          * be careful to modify this code in sync.
19868          */
19869         struct bpf_insn insn_buf[] = {
19870                 /* Return error and jump to the end of the patch if
19871                  * expected number of iterations is too big.
19872                  */
19873                 BPF_JMP_IMM(BPF_JLE, BPF_REG_1, BPF_MAX_LOOPS, 2),
19874                 BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_0, -E2BIG),
19875                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 16),
19876                 /* spill R6, R7, R8 to use these as loop vars */
19877                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_6, r6_offset),
19878                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_7, r7_offset),
19879                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_8, r8_offset),
19880                 /* initialize loop vars */
19881                 BPF_MOV64_REG(reg_loop_max, BPF_REG_1),
19882                 BPF_MOV32_IMM(reg_loop_cnt, 0),
19883                 BPF_MOV64_REG(reg_loop_ctx, BPF_REG_3),
19884                 /* loop header,
19885                  * if reg_loop_cnt >= reg_loop_max skip the loop body
19886                  */
19887                 BPF_JMP_REG(BPF_JGE, reg_loop_cnt, reg_loop_max, 5),
19888                 /* callback call,
19889                  * correct callback offset would be set after patching
19890                  */
19891                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, reg_loop_cnt),
19892                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_2, reg_loop_ctx),
19893                 BPF_CALL_REL(0),
19894                 /* increment loop counter */
19895                 BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, reg_loop_cnt, 1),
19896                 /* jump to loop header if callback returned 0 */
19897                 BPF_JMP_IMM(BPF_JEQ, BPF_REG_0, 0, -6),
19898                 /* return value of bpf_loop,
19899                  * set R0 to the number of iterations
19900                  */
19901                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_0, reg_loop_cnt),
19902                 /* restore original values of R6, R7, R8 */
19903                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_6, BPF_REG_10, r6_offset),
19904                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_7, BPF_REG_10, r7_offset),
19905                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_8, BPF_REG_10, r8_offset),
19906         };
19907
19908         *cnt = ARRAY_SIZE(insn_buf);
19909         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, position, insn_buf, *cnt);
19910         if (!new_prog)
19911                 return new_prog;
19912
19913         /* callback start is known only after patching */
19914         callback_start = env->subprog_info[callback_subprogno].start;
19915         /* Note: insn_buf[12] is an offset of BPF_CALL_REL instruction */
19916         call_insn_offset = position + 12;
19917         callback_offset = callback_start - call_insn_offset - 1;
19918         new_prog->insnsi[call_insn_offset].imm = callback_offset;
19919
19920         return new_prog;
19921 }
19922
19923 static bool is_bpf_loop_call(struct bpf_insn *insn)
19924 {
19925         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
19926                 insn->src_reg == 0 &&
19927                 insn->imm == BPF_FUNC_loop;
19928 }
19929
19930 /* For all sub-programs in the program (including main) check
19931  * insn_aux_data to see if there are bpf_loop calls that require
19932  * inlining. If such calls are found the calls are replaced with a
19933  * sequence of instructions produced by `inline_bpf_loop` function and
19934  * subprog stack_depth is increased by the size of 3 registers.
19935  * This stack space is used to spill values of the R6, R7, R8.  These
19936  * registers are used to store the loop bound, counter and context
19937  * variables.
19938  */
19939 static int optimize_bpf_loop(struct bpf_verifier_env *env)
19940 {
19941         struct bpf_subprog_info *subprogs = env->subprog_info;
19942         int i, cur_subprog = 0, cnt, delta = 0;
19943         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
19944         int insn_cnt = env->prog->len;
19945         u16 stack_depth = subprogs[cur_subprog].stack_depth;
19946         u16 stack_depth_roundup = round_up(stack_depth, 8) - stack_depth;
19947         u16 stack_depth_extra = 0;
19948
19949         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
19950                 struct bpf_loop_inline_state *inline_state =
19951                         &env->insn_aux_data[i + delta].loop_inline_state;
19952
19953                 if (is_bpf_loop_call(insn) && inline_state->fit_for_inline) {
19954                         struct bpf_prog *new_prog;
19955
19956                         stack_depth_extra = BPF_REG_SIZE * 3 + stack_depth_roundup;
19957                         new_prog = inline_bpf_loop(env,
19958                                                    i + delta,
19959                                                    -(stack_depth + stack_depth_extra),
19960                                                    inline_state->callback_subprogno,
19961                                                    &cnt);
19962                         if (!new_prog)
19963                                 return -ENOMEM;
19964
19965                         delta     += cnt - 1;
19966                         env->prog  = new_prog;
19967                         insn       = new_prog->insnsi + i + delta;
19968                 }
19969
19970                 if (subprogs[cur_subprog + 1].start == i + delta + 1) {
19971                         subprogs[cur_subprog].stack_depth += stack_depth_extra;
19972                         cur_subprog++;
19973                         stack_depth = subprogs[cur_subprog].stack_depth;
19974                         stack_depth_roundup = round_up(stack_depth, 8) - stack_depth;
19975                         stack_depth_extra = 0;
19976                 }
19977         }
19978
19979         env->prog->aux->stack_depth = env->subprog_info[0].stack_depth;
19980
19981         return 0;
19982 }
19983
19984 static void free_states(struct bpf_verifier_env *env)
19985 {
19986         struct bpf_verifier_state_list *sl, *sln;
19987         int i;
19988
19989         sl = env->free_list;
19990         while (sl) {
19991                 sln = sl->next;
19992                 free_verifier_state(&sl->state, false);
19993                 kfree(sl);
19994                 sl = sln;
19995         }
19996         env->free_list = NULL;
19997
19998         if (!env->explored_states)
19999                 return;
20000
20001         for (i = 0; i < state_htab_size(env); i++) {
20002                 sl = env->explored_states[i];
20003
20004                 while (sl) {
20005                         sln = sl->next;
20006                         free_verifier_state(&sl->state, false);
20007                         kfree(sl);
20008                         sl = sln;
20009                 }
20010                 env->explored_states[i] = NULL;
20011         }
20012 }
20013
20014 static int do_check_common(struct bpf_verifier_env *env, int subprog)
20015 {
20016         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
20017         struct bpf_subprog_info *sub = subprog_info(env, subprog);
20018         struct bpf_verifier_state *state;
20019         struct bpf_reg_state *regs;
20020         int ret, i;
20021
20022         env->prev_linfo = NULL;
20023         env->pass_cnt++;
20024
20025         state = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state), GFP_KERNEL);
20026         if (!state)
20027                 return -ENOMEM;
20028         state->curframe = 0;
20029         state->speculative = false;
20030         state->branches = 1;
20031         state->frame[0] = kzalloc(sizeof(struct bpf_func_state), GFP_KERNEL);
20032         if (!state->frame[0]) {
20033                 kfree(state);
20034                 return -ENOMEM;
20035         }
20036         env->cur_state = state;
20037         init_func_state(env, state->frame[0],
20038                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
20039                         0 /* frameno */,
20040                         subprog);
20041         state->first_insn_idx = env->subprog_info[subprog].start;
20042         state->last_insn_idx = -1;
20043
20044
20045         regs = state->frame[state->curframe]->regs;
20046         if (subprog || env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
20047                 const char *sub_name = subprog_name(env, subprog);
20048                 struct bpf_subprog_arg_info *arg;
20049                 struct bpf_reg_state *reg;
20050
20051                 verbose(env, "Validating %s() func#%d...\n", sub_name, subprog);
20052                 ret = btf_prepare_func_args(env, subprog);
20053                 if (ret)
20054                         goto out;
20055
20056                 if (subprog_is_exc_cb(env, subprog)) {
20057                         state->frame[0]->in_exception_callback_fn = true;
20058                         /* We have already ensured that the callback returns an integer, just
20059                          * like all global subprogs. We need to determine it only has a single
20060                          * scalar argument.
20061                          */
20062                         if (sub->arg_cnt != 1 || sub->args[0].arg_type != ARG_ANYTHING) {
20063                                 verbose(env, "exception cb only supports single integer argument\n");
20064                                 ret = -EINVAL;
20065                                 goto out;
20066                         }
20067                 }
20068                 for (i = BPF_REG_1; i <= sub->arg_cnt; i++) {
20069                         arg = &sub->args[i - BPF_REG_1];
20070                         reg = &regs[i];
20071
20072                         if (arg->arg_type == ARG_PTR_TO_CTX) {
20073                                 reg->type = PTR_TO_CTX;
20074                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
20075                         } else if (arg->arg_type == ARG_ANYTHING) {
20076                                 reg->type = SCALAR_VALUE;
20077                                 mark_reg_unknown(env, regs, i);
20078                         } else if (arg->arg_type == (ARG_PTR_TO_DYNPTR | MEM_RDONLY)) {
20079                                 /* assume unspecial LOCAL dynptr type */
20080                                 __mark_dynptr_reg(reg, BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL, true, ++env->id_gen);
20081                         } else if (base_type(arg->arg_type) == ARG_PTR_TO_MEM) {
20082                                 reg->type = PTR_TO_MEM;
20083                                 if (arg->arg_type & PTR_MAYBE_NULL)
20084                                         reg->type |= PTR_MAYBE_NULL;
20085                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
20086                                 reg->mem_size = arg->mem_size;
20087                                 reg->id = ++env->id_gen;
20088                         } else {
20089                                 WARN_ONCE(1, "BUG: unhandled arg#%d type %d\n",
20090                                           i - BPF_REG_1, arg->arg_type);
20091                                 ret = -EFAULT;
20092                                 goto out;
20093                         }
20094                 }
20095         } else {
20096                 /* if main BPF program has associated BTF info, validate that
20097                  * it's matching expected signature, and otherwise mark BTF
20098                  * info for main program as unreliable
20099                  */
20100                 if (env->prog->aux->func_info_aux) {
20101                         ret = btf_prepare_func_args(env, 0);
20102                         if (ret || sub->arg_cnt != 1 || sub->args[0].arg_type != ARG_PTR_TO_CTX)
20103                                 env->prog->aux->func_info_aux[0].unreliable = true;
20104                 }
20105
20106                 /* 1st arg to a function */
20107                 regs[BPF_REG_1].type = PTR_TO_CTX;
20108                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_1);
20109         }
20110
20111         ret = do_check(env);
20112 out:
20113         /* check for NULL is necessary, since cur_state can be freed inside
20114          * do_check() under memory pressure.
20115          */
20116         if (env->cur_state) {
20117                 free_verifier_state(env->cur_state, true);
20118                 env->cur_state = NULL;
20119         }
20120         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
20121         if (!ret && pop_log)
20122                 bpf_vlog_reset(&env->log, 0);
20123         free_states(env);
20124         return ret;
20125 }
20126
20127 /* Lazily verify all global functions based on their BTF, if they are called
20128  * from main BPF program or any of subprograms transitively.
20129  * BPF global subprogs called from dead code are not validated.
20130  * All callable global functions must pass verification.
20131  * Otherwise the whole program is rejected.
20132  * Consider:
20133  * int bar(int);
20134  * int foo(int f)
20135  * {
20136  *    return bar(f);
20137  * }
20138  * int bar(int b)
20139  * {
20140  *    ...
20141  * }
20142  * foo() will be verified first for R1=any_scalar_value. During verification it
20143  * will be assumed that bar() already verified successfully and call to bar()
20144  * from foo() will be checked for type match only. Later bar() will be verified
20145  * independently to check that it's safe for R1=any_scalar_value.
20146  */
20147 static int do_check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
20148 {
20149         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
20150         struct bpf_func_info_aux *sub_aux;
20151         int i, ret, new_cnt;
20152
20153         if (!aux->func_info)
20154                 return 0;
20155
20156         /* exception callback is presumed to be always called */
20157         if (env->exception_callback_subprog)
20158                 subprog_aux(env, env->exception_callback_subprog)->called = true;
20159
20160 again:
20161         new_cnt = 0;
20162         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
20163                 if (!subprog_is_global(env, i))
20164                         continue;
20165
20166                 sub_aux = subprog_aux(env, i);
20167                 if (!sub_aux->called || sub_aux->verified)
20168                         continue;
20169
20170                 env->insn_idx = env->subprog_info[i].start;
20171                 WARN_ON_ONCE(env->insn_idx == 0);
20172                 ret = do_check_common(env, i);
20173                 if (ret) {
20174                         return ret;
20175                 } else if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
20176                         verbose(env, "Func#%d ('%s') is safe for any args that match its prototype\n",
20177                                 i, subprog_name(env, i));
20178                 }
20179
20180                 /* We verified new global subprog, it might have called some
20181                  * more global subprogs that we haven't verified yet, so we
20182                  * need to do another pass over subprogs to verify those.
20183                  */
20184                 sub_aux->verified = true;
20185                 new_cnt++;
20186         }
20187
20188         /* We can't loop forever as we verify at least one global subprog on
20189          * each pass.
20190          */
20191         if (new_cnt)
20192                 goto again;
20193
20194         return 0;
20195 }
20196
20197 static int do_check_main(struct bpf_verifier_env *env)
20198 {
20199         int ret;
20200
20201         env->insn_idx = 0;
20202         ret = do_check_common(env, 0);
20203         if (!ret)
20204                 env->prog->aux->stack_depth = env->subprog_info[0].stack_depth;
20205         return ret;
20206 }
20207
20208
20209 static void print_verification_stats(struct bpf_verifier_env *env)
20210 {
20211         int i;
20212
20213         if (env->log.level & BPF_LOG_STATS) {
20214                 verbose(env, "verification time %lld usec\n",
20215                         div_u64(env->verification_time, 1000));
20216                 verbose(env, "stack depth ");
20217                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
20218                         u32 depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
20219
20220                         verbose(env, "%d", depth);
20221                         if (i + 1 < env->subprog_cnt)
20222                                 verbose(env, "+");
20223                 }
20224                 verbose(env, "\n");
20225         }
20226         verbose(env, "processed %d insns (limit %d) max_states_per_insn %d "
20227                 "total_states %d peak_states %d mark_read %d\n",
20228                 env->insn_processed, BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS,
20229                 env->max_states_per_insn, env->total_states,
20230                 env->peak_states, env->longest_mark_read_walk);
20231 }
20232
20233 static int check_struct_ops_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
20234 {
20235         const struct btf_type *t, *func_proto;
20236         const struct bpf_struct_ops *st_ops;
20237         const struct btf_member *member;
20238         struct bpf_prog *prog = env->prog;
20239         u32 btf_id, member_idx;
20240         const char *mname;
20241
20242         if (!prog->gpl_compatible) {
20243                 verbose(env, "struct ops programs must have a GPL compatible license\n");
20244                 return -EINVAL;
20245         }
20246
20247         btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
20248         st_ops = bpf_struct_ops_find(btf_id);
20249         if (!st_ops) {
20250                 verbose(env, "attach_btf_id %u is not a supported struct\n",
20251                         btf_id);
20252                 return -ENOTSUPP;
20253         }
20254
20255         t = st_ops->type;
20256         member_idx = prog->expected_attach_type;
20257         if (member_idx >= btf_type_vlen(t)) {
20258                 verbose(env, "attach to invalid member idx %u of struct %s\n",
20259                         member_idx, st_ops->name);
20260                 return -EINVAL;
20261         }
20262
20263         member = &btf_type_member(t)[member_idx];
20264         mname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, member->name_off);
20265         func_proto = btf_type_resolve_func_ptr(btf_vmlinux, member->type,
20266                                                NULL);
20267         if (!func_proto) {
20268                 verbose(env, "attach to invalid member %s(@idx %u) of struct %s\n",
20269                         mname, member_idx, st_ops->name);
20270                 return -EINVAL;
20271         }
20272
20273         if (st_ops->check_member) {
20274                 int err = st_ops->check_member(t, member, prog);
20275
20276                 if (err) {
20277                         verbose(env, "attach to unsupported member %s of struct %s\n",
20278                                 mname, st_ops->name);
20279                         return err;
20280                 }
20281         }
20282
20283         prog->aux->attach_func_proto = func_proto;
20284         prog->aux->attach_func_name = mname;
20285         env->ops = st_ops->verifier_ops;
20286
20287         return 0;
20288 }
20289 #define SECURITY_PREFIX "security_"
20290
20291 static int check_attach_modify_return(unsigned long addr, const char *func_name)
20292 {
20293         if (within_error_injection_list(addr) ||
20294             !strncmp(SECURITY_PREFIX, func_name, sizeof(SECURITY_PREFIX) - 1))
20295                 return 0;
20296
20297         return -EINVAL;
20298 }
20299
20300 /* list of non-sleepable functions that are otherwise on
20301  * ALLOW_ERROR_INJECTION list
20302  */
20303 BTF_SET_START(btf_non_sleepable_error_inject)
20304 /* Three functions below can be called from sleepable and non-sleepable context.
20305  * Assume non-sleepable from bpf safety point of view.
20306  */
20307 BTF_ID(func, __filemap_add_folio)
20308 BTF_ID(func, should_fail_alloc_page)
20309 BTF_ID(func, should_failslab)
20310 BTF_SET_END(btf_non_sleepable_error_inject)
20311
20312 static int check_non_sleepable_error_inject(u32 btf_id)
20313 {
20314         return btf_id_set_contains(&btf_non_sleepable_error_inject, btf_id);
20315 }
20316
20317 int bpf_check_attach_target(struct bpf_verifier_log *log,
20318                             const struct bpf_prog *prog,
20319                             const struct bpf_prog *tgt_prog,
20320                             u32 btf_id,
20321                             struct bpf_attach_target_info *tgt_info)
20322 {
20323         bool prog_extension = prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT;
20324         bool prog_tracing = prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING;
20325         const char prefix[] = "btf_trace_";
20326         int ret = 0, subprog = -1, i;
20327         const struct btf_type *t;
20328         bool conservative = true;
20329         const char *tname;
20330         struct btf *btf;
20331         long addr = 0;
20332         struct module *mod = NULL;
20333
20334         if (!btf_id) {
20335                 bpf_log(log, "Tracing programs must provide btf_id\n");
20336                 return -EINVAL;
20337         }
20338         btf = tgt_prog ? tgt_prog->aux->btf : prog->aux->attach_btf;
20339         if (!btf) {
20340                 bpf_log(log,
20341                         "FENTRY/FEXIT program can only be attached to another program annotated with BTF\n");
20342                 return -EINVAL;
20343         }
20344         t = btf_type_by_id(btf, btf_id);
20345         if (!t) {
20346                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u is invalid\n", btf_id);
20347                 return -EINVAL;
20348         }
20349         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
20350         if (!tname) {
20351                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u doesn't have a name\n", btf_id);
20352                 return -EINVAL;
20353         }
20354         if (tgt_prog) {
20355                 struct bpf_prog_aux *aux = tgt_prog->aux;
20356
20357                 if (bpf_prog_is_dev_bound(prog->aux) &&
20358                     !bpf_prog_dev_bound_match(prog, tgt_prog)) {
20359                         bpf_log(log, "Target program bound device mismatch");
20360                         return -EINVAL;
20361                 }
20362
20363                 for (i = 0; i < aux->func_info_cnt; i++)
20364                         if (aux->func_info[i].type_id == btf_id) {
20365                                 subprog = i;
20366                                 break;
20367                         }
20368                 if (subprog == -1) {
20369                         bpf_log(log, "Subprog %s doesn't exist\n", tname);
20370                         return -EINVAL;
20371                 }
20372                 if (aux->func && aux->func[subprog]->aux->exception_cb) {
20373                         bpf_log(log,
20374                                 "%s programs cannot attach to exception callback\n",
20375                                 prog_extension ? "Extension" : "FENTRY/FEXIT");
20376                         return -EINVAL;
20377                 }
20378                 conservative = aux->func_info_aux[subprog].unreliable;
20379                 if (prog_extension) {
20380                         if (conservative) {
20381                                 bpf_log(log,
20382                                         "Cannot replace static functions\n");
20383                                 return -EINVAL;
20384                         }
20385                         if (!prog->jit_requested) {
20386                                 bpf_log(log,
20387                                         "Extension programs should be JITed\n");
20388                                 return -EINVAL;
20389                         }
20390                 }
20391                 if (!tgt_prog->jited) {
20392                         bpf_log(log, "Can attach to only JITed progs\n");
20393                         return -EINVAL;
20394                 }
20395                 if (prog_tracing) {
20396                         if (aux->attach_tracing_prog) {
20397                                 /*
20398                                  * Target program is an fentry/fexit which is already attached
20399                                  * to another tracing program. More levels of nesting
20400                                  * attachment are not allowed.
20401                                  */
20402                                 bpf_log(log, "Cannot nest tracing program attach more than once\n");
20403                                 return -EINVAL;
20404                         }
20405                 } else if (tgt_prog->type == prog->type) {
20406                         /*
20407                          * To avoid potential call chain cycles, prevent attaching of a
20408                          * program extension to another extension. It's ok to attach
20409                          * fentry/fexit to extension program.
20410                          */
20411                         bpf_log(log, "Cannot recursively attach\n");
20412                         return -EINVAL;
20413                 }
20414                 if (tgt_prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
20415                     prog_extension &&
20416                     (tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FENTRY ||
20417                      tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FEXIT)) {
20418                         /* Program extensions can extend all program types
20419                          * except fentry/fexit. The reason is the following.
20420                          * The fentry/fexit programs are used for performance
20421                          * analysis, stats and can be attached to any program
20422                          * type. When extension program is replacing XDP function
20423                          * it is necessary to allow performance analysis of all
20424                          * functions. Both original XDP program and its program
20425                          * extension. Hence attaching fentry/fexit to
20426                          * BPF_PROG_TYPE_EXT is allowed. If extending of
20427                          * fentry/fexit was allowed it would be possible to create
20428                          * long call chain fentry->extension->fentry->extension
20429                          * beyond reasonable stack size. Hence extending fentry
20430                          * is not allowed.
20431                          */
20432                         bpf_log(log, "Cannot extend fentry/fexit\n");
20433                         return -EINVAL;
20434                 }
20435         } else {
20436                 if (prog_extension) {
20437                         bpf_log(log, "Cannot replace kernel functions\n");
20438                         return -EINVAL;
20439                 }
20440         }
20441
20442         switch (prog->expected_attach_type) {
20443         case BPF_TRACE_RAW_TP:
20444                 if (tgt_prog) {
20445                         bpf_log(log,
20446                                 "Only FENTRY/FEXIT progs are attachable to another BPF prog\n");
20447                         return -EINVAL;
20448                 }
20449                 if (!btf_type_is_typedef(t)) {
20450                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a typedef\n",
20451                                 btf_id);
20452                         return -EINVAL;
20453                 }
20454                 if (strncmp(prefix, tname, sizeof(prefix) - 1)) {
20455                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u points to wrong type name %s\n",
20456                                 btf_id, tname);
20457                         return -EINVAL;
20458                 }
20459                 tname += sizeof(prefix) - 1;
20460                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
20461                 if (!btf_type_is_ptr(t))
20462                         /* should never happen in valid vmlinux build */
20463                         return -EINVAL;
20464                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
20465                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
20466                         /* should never happen in valid vmlinux build */
20467                         return -EINVAL;
20468
20469                 break;
20470         case BPF_TRACE_ITER:
20471                 if (!btf_type_is_func(t)) {
20472                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
20473                                 btf_id);
20474                         return -EINVAL;
20475                 }
20476                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
20477                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
20478                         return -EINVAL;
20479                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
20480                 if (ret)
20481                         return ret;
20482                 break;
20483         default:
20484                 if (!prog_extension)
20485                         return -EINVAL;
20486                 fallthrough;
20487         case BPF_MODIFY_RETURN:
20488         case BPF_LSM_MAC:
20489         case BPF_LSM_CGROUP:
20490         case BPF_TRACE_FENTRY:
20491         case BPF_TRACE_FEXIT:
20492                 if (!btf_type_is_func(t)) {
20493                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
20494                                 btf_id);
20495                         return -EINVAL;
20496                 }
20497                 if (prog_extension &&
20498                     btf_check_type_match(log, prog, btf, t))
20499                         return -EINVAL;
20500                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
20501                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
20502                         return -EINVAL;
20503
20504                 if ((prog->aux->saved_dst_prog_type || prog->aux->saved_dst_attach_type) &&
20505                     (!tgt_prog || prog->aux->saved_dst_prog_type != tgt_prog->type ||
20506                      prog->aux->saved_dst_attach_type != tgt_prog->expected_attach_type))
20507                         return -EINVAL;
20508
20509                 if (tgt_prog && conservative)
20510                         t = NULL;
20511
20512                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
20513                 if (ret < 0)
20514                         return ret;
20515
20516                 if (tgt_prog) {
20517                         if (subprog == 0)
20518                                 addr = (long) tgt_prog->bpf_func;
20519                         else
20520                                 addr = (long) tgt_prog->aux->func[subprog]->bpf_func;
20521                 } else {
20522                         if (btf_is_module(btf)) {
20523                                 mod = btf_try_get_module(btf);
20524                                 if (mod)
20525                                         addr = find_kallsyms_symbol_value(mod, tname);
20526                                 else
20527                                         addr = 0;
20528                         } else {
20529                                 addr = kallsyms_lookup_name(tname);
20530                         }
20531                         if (!addr) {
20532                                 module_put(mod);
20533                                 bpf_log(log,
20534                                         "The address of function %s cannot be found\n",
20535                                         tname);
20536                                 return -ENOENT;
20537                         }
20538                 }
20539
20540                 if (prog->aux->sleepable) {
20541                         ret = -EINVAL;
20542                         switch (prog->type) {
20543                         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
20544
20545                                 /* fentry/fexit/fmod_ret progs can be sleepable if they are
20546                                  * attached to ALLOW_ERROR_INJECTION and are not in denylist.
20547                                  */
20548                                 if (!check_non_sleepable_error_inject(btf_id) &&
20549                                     within_error_injection_list(addr))
20550                                         ret = 0;
20551                                 /* fentry/fexit/fmod_ret progs can also be sleepable if they are
20552                                  * in the fmodret id set with the KF_SLEEPABLE flag.
20553                                  */
20554                                 else {
20555                                         u32 *flags = btf_kfunc_is_modify_return(btf, btf_id,
20556                                                                                 prog);
20557
20558                                         if (flags && (*flags & KF_SLEEPABLE))
20559                                                 ret = 0;
20560                                 }
20561                                 break;
20562                         case BPF_PROG_TYPE_LSM:
20563                                 /* LSM progs check that they are attached to bpf_lsm_*() funcs.
20564                                  * Only some of them are sleepable.
20565                                  */
20566                                 if (bpf_lsm_is_sleepable_hook(btf_id))
20567                                         ret = 0;
20568                                 break;
20569                         default:
20570                                 break;
20571                         }
20572                         if (ret) {
20573                                 module_put(mod);
20574                                 bpf_log(log, "%s is not sleepable\n", tname);
20575                                 return ret;
20576                         }
20577                 } else if (prog->expected_attach_type == BPF_MODIFY_RETURN) {
20578                         if (tgt_prog) {
20579                                 module_put(mod);
20580                                 bpf_log(log, "can't modify return codes of BPF programs\n");
20581                                 return -EINVAL;
20582                         }
20583                         ret = -EINVAL;
20584                         if (btf_kfunc_is_modify_return(btf, btf_id, prog) ||
20585                             !check_attach_modify_return(addr, tname))
20586                                 ret = 0;
20587                         if (ret) {
20588                                 module_put(mod);
20589                                 bpf_log(log, "%s() is not modifiable\n", tname);
20590                                 return ret;
20591                         }
20592                 }
20593
20594                 break;
20595         }
20596         tgt_info->tgt_addr = addr;
20597         tgt_info->tgt_name = tname;
20598         tgt_info->tgt_type = t;
20599         tgt_info->tgt_mod = mod;
20600         return 0;
20601 }
20602
20603 BTF_SET_START(btf_id_deny)
20604 BTF_ID_UNUSED
20605 #ifdef CONFIG_SMP
20606 BTF_ID(func, migrate_disable)
20607 BTF_ID(func, migrate_enable)
20608 #endif
20609 #if !defined CONFIG_PREEMPT_RCU && !defined CONFIG_TINY_RCU
20610 BTF_ID(func, rcu_read_unlock_strict)
20611 #endif
20612 #if defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || defined(CONFIG_TRACE_PREEMPT_TOGGLE)
20613 BTF_ID(func, preempt_count_add)
20614 BTF_ID(func, preempt_count_sub)
20615 #endif
20616 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU
20617 BTF_ID(func, __rcu_read_lock)
20618 BTF_ID(func, __rcu_read_unlock)
20619 #endif
20620 BTF_SET_END(btf_id_deny)
20621
20622 static bool can_be_sleepable(struct bpf_prog *prog)
20623 {
20624         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING) {
20625                 switch (prog->expected_attach_type) {
20626                 case BPF_TRACE_FENTRY:
20627                 case BPF_TRACE_FEXIT:
20628                 case BPF_MODIFY_RETURN:
20629                 case BPF_TRACE_ITER:
20630                         return true;
20631                 default:
20632                         return false;
20633                 }
20634         }
20635         return prog->type == BPF_PROG_TYPE_LSM ||
20636                prog->type == BPF_PROG_TYPE_KPROBE /* only for uprobes */ ||
20637                prog->type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS;
20638 }
20639
20640 static int check_attach_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
20641 {
20642         struct bpf_prog *prog = env->prog;
20643         struct bpf_prog *tgt_prog = prog->aux->dst_prog;
20644         struct bpf_attach_target_info tgt_info = {};
20645         u32 btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
20646         struct bpf_trampoline *tr;
20647         int ret;
20648         u64 key;
20649
20650         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_SYSCALL) {
20651                 if (prog->aux->sleepable)
20652                         /* attach_btf_id checked to be zero already */
20653                         return 0;
20654                 verbose(env, "Syscall programs can only be sleepable\n");
20655                 return -EINVAL;
20656         }
20657
20658         if (prog->aux->sleepable && !can_be_sleepable(prog)) {
20659                 verbose(env, "Only fentry/fexit/fmod_ret, lsm, iter, uprobe, and struct_ops programs can be sleepable\n");
20660                 return -EINVAL;
20661         }
20662
20663         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS)
20664                 return check_struct_ops_btf_id(env);
20665
20666         if (prog->type != BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
20667             prog->type != BPF_PROG_TYPE_LSM &&
20668             prog->type != BPF_PROG_TYPE_EXT)
20669                 return 0;
20670
20671         ret = bpf_check_attach_target(&env->log, prog, tgt_prog, btf_id, &tgt_info);
20672         if (ret)
20673                 return ret;
20674
20675         if (tgt_prog && prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
20676                 /* to make freplace equivalent to their targets, they need to
20677                  * inherit env->ops and expected_attach_type for the rest of the
20678                  * verification
20679                  */
20680                 env->ops = bpf_verifier_ops[tgt_prog->type];
20681                 prog->expected_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
20682         }
20683
20684         /* store info about the attachment target that will be used later */
20685         prog->aux->attach_func_proto = tgt_info.tgt_type;
20686         prog->aux->attach_func_name = tgt_info.tgt_name;
20687         prog->aux->mod = tgt_info.tgt_mod;
20688
20689         if (tgt_prog) {
20690                 prog->aux->saved_dst_prog_type = tgt_prog->type;
20691                 prog->aux->saved_dst_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
20692         }
20693
20694         if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_RAW_TP) {
20695                 prog->aux->attach_btf_trace = true;
20696                 return 0;
20697         } else if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_ITER) {
20698                 if (!bpf_iter_prog_supported(prog))
20699                         return -EINVAL;
20700                 return 0;
20701         }
20702
20703         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_LSM) {
20704                 ret = bpf_lsm_verify_prog(&env->log, prog);
20705                 if (ret < 0)
20706                         return ret;
20707         } else if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
20708                    btf_id_set_contains(&btf_id_deny, btf_id)) {
20709                 return -EINVAL;
20710         }
20711
20712         key = bpf_trampoline_compute_key(tgt_prog, prog->aux->attach_btf, btf_id);
20713         tr = bpf_trampoline_get(key, &tgt_info);
20714         if (!tr)
20715                 return -ENOMEM;
20716
20717         if (tgt_prog && tgt_prog->aux->tail_call_reachable)
20718                 tr->flags = BPF_TRAMP_F_TAIL_CALL_CTX;
20719
20720         prog->aux->dst_trampoline = tr;
20721         return 0;
20722 }
20723
20724 struct btf *bpf_get_btf_vmlinux(void)
20725 {
20726         if (!btf_vmlinux && IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_INFO_BTF)) {
20727                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
20728                 if (!btf_vmlinux)
20729                         btf_vmlinux = btf_parse_vmlinux();
20730                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
20731         }
20732         return btf_vmlinux;
20733 }
20734
20735 int bpf_check(struct bpf_prog **prog, union bpf_attr *attr, bpfptr_t uattr, __u32 uattr_size)
20736 {
20737         u64 start_time = ktime_get_ns();
20738         struct bpf_verifier_env *env;
20739         int i, len, ret = -EINVAL, err;
20740         u32 log_true_size;
20741         bool is_priv;
20742
20743         /* no program is valid */
20744         if (ARRAY_SIZE(bpf_verifier_ops) == 0)
20745                 return -EINVAL;
20746
20747         /* 'struct bpf_verifier_env' can be global, but since it's not small,
20748          * allocate/free it every time bpf_check() is called
20749          */
20750         env = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_env), GFP_KERNEL);
20751         if (!env)
20752                 return -ENOMEM;
20753
20754         env->bt.env = env;
20755
20756         len = (*prog)->len;
20757         env->insn_aux_data =
20758                 vzalloc(array_size(sizeof(struct bpf_insn_aux_data), len));
20759         ret = -ENOMEM;
20760         if (!env->insn_aux_data)
20761                 goto err_free_env;
20762         for (i = 0; i < len; i++)
20763                 env->insn_aux_data[i].orig_idx = i;
20764         env->prog = *prog;
20765         env->ops = bpf_verifier_ops[env->prog->type];
20766         env->fd_array = make_bpfptr(attr->fd_array, uattr.is_kernel);
20767         is_priv = bpf_capable();
20768
20769         bpf_get_btf_vmlinux();
20770
20771         /* grab the mutex to protect few globals used by verifier */
20772         if (!is_priv)
20773                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
20774
20775         /* user could have requested verbose verifier output
20776          * and supplied buffer to store the verification trace
20777          */
20778         ret = bpf_vlog_init(&env->log, attr->log_level,
20779                             (char __user *) (unsigned long) attr->log_buf,
20780                             attr->log_size);
20781         if (ret)
20782                 goto err_unlock;
20783
20784         mark_verifier_state_clean(env);
20785
20786         if (IS_ERR(btf_vmlinux)) {
20787                 /* Either gcc or pahole or kernel are broken. */
20788                 verbose(env, "in-kernel BTF is malformed\n");
20789                 ret = PTR_ERR(btf_vmlinux);
20790                 goto skip_full_check;
20791         }
20792
20793         env->strict_alignment = !!(attr->prog_flags & BPF_F_STRICT_ALIGNMENT);
20794         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS))
20795                 env->strict_alignment = true;
20796         if (attr->prog_flags & BPF_F_ANY_ALIGNMENT)
20797                 env->strict_alignment = false;
20798
20799         env->allow_ptr_leaks = bpf_allow_ptr_leaks();
20800         env->allow_uninit_stack = bpf_allow_uninit_stack();
20801         env->bypass_spec_v1 = bpf_bypass_spec_v1();
20802         env->bypass_spec_v4 = bpf_bypass_spec_v4();
20803         env->bpf_capable = bpf_capable();
20804
20805         if (is_priv)
20806                 env->test_state_freq = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_STATE_FREQ;
20807         env->test_reg_invariants = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_REG_INVARIANTS;
20808
20809         env->explored_states = kvcalloc(state_htab_size(env),
20810                                        sizeof(struct bpf_verifier_state_list *),
20811                                        GFP_USER);
20812         ret = -ENOMEM;
20813         if (!env->explored_states)
20814                 goto skip_full_check;
20815
20816         ret = check_btf_info_early(env, attr, uattr);
20817         if (ret < 0)
20818                 goto skip_full_check;
20819
20820         ret = add_subprog_and_kfunc(env);
20821         if (ret < 0)
20822                 goto skip_full_check;
20823
20824         ret = check_subprogs(env);
20825         if (ret < 0)
20826                 goto skip_full_check;
20827
20828         ret = check_btf_info(env, attr, uattr);
20829         if (ret < 0)
20830                 goto skip_full_check;
20831
20832         ret = check_attach_btf_id(env);
20833         if (ret)
20834                 goto skip_full_check;
20835
20836         ret = resolve_pseudo_ldimm64(env);
20837         if (ret < 0)
20838                 goto skip_full_check;
20839
20840         if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
20841                 ret = bpf_prog_offload_verifier_prep(env->prog);
20842                 if (ret)
20843                         goto skip_full_check;
20844         }
20845
20846         ret = check_cfg(env);
20847         if (ret < 0)
20848                 goto skip_full_check;
20849
20850         ret = do_check_main(env);
20851         ret = ret ?: do_check_subprogs(env);
20852
20853         if (ret == 0 && bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
20854                 ret = bpf_prog_offload_finalize(env);
20855
20856 skip_full_check:
20857         kvfree(env->explored_states);
20858
20859         if (ret == 0)
20860                 ret = check_max_stack_depth(env);
20861
20862         /* instruction rewrites happen after this point */
20863         if (ret == 0)
20864                 ret = optimize_bpf_loop(env);
20865
20866         if (is_priv) {
20867                 if (ret == 0)
20868                         opt_hard_wire_dead_code_branches(env);
20869                 if (ret == 0)
20870                         ret = opt_remove_dead_code(env);
20871                 if (ret == 0)
20872                         ret = opt_remove_nops(env);
20873         } else {
20874                 if (ret == 0)
20875                         sanitize_dead_code(env);
20876         }
20877
20878         if (ret == 0)
20879                 /* program is valid, convert *(u32*)(ctx + off) accesses */
20880                 ret = convert_ctx_accesses(env);
20881
20882         if (ret == 0)
20883                 ret = do_misc_fixups(env);
20884
20885         /* do 32-bit optimization after insn patching has done so those patched
20886          * insns could be handled correctly.
20887          */
20888         if (ret == 0 && !bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
20889                 ret = opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(env, attr);
20890                 env->prog->aux->verifier_zext = bpf_jit_needs_zext() ? !ret
20891                                                                      : false;
20892         }
20893
20894         if (ret == 0)
20895                 ret = fixup_call_args(env);
20896
20897         env->verification_time = ktime_get_ns() - start_time;
20898         print_verification_stats(env);
20899         env->prog->aux->verified_insns = env->insn_processed;
20900
20901         /* preserve original error even if log finalization is successful */
20902         err = bpf_vlog_finalize(&env->log, &log_true_size);
20903         if (err)
20904                 ret = err;
20905
20906         if (uattr_size >= offsetofend(union bpf_attr, log_true_size) &&
20907             copy_to_bpfptr_offset(uattr, offsetof(union bpf_attr, log_true_size),
20908                                   &log_true_size, sizeof(log_true_size))) {
20909                 ret = -EFAULT;
20910                 goto err_release_maps;
20911         }
20912
20913         if (ret)
20914                 goto err_release_maps;
20915
20916         if (env->used_map_cnt) {
20917                 /* if program passed verifier, update used_maps in bpf_prog_info */
20918                 env->prog->aux->used_maps = kmalloc_array(env->used_map_cnt,
20919                                                           sizeof(env->used_maps[0]),
20920                                                           GFP_KERNEL);
20921
20922                 if (!env->prog->aux->used_maps) {
20923                         ret = -ENOMEM;
20924                         goto err_release_maps;
20925                 }
20926
20927                 memcpy(env->prog->aux->used_maps, env->used_maps,
20928                        sizeof(env->used_maps[0]) * env->used_map_cnt);
20929                 env->prog->aux->used_map_cnt = env->used_map_cnt;
20930         }
20931         if (env->used_btf_cnt) {
20932                 /* if program passed verifier, update used_btfs in bpf_prog_aux */
20933                 env->prog->aux->used_btfs = kmalloc_array(env->used_btf_cnt,
20934                                                           sizeof(env->used_btfs[0]),
20935                                                           GFP_KERNEL);
20936                 if (!env->prog->aux->used_btfs) {
20937                         ret = -ENOMEM;
20938                         goto err_release_maps;
20939                 }
20940
20941                 memcpy(env->prog->aux->used_btfs, env->used_btfs,
20942                        sizeof(env->used_btfs[0]) * env->used_btf_cnt);
20943                 env->prog->aux->used_btf_cnt = env->used_btf_cnt;
20944         }
20945         if (env->used_map_cnt || env->used_btf_cnt) {
20946                 /* program is valid. Convert pseudo bpf_ld_imm64 into generic
20947                  * bpf_ld_imm64 instructions
20948                  */
20949                 convert_pseudo_ld_imm64(env);
20950         }
20951
20952         adjust_btf_func(env);
20953
20954 err_release_maps:
20955         if (!env->prog->aux->used_maps)
20956                 /* if we didn't copy map pointers into bpf_prog_info, release
20957                  * them now. Otherwise free_used_maps() will release them.
20958                  */
20959                 release_maps(env);
20960         if (!env->prog->aux->used_btfs)
20961                 release_btfs(env);
20962
20963         /* extension progs temporarily inherit the attach_type of their targets
20964            for verification purposes, so set it back to zero before returning
20965          */
20966         if (env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT)
20967                 env->prog->expected_attach_type = 0;
20968
20969         *prog = env->prog;
20970 err_unlock:
20971         if (!is_priv)
20972                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
20973         vfree(env->insn_aux_data);
20974 err_free_env:
20975         kfree(env);
20976         return ret;
20977 }