m68k: Fix asm register constraints for atomic ops
[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/kernel.h>
8 #include <linux/types.h>
9 #include <linux/slab.h>
10 #include <linux/bpf.h>
11 #include <linux/btf.h>
12 #include <linux/bpf_verifier.h>
13 #include <linux/filter.h>
14 #include <net/netlink.h>
15 #include <linux/file.h>
16 #include <linux/vmalloc.h>
17 #include <linux/stringify.h>
18 #include <linux/bsearch.h>
19 #include <linux/sort.h>
20 #include <linux/perf_event.h>
21 #include <linux/ctype.h>
22 #include <linux/error-injection.h>
23 #include <linux/bpf_lsm.h>
24 #include <linux/btf_ids.h>
25
26 #include "disasm.h"
27
28 static const struct bpf_verifier_ops * const bpf_verifier_ops[] = {
29 #define BPF_PROG_TYPE(_id, _name, prog_ctx_type, kern_ctx_type) \
30         [_id] = & _name ## _verifier_ops,
31 #define BPF_MAP_TYPE(_id, _ops)
32 #define BPF_LINK_TYPE(_id, _name)
33 #include <linux/bpf_types.h>
34 #undef BPF_PROG_TYPE
35 #undef BPF_MAP_TYPE
36 #undef BPF_LINK_TYPE
37 };
38
39 /* bpf_check() is a static code analyzer that walks eBPF program
40  * instruction by instruction and updates register/stack state.
41  * All paths of conditional branches are analyzed until 'bpf_exit' insn.
42  *
43  * The first pass is depth-first-search to check that the program is a DAG.
44  * It rejects the following programs:
45  * - larger than BPF_MAXINSNS insns
46  * - if loop is present (detected via back-edge)
47  * - unreachable insns exist (shouldn't be a forest. program = one function)
48  * - out of bounds or malformed jumps
49  * The second pass is all possible path descent from the 1st insn.
50  * Since it's analyzing all paths through the program, the length of the
51  * analysis is limited to 64k insn, which may be hit even if total number of
52  * insn is less then 4K, but there are too many branches that change stack/regs.
53  * Number of 'branches to be analyzed' is limited to 1k
54  *
55  * On entry to each instruction, each register has a type, and the instruction
56  * changes the types of the registers depending on instruction semantics.
57  * If instruction is BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_5), then type of R5 is
58  * copied to R1.
59  *
60  * All registers are 64-bit.
61  * R0 - return register
62  * R1-R5 argument passing registers
63  * R6-R9 callee saved registers
64  * R10 - frame pointer read-only
65  *
66  * At the start of BPF program the register R1 contains a pointer to bpf_context
67  * and has type PTR_TO_CTX.
68  *
69  * Verifier tracks arithmetic operations on pointers in case:
70  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_10),
71  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_1, -20),
72  * 1st insn copies R10 (which has FRAME_PTR) type into R1
73  * and 2nd arithmetic instruction is pattern matched to recognize
74  * that it wants to construct a pointer to some element within stack.
75  * So after 2nd insn, the register R1 has type PTR_TO_STACK
76  * (and -20 constant is saved for further stack bounds checking).
77  * Meaning that this reg is a pointer to stack plus known immediate constant.
78  *
79  * Most of the time the registers have SCALAR_VALUE type, which
80  * means the register has some value, but it's not a valid pointer.
81  * (like pointer plus pointer becomes SCALAR_VALUE type)
82  *
83  * When verifier sees load or store instructions the type of base register
84  * can be: PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_CTX, PTR_TO_STACK, PTR_TO_SOCKET. These are
85  * four pointer types recognized by check_mem_access() function.
86  *
87  * PTR_TO_MAP_VALUE means that this register is pointing to 'map element value'
88  * and the range of [ptr, ptr + map's value_size) is accessible.
89  *
90  * registers used to pass values to function calls are checked against
91  * function argument constraints.
92  *
93  * ARG_PTR_TO_MAP_KEY is one of such argument constraints.
94  * It means that the register type passed to this function must be
95  * PTR_TO_STACK and it will be used inside the function as
96  * 'pointer to map element key'
97  *
98  * For example the argument constraints for bpf_map_lookup_elem():
99  *   .ret_type = RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL,
100  *   .arg1_type = ARG_CONST_MAP_PTR,
101  *   .arg2_type = ARG_PTR_TO_MAP_KEY,
102  *
103  * ret_type says that this function returns 'pointer to map elem value or null'
104  * function expects 1st argument to be a const pointer to 'struct bpf_map' and
105  * 2nd argument should be a pointer to stack, which will be used inside
106  * the helper function as a pointer to map element key.
107  *
108  * On the kernel side the helper function looks like:
109  * u64 bpf_map_lookup_elem(u64 r1, u64 r2, u64 r3, u64 r4, u64 r5)
110  * {
111  *    struct bpf_map *map = (struct bpf_map *) (unsigned long) r1;
112  *    void *key = (void *) (unsigned long) r2;
113  *    void *value;
114  *
115  *    here kernel can access 'key' and 'map' pointers safely, knowing that
116  *    [key, key + map->key_size) bytes are valid and were initialized on
117  *    the stack of eBPF program.
118  * }
119  *
120  * Corresponding eBPF program may look like:
121  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_2, BPF_REG_10),  // after this insn R2 type is FRAME_PTR
122  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_2, -4), // after this insn R2 type is PTR_TO_STACK
123  *    BPF_LD_MAP_FD(BPF_REG_1, map_fd),      // after this insn R1 type is CONST_PTR_TO_MAP
124  *    BPF_RAW_INSN(BPF_JMP | BPF_CALL, 0, 0, 0, BPF_FUNC_map_lookup_elem),
125  * here verifier looks at prototype of map_lookup_elem() and sees:
126  * .arg1_type == ARG_CONST_MAP_PTR and R1->type == CONST_PTR_TO_MAP, which is ok,
127  * Now verifier knows that this map has key of R1->map_ptr->key_size bytes
128  *
129  * Then .arg2_type == ARG_PTR_TO_MAP_KEY and R2->type == PTR_TO_STACK, ok so far,
130  * Now verifier checks that [R2, R2 + map's key_size) are within stack limits
131  * and were initialized prior to this call.
132  * If it's ok, then verifier allows this BPF_CALL insn and looks at
133  * .ret_type which is RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL, so it sets
134  * R0->type = PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL which means bpf_map_lookup_elem() function
135  * returns either pointer to map value or NULL.
136  *
137  * When type PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL passes through 'if (reg != 0) goto +off'
138  * insn, the register holding that pointer in the true branch changes state to
139  * PTR_TO_MAP_VALUE and the same register changes state to CONST_IMM in the false
140  * branch. See check_cond_jmp_op().
141  *
142  * After the call R0 is set to return type of the function and registers R1-R5
143  * are set to NOT_INIT to indicate that they are no longer readable.
144  *
145  * The following reference types represent a potential reference to a kernel
146  * resource which, after first being allocated, must be checked and freed by
147  * the BPF program:
148  * - PTR_TO_SOCKET_OR_NULL, PTR_TO_SOCKET
149  *
150  * When the verifier sees a helper call return a reference type, it allocates a
151  * pointer id for the reference and stores it in the current function state.
152  * Similar to the way that PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL is converted into
153  * PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_SOCKET_OR_NULL becomes PTR_TO_SOCKET when the type
154  * passes through a NULL-check conditional. For the branch wherein the state is
155  * changed to CONST_IMM, the verifier releases the reference.
156  *
157  * For each helper function that allocates a reference, such as
158  * bpf_sk_lookup_tcp(), there is a corresponding release function, such as
159  * bpf_sk_release(). When a reference type passes into the release function,
160  * the verifier also releases the reference. If any unchecked or unreleased
161  * reference remains at the end of the program, the verifier rejects it.
162  */
163
164 /* verifier_state + insn_idx are pushed to stack when branch is encountered */
165 struct bpf_verifier_stack_elem {
166         /* verifer state is 'st'
167          * before processing instruction 'insn_idx'
168          * and after processing instruction 'prev_insn_idx'
169          */
170         struct bpf_verifier_state st;
171         int insn_idx;
172         int prev_insn_idx;
173         struct bpf_verifier_stack_elem *next;
174         /* length of verifier log at the time this state was pushed on stack */
175         u32 log_pos;
176 };
177
178 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ    8192
179 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES     64
180
181 #define BPF_MAP_KEY_POISON      (1ULL << 63)
182 #define BPF_MAP_KEY_SEEN        (1ULL << 62)
183
184 #define BPF_MAP_PTR_UNPRIV      1UL
185 #define BPF_MAP_PTR_POISON      ((void *)((0xeB9FUL << 1) +     \
186                                           POISON_POINTER_DELTA))
187 #define BPF_MAP_PTR(X)          ((struct bpf_map *)((X) & ~BPF_MAP_PTR_UNPRIV))
188
189 static bool bpf_map_ptr_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
190 {
191         return BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) == BPF_MAP_PTR_POISON;
192 }
193
194 static bool bpf_map_ptr_unpriv(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
195 {
196         return aux->map_ptr_state & BPF_MAP_PTR_UNPRIV;
197 }
198
199 static void bpf_map_ptr_store(struct bpf_insn_aux_data *aux,
200                               const struct bpf_map *map, bool unpriv)
201 {
202         BUILD_BUG_ON((unsigned long)BPF_MAP_PTR_POISON & BPF_MAP_PTR_UNPRIV);
203         unpriv |= bpf_map_ptr_unpriv(aux);
204         aux->map_ptr_state = (unsigned long)map |
205                              (unpriv ? BPF_MAP_PTR_UNPRIV : 0UL);
206 }
207
208 static bool bpf_map_key_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
209 {
210         return aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_POISON;
211 }
212
213 static bool bpf_map_key_unseen(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
214 {
215         return !(aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_SEEN);
216 }
217
218 static u64 bpf_map_key_immediate(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
219 {
220         return aux->map_key_state & ~(BPF_MAP_KEY_SEEN | BPF_MAP_KEY_POISON);
221 }
222
223 static void bpf_map_key_store(struct bpf_insn_aux_data *aux, u64 state)
224 {
225         bool poisoned = bpf_map_key_poisoned(aux);
226
227         aux->map_key_state = state | BPF_MAP_KEY_SEEN |
228                              (poisoned ? BPF_MAP_KEY_POISON : 0ULL);
229 }
230
231 static bool bpf_pseudo_call(const struct bpf_insn *insn)
232 {
233         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
234                insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL;
235 }
236
237 static bool bpf_pseudo_kfunc_call(const struct bpf_insn *insn)
238 {
239         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
240                insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL;
241 }
242
243 static bool bpf_pseudo_func(const struct bpf_insn *insn)
244 {
245         return insn->code == (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW) &&
246                insn->src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC;
247 }
248
249 struct bpf_call_arg_meta {
250         struct bpf_map *map_ptr;
251         bool raw_mode;
252         bool pkt_access;
253         int regno;
254         int access_size;
255         int mem_size;
256         u64 msize_max_value;
257         int ref_obj_id;
258         int func_id;
259         struct btf *btf;
260         u32 btf_id;
261         struct btf *ret_btf;
262         u32 ret_btf_id;
263         u32 subprogno;
264 };
265
266 struct btf *btf_vmlinux;
267
268 static DEFINE_MUTEX(bpf_verifier_lock);
269
270 static const struct bpf_line_info *
271 find_linfo(const struct bpf_verifier_env *env, u32 insn_off)
272 {
273         const struct bpf_line_info *linfo;
274         const struct bpf_prog *prog;
275         u32 i, nr_linfo;
276
277         prog = env->prog;
278         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
279
280         if (!nr_linfo || insn_off >= prog->len)
281                 return NULL;
282
283         linfo = prog->aux->linfo;
284         for (i = 1; i < nr_linfo; i++)
285                 if (insn_off < linfo[i].insn_off)
286                         break;
287
288         return &linfo[i - 1];
289 }
290
291 void bpf_verifier_vlog(struct bpf_verifier_log *log, const char *fmt,
292                        va_list args)
293 {
294         unsigned int n;
295
296         n = vscnprintf(log->kbuf, BPF_VERIFIER_TMP_LOG_SIZE, fmt, args);
297
298         WARN_ONCE(n >= BPF_VERIFIER_TMP_LOG_SIZE - 1,
299                   "verifier log line truncated - local buffer too short\n");
300
301         n = min(log->len_total - log->len_used - 1, n);
302         log->kbuf[n] = '\0';
303
304         if (log->level == BPF_LOG_KERNEL) {
305                 pr_err("BPF:%s\n", log->kbuf);
306                 return;
307         }
308         if (!copy_to_user(log->ubuf + log->len_used, log->kbuf, n + 1))
309                 log->len_used += n;
310         else
311                 log->ubuf = NULL;
312 }
313
314 static void bpf_vlog_reset(struct bpf_verifier_log *log, u32 new_pos)
315 {
316         char zero = 0;
317
318         if (!bpf_verifier_log_needed(log))
319                 return;
320
321         log->len_used = new_pos;
322         if (put_user(zero, log->ubuf + new_pos))
323                 log->ubuf = NULL;
324 }
325
326 /* log_level controls verbosity level of eBPF verifier.
327  * bpf_verifier_log_write() is used to dump the verification trace to the log,
328  * so the user can figure out what's wrong with the program
329  */
330 __printf(2, 3) void bpf_verifier_log_write(struct bpf_verifier_env *env,
331                                            const char *fmt, ...)
332 {
333         va_list args;
334
335         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
336                 return;
337
338         va_start(args, fmt);
339         bpf_verifier_vlog(&env->log, fmt, args);
340         va_end(args);
341 }
342 EXPORT_SYMBOL_GPL(bpf_verifier_log_write);
343
344 __printf(2, 3) static void verbose(void *private_data, const char *fmt, ...)
345 {
346         struct bpf_verifier_env *env = private_data;
347         va_list args;
348
349         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
350                 return;
351
352         va_start(args, fmt);
353         bpf_verifier_vlog(&env->log, fmt, args);
354         va_end(args);
355 }
356
357 __printf(2, 3) void bpf_log(struct bpf_verifier_log *log,
358                             const char *fmt, ...)
359 {
360         va_list args;
361
362         if (!bpf_verifier_log_needed(log))
363                 return;
364
365         va_start(args, fmt);
366         bpf_verifier_vlog(log, fmt, args);
367         va_end(args);
368 }
369
370 static const char *ltrim(const char *s)
371 {
372         while (isspace(*s))
373                 s++;
374
375         return s;
376 }
377
378 __printf(3, 4) static void verbose_linfo(struct bpf_verifier_env *env,
379                                          u32 insn_off,
380                                          const char *prefix_fmt, ...)
381 {
382         const struct bpf_line_info *linfo;
383
384         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
385                 return;
386
387         linfo = find_linfo(env, insn_off);
388         if (!linfo || linfo == env->prev_linfo)
389                 return;
390
391         if (prefix_fmt) {
392                 va_list args;
393
394                 va_start(args, prefix_fmt);
395                 bpf_verifier_vlog(&env->log, prefix_fmt, args);
396                 va_end(args);
397         }
398
399         verbose(env, "%s\n",
400                 ltrim(btf_name_by_offset(env->prog->aux->btf,
401                                          linfo->line_off)));
402
403         env->prev_linfo = linfo;
404 }
405
406 static void verbose_invalid_scalar(struct bpf_verifier_env *env,
407                                    struct bpf_reg_state *reg,
408                                    struct tnum *range, const char *ctx,
409                                    const char *reg_name)
410 {
411         char tn_buf[48];
412
413         verbose(env, "At %s the register %s ", ctx, reg_name);
414         if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
415                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
416                 verbose(env, "has value %s", tn_buf);
417         } else {
418                 verbose(env, "has unknown scalar value");
419         }
420         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), *range);
421         verbose(env, " should have been in %s\n", tn_buf);
422 }
423
424 static bool type_is_pkt_pointer(enum bpf_reg_type type)
425 {
426         return type == PTR_TO_PACKET ||
427                type == PTR_TO_PACKET_META;
428 }
429
430 static bool type_is_sk_pointer(enum bpf_reg_type type)
431 {
432         return type == PTR_TO_SOCKET ||
433                 type == PTR_TO_SOCK_COMMON ||
434                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
435                 type == PTR_TO_XDP_SOCK;
436 }
437
438 static bool reg_type_not_null(enum bpf_reg_type type)
439 {
440         return type == PTR_TO_SOCKET ||
441                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
442                 type == PTR_TO_MAP_VALUE ||
443                 type == PTR_TO_MAP_KEY ||
444                 type == PTR_TO_SOCK_COMMON;
445 }
446
447 static bool reg_type_may_be_null(enum bpf_reg_type type)
448 {
449         return type == PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL ||
450                type == PTR_TO_SOCKET_OR_NULL ||
451                type == PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL ||
452                type == PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL ||
453                type == PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL ||
454                type == PTR_TO_MEM_OR_NULL ||
455                type == PTR_TO_RDONLY_BUF_OR_NULL ||
456                type == PTR_TO_RDWR_BUF_OR_NULL;
457 }
458
459 static bool reg_may_point_to_spin_lock(const struct bpf_reg_state *reg)
460 {
461         return reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE &&
462                 map_value_has_spin_lock(reg->map_ptr);
463 }
464
465 static bool reg_type_may_be_refcounted_or_null(enum bpf_reg_type type)
466 {
467         return type == PTR_TO_SOCKET ||
468                 type == PTR_TO_SOCKET_OR_NULL ||
469                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
470                 type == PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL ||
471                 type == PTR_TO_MEM ||
472                 type == PTR_TO_MEM_OR_NULL;
473 }
474
475 static bool arg_type_may_be_refcounted(enum bpf_arg_type type)
476 {
477         return type == ARG_PTR_TO_SOCK_COMMON;
478 }
479
480 static bool arg_type_may_be_null(enum bpf_arg_type type)
481 {
482         return type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL ||
483                type == ARG_PTR_TO_MEM_OR_NULL ||
484                type == ARG_PTR_TO_CTX_OR_NULL ||
485                type == ARG_PTR_TO_SOCKET_OR_NULL ||
486                type == ARG_PTR_TO_ALLOC_MEM_OR_NULL ||
487                type == ARG_PTR_TO_STACK_OR_NULL;
488 }
489
490 /* Determine whether the function releases some resources allocated by another
491  * function call. The first reference type argument will be assumed to be
492  * released by release_reference().
493  */
494 static bool is_release_function(enum bpf_func_id func_id)
495 {
496         return func_id == BPF_FUNC_sk_release ||
497                func_id == BPF_FUNC_ringbuf_submit ||
498                func_id == BPF_FUNC_ringbuf_discard;
499 }
500
501 static bool may_be_acquire_function(enum bpf_func_id func_id)
502 {
503         return func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_tcp ||
504                 func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_udp ||
505                 func_id == BPF_FUNC_skc_lookup_tcp ||
506                 func_id == BPF_FUNC_map_lookup_elem ||
507                 func_id == BPF_FUNC_ringbuf_reserve;
508 }
509
510 static bool is_acquire_function(enum bpf_func_id func_id,
511                                 const struct bpf_map *map)
512 {
513         enum bpf_map_type map_type = map ? map->map_type : BPF_MAP_TYPE_UNSPEC;
514
515         if (func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_tcp ||
516             func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_udp ||
517             func_id == BPF_FUNC_skc_lookup_tcp ||
518             func_id == BPF_FUNC_ringbuf_reserve)
519                 return true;
520
521         if (func_id == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
522             (map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
523              map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH))
524                 return true;
525
526         return false;
527 }
528
529 static bool is_ptr_cast_function(enum bpf_func_id func_id)
530 {
531         return func_id == BPF_FUNC_tcp_sock ||
532                 func_id == BPF_FUNC_sk_fullsock ||
533                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_sock ||
534                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp6_sock ||
535                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_udp6_sock ||
536                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_timewait_sock ||
537                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_request_sock;
538 }
539
540 static bool is_cmpxchg_insn(const struct bpf_insn *insn)
541 {
542         return BPF_CLASS(insn->code) == BPF_STX &&
543                BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC &&
544                insn->imm == BPF_CMPXCHG;
545 }
546
547 /* string representation of 'enum bpf_reg_type' */
548 static const char * const reg_type_str[] = {
549         [NOT_INIT]              = "?",
550         [SCALAR_VALUE]          = "inv",
551         [PTR_TO_CTX]            = "ctx",
552         [CONST_PTR_TO_MAP]      = "map_ptr",
553         [PTR_TO_MAP_VALUE]      = "map_value",
554         [PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL] = "map_value_or_null",
555         [PTR_TO_STACK]          = "fp",
556         [PTR_TO_PACKET]         = "pkt",
557         [PTR_TO_PACKET_META]    = "pkt_meta",
558         [PTR_TO_PACKET_END]     = "pkt_end",
559         [PTR_TO_FLOW_KEYS]      = "flow_keys",
560         [PTR_TO_SOCKET]         = "sock",
561         [PTR_TO_SOCKET_OR_NULL] = "sock_or_null",
562         [PTR_TO_SOCK_COMMON]    = "sock_common",
563         [PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL] = "sock_common_or_null",
564         [PTR_TO_TCP_SOCK]       = "tcp_sock",
565         [PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL] = "tcp_sock_or_null",
566         [PTR_TO_TP_BUFFER]      = "tp_buffer",
567         [PTR_TO_XDP_SOCK]       = "xdp_sock",
568         [PTR_TO_BTF_ID]         = "ptr_",
569         [PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL] = "ptr_or_null_",
570         [PTR_TO_PERCPU_BTF_ID]  = "percpu_ptr_",
571         [PTR_TO_MEM]            = "mem",
572         [PTR_TO_MEM_OR_NULL]    = "mem_or_null",
573         [PTR_TO_RDONLY_BUF]     = "rdonly_buf",
574         [PTR_TO_RDONLY_BUF_OR_NULL] = "rdonly_buf_or_null",
575         [PTR_TO_RDWR_BUF]       = "rdwr_buf",
576         [PTR_TO_RDWR_BUF_OR_NULL] = "rdwr_buf_or_null",
577         [PTR_TO_FUNC]           = "func",
578         [PTR_TO_MAP_KEY]        = "map_key",
579 };
580
581 static char slot_type_char[] = {
582         [STACK_INVALID] = '?',
583         [STACK_SPILL]   = 'r',
584         [STACK_MISC]    = 'm',
585         [STACK_ZERO]    = '0',
586 };
587
588 static void print_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
589                            enum bpf_reg_liveness live)
590 {
591         if (live & (REG_LIVE_READ | REG_LIVE_WRITTEN | REG_LIVE_DONE))
592             verbose(env, "_");
593         if (live & REG_LIVE_READ)
594                 verbose(env, "r");
595         if (live & REG_LIVE_WRITTEN)
596                 verbose(env, "w");
597         if (live & REG_LIVE_DONE)
598                 verbose(env, "D");
599 }
600
601 static struct bpf_func_state *func(struct bpf_verifier_env *env,
602                                    const struct bpf_reg_state *reg)
603 {
604         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
605
606         return cur->frame[reg->frameno];
607 }
608
609 static const char *kernel_type_name(const struct btf* btf, u32 id)
610 {
611         return btf_name_by_offset(btf, btf_type_by_id(btf, id)->name_off);
612 }
613
614 static void print_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
615                                  const struct bpf_func_state *state)
616 {
617         const struct bpf_reg_state *reg;
618         enum bpf_reg_type t;
619         int i;
620
621         if (state->frameno)
622                 verbose(env, " frame%d:", state->frameno);
623         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
624                 reg = &state->regs[i];
625                 t = reg->type;
626                 if (t == NOT_INIT)
627                         continue;
628                 verbose(env, " R%d", i);
629                 print_liveness(env, reg->live);
630                 verbose(env, "=%s", reg_type_str[t]);
631                 if (t == SCALAR_VALUE && reg->precise)
632                         verbose(env, "P");
633                 if ((t == SCALAR_VALUE || t == PTR_TO_STACK) &&
634                     tnum_is_const(reg->var_off)) {
635                         /* reg->off should be 0 for SCALAR_VALUE */
636                         verbose(env, "%lld", reg->var_off.value + reg->off);
637                 } else {
638                         if (t == PTR_TO_BTF_ID ||
639                             t == PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL ||
640                             t == PTR_TO_PERCPU_BTF_ID)
641                                 verbose(env, "%s", kernel_type_name(reg->btf, reg->btf_id));
642                         verbose(env, "(id=%d", reg->id);
643                         if (reg_type_may_be_refcounted_or_null(t))
644                                 verbose(env, ",ref_obj_id=%d", reg->ref_obj_id);
645                         if (t != SCALAR_VALUE)
646                                 verbose(env, ",off=%d", reg->off);
647                         if (type_is_pkt_pointer(t))
648                                 verbose(env, ",r=%d", reg->range);
649                         else if (t == CONST_PTR_TO_MAP ||
650                                  t == PTR_TO_MAP_KEY ||
651                                  t == PTR_TO_MAP_VALUE ||
652                                  t == PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL)
653                                 verbose(env, ",ks=%d,vs=%d",
654                                         reg->map_ptr->key_size,
655                                         reg->map_ptr->value_size);
656                         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
657                                 /* Typically an immediate SCALAR_VALUE, but
658                                  * could be a pointer whose offset is too big
659                                  * for reg->off
660                                  */
661                                 verbose(env, ",imm=%llx", reg->var_off.value);
662                         } else {
663                                 if (reg->smin_value != reg->umin_value &&
664                                     reg->smin_value != S64_MIN)
665                                         verbose(env, ",smin_value=%lld",
666                                                 (long long)reg->smin_value);
667                                 if (reg->smax_value != reg->umax_value &&
668                                     reg->smax_value != S64_MAX)
669                                         verbose(env, ",smax_value=%lld",
670                                                 (long long)reg->smax_value);
671                                 if (reg->umin_value != 0)
672                                         verbose(env, ",umin_value=%llu",
673                                                 (unsigned long long)reg->umin_value);
674                                 if (reg->umax_value != U64_MAX)
675                                         verbose(env, ",umax_value=%llu",
676                                                 (unsigned long long)reg->umax_value);
677                                 if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
678                                         char tn_buf[48];
679
680                                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
681                                         verbose(env, ",var_off=%s", tn_buf);
682                                 }
683                                 if (reg->s32_min_value != reg->smin_value &&
684                                     reg->s32_min_value != S32_MIN)
685                                         verbose(env, ",s32_min_value=%d",
686                                                 (int)(reg->s32_min_value));
687                                 if (reg->s32_max_value != reg->smax_value &&
688                                     reg->s32_max_value != S32_MAX)
689                                         verbose(env, ",s32_max_value=%d",
690                                                 (int)(reg->s32_max_value));
691                                 if (reg->u32_min_value != reg->umin_value &&
692                                     reg->u32_min_value != U32_MIN)
693                                         verbose(env, ",u32_min_value=%d",
694                                                 (int)(reg->u32_min_value));
695                                 if (reg->u32_max_value != reg->umax_value &&
696                                     reg->u32_max_value != U32_MAX)
697                                         verbose(env, ",u32_max_value=%d",
698                                                 (int)(reg->u32_max_value));
699                         }
700                         verbose(env, ")");
701                 }
702         }
703         for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
704                 char types_buf[BPF_REG_SIZE + 1];
705                 bool valid = false;
706                 int j;
707
708                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++) {
709                         if (state->stack[i].slot_type[j] != STACK_INVALID)
710                                 valid = true;
711                         types_buf[j] = slot_type_char[
712                                         state->stack[i].slot_type[j]];
713                 }
714                 types_buf[BPF_REG_SIZE] = 0;
715                 if (!valid)
716                         continue;
717                 verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
718                 print_liveness(env, state->stack[i].spilled_ptr.live);
719                 if (state->stack[i].slot_type[0] == STACK_SPILL) {
720                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
721                         t = reg->type;
722                         verbose(env, "=%s", reg_type_str[t]);
723                         if (t == SCALAR_VALUE && reg->precise)
724                                 verbose(env, "P");
725                         if (t == SCALAR_VALUE && tnum_is_const(reg->var_off))
726                                 verbose(env, "%lld", reg->var_off.value + reg->off);
727                 } else {
728                         verbose(env, "=%s", types_buf);
729                 }
730         }
731         if (state->acquired_refs && state->refs[0].id) {
732                 verbose(env, " refs=%d", state->refs[0].id);
733                 for (i = 1; i < state->acquired_refs; i++)
734                         if (state->refs[i].id)
735                                 verbose(env, ",%d", state->refs[i].id);
736         }
737         verbose(env, "\n");
738 }
739
740 /* copy array src of length n * size bytes to dst. dst is reallocated if it's too
741  * small to hold src. This is different from krealloc since we don't want to preserve
742  * the contents of dst.
743  *
744  * Leaves dst untouched if src is NULL or length is zero. Returns NULL if memory could
745  * not be allocated.
746  */
747 static void *copy_array(void *dst, const void *src, size_t n, size_t size, gfp_t flags)
748 {
749         size_t bytes;
750
751         if (ZERO_OR_NULL_PTR(src))
752                 goto out;
753
754         if (unlikely(check_mul_overflow(n, size, &bytes)))
755                 return NULL;
756
757         if (ksize(dst) < bytes) {
758                 kfree(dst);
759                 dst = kmalloc_track_caller(bytes, flags);
760                 if (!dst)
761                         return NULL;
762         }
763
764         memcpy(dst, src, bytes);
765 out:
766         return dst ? dst : ZERO_SIZE_PTR;
767 }
768
769 /* resize an array from old_n items to new_n items. the array is reallocated if it's too
770  * small to hold new_n items. new items are zeroed out if the array grows.
771  *
772  * Contrary to krealloc_array, does not free arr if new_n is zero.
773  */
774 static void *realloc_array(void *arr, size_t old_n, size_t new_n, size_t size)
775 {
776         if (!new_n || old_n == new_n)
777                 goto out;
778
779         arr = krealloc_array(arr, new_n, size, GFP_KERNEL);
780         if (!arr)
781                 return NULL;
782
783         if (new_n > old_n)
784                 memset(arr + old_n * size, 0, (new_n - old_n) * size);
785
786 out:
787         return arr ? arr : ZERO_SIZE_PTR;
788 }
789
790 static int copy_reference_state(struct bpf_func_state *dst, const struct bpf_func_state *src)
791 {
792         dst->refs = copy_array(dst->refs, src->refs, src->acquired_refs,
793                                sizeof(struct bpf_reference_state), GFP_KERNEL);
794         if (!dst->refs)
795                 return -ENOMEM;
796
797         dst->acquired_refs = src->acquired_refs;
798         return 0;
799 }
800
801 static int copy_stack_state(struct bpf_func_state *dst, const struct bpf_func_state *src)
802 {
803         size_t n = src->allocated_stack / BPF_REG_SIZE;
804
805         dst->stack = copy_array(dst->stack, src->stack, n, sizeof(struct bpf_stack_state),
806                                 GFP_KERNEL);
807         if (!dst->stack)
808                 return -ENOMEM;
809
810         dst->allocated_stack = src->allocated_stack;
811         return 0;
812 }
813
814 static int resize_reference_state(struct bpf_func_state *state, size_t n)
815 {
816         state->refs = realloc_array(state->refs, state->acquired_refs, n,
817                                     sizeof(struct bpf_reference_state));
818         if (!state->refs)
819                 return -ENOMEM;
820
821         state->acquired_refs = n;
822         return 0;
823 }
824
825 static int grow_stack_state(struct bpf_func_state *state, int size)
826 {
827         size_t old_n = state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE, n = size / BPF_REG_SIZE;
828
829         if (old_n >= n)
830                 return 0;
831
832         state->stack = realloc_array(state->stack, old_n, n, sizeof(struct bpf_stack_state));
833         if (!state->stack)
834                 return -ENOMEM;
835
836         state->allocated_stack = size;
837         return 0;
838 }
839
840 /* Acquire a pointer id from the env and update the state->refs to include
841  * this new pointer reference.
842  * On success, returns a valid pointer id to associate with the register
843  * On failure, returns a negative errno.
844  */
845 static int acquire_reference_state(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
846 {
847         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
848         int new_ofs = state->acquired_refs;
849         int id, err;
850
851         err = resize_reference_state(state, state->acquired_refs + 1);
852         if (err)
853                 return err;
854         id = ++env->id_gen;
855         state->refs[new_ofs].id = id;
856         state->refs[new_ofs].insn_idx = insn_idx;
857
858         return id;
859 }
860
861 /* release function corresponding to acquire_reference_state(). Idempotent. */
862 static int release_reference_state(struct bpf_func_state *state, int ptr_id)
863 {
864         int i, last_idx;
865
866         last_idx = state->acquired_refs - 1;
867         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
868                 if (state->refs[i].id == ptr_id) {
869                         if (last_idx && i != last_idx)
870                                 memcpy(&state->refs[i], &state->refs[last_idx],
871                                        sizeof(*state->refs));
872                         memset(&state->refs[last_idx], 0, sizeof(*state->refs));
873                         state->acquired_refs--;
874                         return 0;
875                 }
876         }
877         return -EINVAL;
878 }
879
880 static void free_func_state(struct bpf_func_state *state)
881 {
882         if (!state)
883                 return;
884         kfree(state->refs);
885         kfree(state->stack);
886         kfree(state);
887 }
888
889 static void clear_jmp_history(struct bpf_verifier_state *state)
890 {
891         kfree(state->jmp_history);
892         state->jmp_history = NULL;
893         state->jmp_history_cnt = 0;
894 }
895
896 static void free_verifier_state(struct bpf_verifier_state *state,
897                                 bool free_self)
898 {
899         int i;
900
901         for (i = 0; i <= state->curframe; i++) {
902                 free_func_state(state->frame[i]);
903                 state->frame[i] = NULL;
904         }
905         clear_jmp_history(state);
906         if (free_self)
907                 kfree(state);
908 }
909
910 /* copy verifier state from src to dst growing dst stack space
911  * when necessary to accommodate larger src stack
912  */
913 static int copy_func_state(struct bpf_func_state *dst,
914                            const struct bpf_func_state *src)
915 {
916         int err;
917
918         memcpy(dst, src, offsetof(struct bpf_func_state, acquired_refs));
919         err = copy_reference_state(dst, src);
920         if (err)
921                 return err;
922         return copy_stack_state(dst, src);
923 }
924
925 static int copy_verifier_state(struct bpf_verifier_state *dst_state,
926                                const struct bpf_verifier_state *src)
927 {
928         struct bpf_func_state *dst;
929         int i, err;
930
931         dst_state->jmp_history = copy_array(dst_state->jmp_history, src->jmp_history,
932                                             src->jmp_history_cnt, sizeof(struct bpf_idx_pair),
933                                             GFP_USER);
934         if (!dst_state->jmp_history)
935                 return -ENOMEM;
936         dst_state->jmp_history_cnt = src->jmp_history_cnt;
937
938         /* if dst has more stack frames then src frame, free them */
939         for (i = src->curframe + 1; i <= dst_state->curframe; i++) {
940                 free_func_state(dst_state->frame[i]);
941                 dst_state->frame[i] = NULL;
942         }
943         dst_state->speculative = src->speculative;
944         dst_state->curframe = src->curframe;
945         dst_state->active_spin_lock = src->active_spin_lock;
946         dst_state->branches = src->branches;
947         dst_state->parent = src->parent;
948         dst_state->first_insn_idx = src->first_insn_idx;
949         dst_state->last_insn_idx = src->last_insn_idx;
950         for (i = 0; i <= src->curframe; i++) {
951                 dst = dst_state->frame[i];
952                 if (!dst) {
953                         dst = kzalloc(sizeof(*dst), GFP_KERNEL);
954                         if (!dst)
955                                 return -ENOMEM;
956                         dst_state->frame[i] = dst;
957                 }
958                 err = copy_func_state(dst, src->frame[i]);
959                 if (err)
960                         return err;
961         }
962         return 0;
963 }
964
965 static void update_branch_counts(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
966 {
967         while (st) {
968                 u32 br = --st->branches;
969
970                 /* WARN_ON(br > 1) technically makes sense here,
971                  * but see comment in push_stack(), hence:
972                  */
973                 WARN_ONCE((int)br < 0,
974                           "BUG update_branch_counts:branches_to_explore=%d\n",
975                           br);
976                 if (br)
977                         break;
978                 st = st->parent;
979         }
980 }
981
982 static int pop_stack(struct bpf_verifier_env *env, int *prev_insn_idx,
983                      int *insn_idx, bool pop_log)
984 {
985         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
986         struct bpf_verifier_stack_elem *elem, *head = env->head;
987         int err;
988
989         if (env->head == NULL)
990                 return -ENOENT;
991
992         if (cur) {
993                 err = copy_verifier_state(cur, &head->st);
994                 if (err)
995                         return err;
996         }
997         if (pop_log)
998                 bpf_vlog_reset(&env->log, head->log_pos);
999         if (insn_idx)
1000                 *insn_idx = head->insn_idx;
1001         if (prev_insn_idx)
1002                 *prev_insn_idx = head->prev_insn_idx;
1003         elem = head->next;
1004         free_verifier_state(&head->st, false);
1005         kfree(head);
1006         env->head = elem;
1007         env->stack_size--;
1008         return 0;
1009 }
1010
1011 static struct bpf_verifier_state *push_stack(struct bpf_verifier_env *env,
1012                                              int insn_idx, int prev_insn_idx,
1013                                              bool speculative)
1014 {
1015         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
1016         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
1017         int err;
1018
1019         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
1020         if (!elem)
1021                 goto err;
1022
1023         elem->insn_idx = insn_idx;
1024         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
1025         elem->next = env->head;
1026         elem->log_pos = env->log.len_used;
1027         env->head = elem;
1028         env->stack_size++;
1029         err = copy_verifier_state(&elem->st, cur);
1030         if (err)
1031                 goto err;
1032         elem->st.speculative |= speculative;
1033         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ) {
1034                 verbose(env, "The sequence of %d jumps is too complex.\n",
1035                         env->stack_size);
1036                 goto err;
1037         }
1038         if (elem->st.parent) {
1039                 ++elem->st.parent->branches;
1040                 /* WARN_ON(branches > 2) technically makes sense here,
1041                  * but
1042                  * 1. speculative states will bump 'branches' for non-branch
1043                  * instructions
1044                  * 2. is_state_visited() heuristics may decide not to create
1045                  * a new state for a sequence of branches and all such current
1046                  * and cloned states will be pointing to a single parent state
1047                  * which might have large 'branches' count.
1048                  */
1049         }
1050         return &elem->st;
1051 err:
1052         free_verifier_state(env->cur_state, true);
1053         env->cur_state = NULL;
1054         /* pop all elements and return */
1055         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
1056         return NULL;
1057 }
1058
1059 #define CALLER_SAVED_REGS 6
1060 static const int caller_saved[CALLER_SAVED_REGS] = {
1061         BPF_REG_0, BPF_REG_1, BPF_REG_2, BPF_REG_3, BPF_REG_4, BPF_REG_5
1062 };
1063
1064 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
1065                                 struct bpf_reg_state *reg);
1066
1067 /* This helper doesn't clear reg->id */
1068 static void ___mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1069 {
1070         reg->var_off = tnum_const(imm);
1071         reg->smin_value = (s64)imm;
1072         reg->smax_value = (s64)imm;
1073         reg->umin_value = imm;
1074         reg->umax_value = imm;
1075
1076         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1077         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1078         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1079         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1080 }
1081
1082 /* Mark the unknown part of a register (variable offset or scalar value) as
1083  * known to have the value @imm.
1084  */
1085 static void __mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1086 {
1087         /* Clear id, off, and union(map_ptr, range) */
1088         memset(((u8 *)reg) + sizeof(reg->type), 0,
1089                offsetof(struct bpf_reg_state, var_off) - sizeof(reg->type));
1090         ___mark_reg_known(reg, imm);
1091 }
1092
1093 static void __mark_reg32_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1094 {
1095         reg->var_off = tnum_const_subreg(reg->var_off, imm);
1096         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1097         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1098         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1099         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1100 }
1101
1102 /* Mark the 'variable offset' part of a register as zero.  This should be
1103  * used only on registers holding a pointer type.
1104  */
1105 static void __mark_reg_known_zero(struct bpf_reg_state *reg)
1106 {
1107         __mark_reg_known(reg, 0);
1108 }
1109
1110 static void __mark_reg_const_zero(struct bpf_reg_state *reg)
1111 {
1112         __mark_reg_known(reg, 0);
1113         reg->type = SCALAR_VALUE;
1114 }
1115
1116 static void mark_reg_known_zero(struct bpf_verifier_env *env,
1117                                 struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1118 {
1119         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1120                 verbose(env, "mark_reg_known_zero(regs, %u)\n", regno);
1121                 /* Something bad happened, let's kill all regs */
1122                 for (regno = 0; regno < MAX_BPF_REG; regno++)
1123                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1124                 return;
1125         }
1126         __mark_reg_known_zero(regs + regno);
1127 }
1128
1129 static void mark_ptr_not_null_reg(struct bpf_reg_state *reg)
1130 {
1131         switch (reg->type) {
1132         case PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL: {
1133                 const struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
1134
1135                 if (map->inner_map_meta) {
1136                         reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
1137                         reg->map_ptr = map->inner_map_meta;
1138                 } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_XSKMAP) {
1139                         reg->type = PTR_TO_XDP_SOCK;
1140                 } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
1141                            map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH) {
1142                         reg->type = PTR_TO_SOCKET;
1143                 } else {
1144                         reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
1145                 }
1146                 break;
1147         }
1148         case PTR_TO_SOCKET_OR_NULL:
1149                 reg->type = PTR_TO_SOCKET;
1150                 break;
1151         case PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL:
1152                 reg->type = PTR_TO_SOCK_COMMON;
1153                 break;
1154         case PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL:
1155                 reg->type = PTR_TO_TCP_SOCK;
1156                 break;
1157         case PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL:
1158                 reg->type = PTR_TO_BTF_ID;
1159                 break;
1160         case PTR_TO_MEM_OR_NULL:
1161                 reg->type = PTR_TO_MEM;
1162                 break;
1163         case PTR_TO_RDONLY_BUF_OR_NULL:
1164                 reg->type = PTR_TO_RDONLY_BUF;
1165                 break;
1166         case PTR_TO_RDWR_BUF_OR_NULL:
1167                 reg->type = PTR_TO_RDWR_BUF;
1168                 break;
1169         default:
1170                 WARN_ONCE(1, "unknown nullable register type");
1171         }
1172 }
1173
1174 static bool reg_is_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg)
1175 {
1176         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
1177 }
1178
1179 static bool reg_is_pkt_pointer_any(const struct bpf_reg_state *reg)
1180 {
1181         return reg_is_pkt_pointer(reg) ||
1182                reg->type == PTR_TO_PACKET_END;
1183 }
1184
1185 /* Unmodified PTR_TO_PACKET[_META,_END] register from ctx access. */
1186 static bool reg_is_init_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg,
1187                                     enum bpf_reg_type which)
1188 {
1189         /* The register can already have a range from prior markings.
1190          * This is fine as long as it hasn't been advanced from its
1191          * origin.
1192          */
1193         return reg->type == which &&
1194                reg->id == 0 &&
1195                reg->off == 0 &&
1196                tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
1197 }
1198
1199 /* Reset the min/max bounds of a register */
1200 static void __mark_reg_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1201 {
1202         reg->smin_value = S64_MIN;
1203         reg->smax_value = S64_MAX;
1204         reg->umin_value = 0;
1205         reg->umax_value = U64_MAX;
1206
1207         reg->s32_min_value = S32_MIN;
1208         reg->s32_max_value = S32_MAX;
1209         reg->u32_min_value = 0;
1210         reg->u32_max_value = U32_MAX;
1211 }
1212
1213 static void __mark_reg64_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1214 {
1215         reg->smin_value = S64_MIN;
1216         reg->smax_value = S64_MAX;
1217         reg->umin_value = 0;
1218         reg->umax_value = U64_MAX;
1219 }
1220
1221 static void __mark_reg32_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1222 {
1223         reg->s32_min_value = S32_MIN;
1224         reg->s32_max_value = S32_MAX;
1225         reg->u32_min_value = 0;
1226         reg->u32_max_value = U32_MAX;
1227 }
1228
1229 static void __update_reg32_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1230 {
1231         struct tnum var32_off = tnum_subreg(reg->var_off);
1232
1233         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
1234         reg->s32_min_value = max_t(s32, reg->s32_min_value,
1235                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MIN));
1236         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
1237         reg->s32_max_value = min_t(s32, reg->s32_max_value,
1238                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MAX));
1239         reg->u32_min_value = max_t(u32, reg->u32_min_value, (u32)var32_off.value);
1240         reg->u32_max_value = min(reg->u32_max_value,
1241                                  (u32)(var32_off.value | var32_off.mask));
1242 }
1243
1244 static void __update_reg64_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1245 {
1246         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
1247         reg->smin_value = max_t(s64, reg->smin_value,
1248                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MIN));
1249         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
1250         reg->smax_value = min_t(s64, reg->smax_value,
1251                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MAX));
1252         reg->umin_value = max(reg->umin_value, reg->var_off.value);
1253         reg->umax_value = min(reg->umax_value,
1254                               reg->var_off.value | reg->var_off.mask);
1255 }
1256
1257 static void __update_reg_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1258 {
1259         __update_reg32_bounds(reg);
1260         __update_reg64_bounds(reg);
1261 }
1262
1263 /* Uses signed min/max values to inform unsigned, and vice-versa */
1264 static void __reg32_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1265 {
1266         /* Learn sign from signed bounds.
1267          * If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
1268          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
1269          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
1270          */
1271         if (reg->s32_min_value >= 0 || reg->s32_max_value < 0) {
1272                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value =
1273                         max_t(u32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
1274                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value =
1275                         min_t(u32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
1276                 return;
1277         }
1278         /* Learn sign from unsigned bounds.  Signed bounds cross the sign
1279          * boundary, so we must be careful.
1280          */
1281         if ((s32)reg->u32_max_value >= 0) {
1282                 /* Positive.  We can't learn anything from the smin, but smax
1283                  * is positive, hence safe.
1284                  */
1285                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value;
1286                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value =
1287                         min_t(u32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
1288         } else if ((s32)reg->u32_min_value < 0) {
1289                 /* Negative.  We can't learn anything from the smax, but smin
1290                  * is negative, hence safe.
1291                  */
1292                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value =
1293                         max_t(u32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
1294                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value;
1295         }
1296 }
1297
1298 static void __reg64_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1299 {
1300         /* Learn sign from signed bounds.
1301          * If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
1302          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
1303          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
1304          */
1305         if (reg->smin_value >= 0 || reg->smax_value < 0) {
1306                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
1307                                                           reg->umin_value);
1308                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
1309                                                           reg->umax_value);
1310                 return;
1311         }
1312         /* Learn sign from unsigned bounds.  Signed bounds cross the sign
1313          * boundary, so we must be careful.
1314          */
1315         if ((s64)reg->umax_value >= 0) {
1316                 /* Positive.  We can't learn anything from the smin, but smax
1317                  * is positive, hence safe.
1318                  */
1319                 reg->smin_value = reg->umin_value;
1320                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
1321                                                           reg->umax_value);
1322         } else if ((s64)reg->umin_value < 0) {
1323                 /* Negative.  We can't learn anything from the smax, but smin
1324                  * is negative, hence safe.
1325                  */
1326                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
1327                                                           reg->umin_value);
1328                 reg->smax_value = reg->umax_value;
1329         }
1330 }
1331
1332 static void __reg_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1333 {
1334         __reg32_deduce_bounds(reg);
1335         __reg64_deduce_bounds(reg);
1336 }
1337
1338 /* Attempts to improve var_off based on unsigned min/max information */
1339 static void __reg_bound_offset(struct bpf_reg_state *reg)
1340 {
1341         struct tnum var64_off = tnum_intersect(reg->var_off,
1342                                                tnum_range(reg->umin_value,
1343                                                           reg->umax_value));
1344         struct tnum var32_off = tnum_intersect(tnum_subreg(reg->var_off),
1345                                                 tnum_range(reg->u32_min_value,
1346                                                            reg->u32_max_value));
1347
1348         reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(var64_off), var32_off);
1349 }
1350
1351 static void __reg_assign_32_into_64(struct bpf_reg_state *reg)
1352 {
1353         reg->umin_value = reg->u32_min_value;
1354         reg->umax_value = reg->u32_max_value;
1355         /* Attempt to pull 32-bit signed bounds into 64-bit bounds
1356          * but must be positive otherwise set to worse case bounds
1357          * and refine later from tnum.
1358          */
1359         if (reg->s32_min_value >= 0 && reg->s32_max_value >= 0)
1360                 reg->smax_value = reg->s32_max_value;
1361         else
1362                 reg->smax_value = U32_MAX;
1363         if (reg->s32_min_value >= 0)
1364                 reg->smin_value = reg->s32_min_value;
1365         else
1366                 reg->smin_value = 0;
1367 }
1368
1369 static void __reg_combine_32_into_64(struct bpf_reg_state *reg)
1370 {
1371         /* special case when 64-bit register has upper 32-bit register
1372          * zeroed. Typically happens after zext or <<32, >>32 sequence
1373          * allowing us to use 32-bit bounds directly,
1374          */
1375         if (tnum_equals_const(tnum_clear_subreg(reg->var_off), 0)) {
1376                 __reg_assign_32_into_64(reg);
1377         } else {
1378                 /* Otherwise the best we can do is push lower 32bit known and
1379                  * unknown bits into register (var_off set from jmp logic)
1380                  * then learn as much as possible from the 64-bit tnum
1381                  * known and unknown bits. The previous smin/smax bounds are
1382                  * invalid here because of jmp32 compare so mark them unknown
1383                  * so they do not impact tnum bounds calculation.
1384                  */
1385                 __mark_reg64_unbounded(reg);
1386                 __update_reg_bounds(reg);
1387         }
1388
1389         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
1390          * slightly.  e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
1391          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
1392          */
1393         __reg_deduce_bounds(reg);
1394         __reg_bound_offset(reg);
1395         __update_reg_bounds(reg);
1396 }
1397
1398 static bool __reg64_bound_s32(s64 a)
1399 {
1400         return a > S32_MIN && a < S32_MAX;
1401 }
1402
1403 static bool __reg64_bound_u32(u64 a)
1404 {
1405         return a > U32_MIN && a < U32_MAX;
1406 }
1407
1408 static void __reg_combine_64_into_32(struct bpf_reg_state *reg)
1409 {
1410         __mark_reg32_unbounded(reg);
1411
1412         if (__reg64_bound_s32(reg->smin_value) && __reg64_bound_s32(reg->smax_value)) {
1413                 reg->s32_min_value = (s32)reg->smin_value;
1414                 reg->s32_max_value = (s32)reg->smax_value;
1415         }
1416         if (__reg64_bound_u32(reg->umin_value) && __reg64_bound_u32(reg->umax_value)) {
1417                 reg->u32_min_value = (u32)reg->umin_value;
1418                 reg->u32_max_value = (u32)reg->umax_value;
1419         }
1420
1421         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
1422          * slightly.  e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
1423          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
1424          */
1425         __reg_deduce_bounds(reg);
1426         __reg_bound_offset(reg);
1427         __update_reg_bounds(reg);
1428 }
1429
1430 /* Mark a register as having a completely unknown (scalar) value. */
1431 static void __mark_reg_unknown(const struct bpf_verifier_env *env,
1432                                struct bpf_reg_state *reg)
1433 {
1434         /*
1435          * Clear type, id, off, and union(map_ptr, range) and
1436          * padding between 'type' and union
1437          */
1438         memset(reg, 0, offsetof(struct bpf_reg_state, var_off));
1439         reg->type = SCALAR_VALUE;
1440         reg->var_off = tnum_unknown;
1441         reg->frameno = 0;
1442         reg->precise = env->subprog_cnt > 1 || !env->bpf_capable;
1443         __mark_reg_unbounded(reg);
1444 }
1445
1446 static void mark_reg_unknown(struct bpf_verifier_env *env,
1447                              struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1448 {
1449         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1450                 verbose(env, "mark_reg_unknown(regs, %u)\n", regno);
1451                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
1452                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
1453                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1454                 return;
1455         }
1456         __mark_reg_unknown(env, regs + regno);
1457 }
1458
1459 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
1460                                 struct bpf_reg_state *reg)
1461 {
1462         __mark_reg_unknown(env, reg);
1463         reg->type = NOT_INIT;
1464 }
1465
1466 static void mark_reg_not_init(struct bpf_verifier_env *env,
1467                               struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1468 {
1469         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1470                 verbose(env, "mark_reg_not_init(regs, %u)\n", regno);
1471                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
1472                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
1473                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1474                 return;
1475         }
1476         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1477 }
1478
1479 static void mark_btf_ld_reg(struct bpf_verifier_env *env,
1480                             struct bpf_reg_state *regs, u32 regno,
1481                             enum bpf_reg_type reg_type,
1482                             struct btf *btf, u32 btf_id)
1483 {
1484         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
1485                 mark_reg_unknown(env, regs, regno);
1486                 return;
1487         }
1488         mark_reg_known_zero(env, regs, regno);
1489         regs[regno].type = PTR_TO_BTF_ID;
1490         regs[regno].btf = btf;
1491         regs[regno].btf_id = btf_id;
1492 }
1493
1494 #define DEF_NOT_SUBREG  (0)
1495 static void init_reg_state(struct bpf_verifier_env *env,
1496                            struct bpf_func_state *state)
1497 {
1498         struct bpf_reg_state *regs = state->regs;
1499         int i;
1500
1501         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
1502                 mark_reg_not_init(env, regs, i);
1503                 regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
1504                 regs[i].parent = NULL;
1505                 regs[i].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
1506         }
1507
1508         /* frame pointer */
1509         regs[BPF_REG_FP].type = PTR_TO_STACK;
1510         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_FP);
1511         regs[BPF_REG_FP].frameno = state->frameno;
1512 }
1513
1514 #define BPF_MAIN_FUNC (-1)
1515 static void init_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
1516                             struct bpf_func_state *state,
1517                             int callsite, int frameno, int subprogno)
1518 {
1519         state->callsite = callsite;
1520         state->frameno = frameno;
1521         state->subprogno = subprogno;
1522         init_reg_state(env, state);
1523 }
1524
1525 enum reg_arg_type {
1526         SRC_OP,         /* register is used as source operand */
1527         DST_OP,         /* register is used as destination operand */
1528         DST_OP_NO_MARK  /* same as above, check only, don't mark */
1529 };
1530
1531 static int cmp_subprogs(const void *a, const void *b)
1532 {
1533         return ((struct bpf_subprog_info *)a)->start -
1534                ((struct bpf_subprog_info *)b)->start;
1535 }
1536
1537 static int find_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
1538 {
1539         struct bpf_subprog_info *p;
1540
1541         p = bsearch(&off, env->subprog_info, env->subprog_cnt,
1542                     sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs);
1543         if (!p)
1544                 return -ENOENT;
1545         return p - env->subprog_info;
1546
1547 }
1548
1549 static int add_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
1550 {
1551         int insn_cnt = env->prog->len;
1552         int ret;
1553
1554         if (off >= insn_cnt || off < 0) {
1555                 verbose(env, "call to invalid destination\n");
1556                 return -EINVAL;
1557         }
1558         ret = find_subprog(env, off);
1559         if (ret >= 0)
1560                 return ret;
1561         if (env->subprog_cnt >= BPF_MAX_SUBPROGS) {
1562                 verbose(env, "too many subprograms\n");
1563                 return -E2BIG;
1564         }
1565         /* determine subprog starts. The end is one before the next starts */
1566         env->subprog_info[env->subprog_cnt++].start = off;
1567         sort(env->subprog_info, env->subprog_cnt,
1568              sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs, NULL);
1569         return env->subprog_cnt - 1;
1570 }
1571
1572 struct bpf_kfunc_desc {
1573         struct btf_func_model func_model;
1574         u32 func_id;
1575         s32 imm;
1576 };
1577
1578 #define MAX_KFUNC_DESCS 256
1579 struct bpf_kfunc_desc_tab {
1580         struct bpf_kfunc_desc descs[MAX_KFUNC_DESCS];
1581         u32 nr_descs;
1582 };
1583
1584 static int kfunc_desc_cmp_by_id(const void *a, const void *b)
1585 {
1586         const struct bpf_kfunc_desc *d0 = a;
1587         const struct bpf_kfunc_desc *d1 = b;
1588
1589         /* func_id is not greater than BTF_MAX_TYPE */
1590         return d0->func_id - d1->func_id;
1591 }
1592
1593 static const struct bpf_kfunc_desc *
1594 find_kfunc_desc(const struct bpf_prog *prog, u32 func_id)
1595 {
1596         struct bpf_kfunc_desc desc = {
1597                 .func_id = func_id,
1598         };
1599         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
1600
1601         tab = prog->aux->kfunc_tab;
1602         return bsearch(&desc, tab->descs, tab->nr_descs,
1603                        sizeof(tab->descs[0]), kfunc_desc_cmp_by_id);
1604 }
1605
1606 static int add_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, u32 func_id)
1607 {
1608         const struct btf_type *func, *func_proto;
1609         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
1610         struct bpf_prog_aux *prog_aux;
1611         struct bpf_kfunc_desc *desc;
1612         const char *func_name;
1613         unsigned long addr;
1614         int err;
1615
1616         prog_aux = env->prog->aux;
1617         tab = prog_aux->kfunc_tab;
1618         if (!tab) {
1619                 if (!btf_vmlinux) {
1620                         verbose(env, "calling kernel function is not supported without CONFIG_DEBUG_INFO_BTF\n");
1621                         return -ENOTSUPP;
1622                 }
1623
1624                 if (!env->prog->jit_requested) {
1625                         verbose(env, "JIT is required for calling kernel function\n");
1626                         return -ENOTSUPP;
1627                 }
1628
1629                 if (!bpf_jit_supports_kfunc_call()) {
1630                         verbose(env, "JIT does not support calling kernel function\n");
1631                         return -ENOTSUPP;
1632                 }
1633
1634                 if (!env->prog->gpl_compatible) {
1635                         verbose(env, "cannot call kernel function from non-GPL compatible program\n");
1636                         return -EINVAL;
1637                 }
1638
1639                 tab = kzalloc(sizeof(*tab), GFP_KERNEL);
1640                 if (!tab)
1641                         return -ENOMEM;
1642                 prog_aux->kfunc_tab = tab;
1643         }
1644
1645         if (find_kfunc_desc(env->prog, func_id))
1646                 return 0;
1647
1648         if (tab->nr_descs == MAX_KFUNC_DESCS) {
1649                 verbose(env, "too many different kernel function calls\n");
1650                 return -E2BIG;
1651         }
1652
1653         func = btf_type_by_id(btf_vmlinux, func_id);
1654         if (!func || !btf_type_is_func(func)) {
1655                 verbose(env, "kernel btf_id %u is not a function\n",
1656                         func_id);
1657                 return -EINVAL;
1658         }
1659         func_proto = btf_type_by_id(btf_vmlinux, func->type);
1660         if (!func_proto || !btf_type_is_func_proto(func_proto)) {
1661                 verbose(env, "kernel function btf_id %u does not have a valid func_proto\n",
1662                         func_id);
1663                 return -EINVAL;
1664         }
1665
1666         func_name = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, func->name_off);
1667         addr = kallsyms_lookup_name(func_name);
1668         if (!addr) {
1669                 verbose(env, "cannot find address for kernel function %s\n",
1670                         func_name);
1671                 return -EINVAL;
1672         }
1673
1674         desc = &tab->descs[tab->nr_descs++];
1675         desc->func_id = func_id;
1676         desc->imm = BPF_CAST_CALL(addr) - __bpf_call_base;
1677         err = btf_distill_func_proto(&env->log, btf_vmlinux,
1678                                      func_proto, func_name,
1679                                      &desc->func_model);
1680         if (!err)
1681                 sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
1682                      kfunc_desc_cmp_by_id, NULL);
1683         return err;
1684 }
1685
1686 static int kfunc_desc_cmp_by_imm(const void *a, const void *b)
1687 {
1688         const struct bpf_kfunc_desc *d0 = a;
1689         const struct bpf_kfunc_desc *d1 = b;
1690
1691         if (d0->imm > d1->imm)
1692                 return 1;
1693         else if (d0->imm < d1->imm)
1694                 return -1;
1695         return 0;
1696 }
1697
1698 static void sort_kfunc_descs_by_imm(struct bpf_prog *prog)
1699 {
1700         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
1701
1702         tab = prog->aux->kfunc_tab;
1703         if (!tab)
1704                 return;
1705
1706         sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
1707              kfunc_desc_cmp_by_imm, NULL);
1708 }
1709
1710 bool bpf_prog_has_kfunc_call(const struct bpf_prog *prog)
1711 {
1712         return !!prog->aux->kfunc_tab;
1713 }
1714
1715 const struct btf_func_model *
1716 bpf_jit_find_kfunc_model(const struct bpf_prog *prog,
1717                          const struct bpf_insn *insn)
1718 {
1719         const struct bpf_kfunc_desc desc = {
1720                 .imm = insn->imm,
1721         };
1722         const struct bpf_kfunc_desc *res;
1723         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
1724
1725         tab = prog->aux->kfunc_tab;
1726         res = bsearch(&desc, tab->descs, tab->nr_descs,
1727                       sizeof(tab->descs[0]), kfunc_desc_cmp_by_imm);
1728
1729         return res ? &res->func_model : NULL;
1730 }
1731
1732 static int add_subprog_and_kfunc(struct bpf_verifier_env *env)
1733 {
1734         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
1735         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
1736         int i, ret, insn_cnt = env->prog->len;
1737
1738         /* Add entry function. */
1739         ret = add_subprog(env, 0);
1740         if (ret)
1741                 return ret;
1742
1743         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
1744                 if (!bpf_pseudo_func(insn) && !bpf_pseudo_call(insn) &&
1745                     !bpf_pseudo_kfunc_call(insn))
1746                         continue;
1747
1748                 if (!env->bpf_capable) {
1749                         verbose(env, "loading/calling other bpf or kernel functions are allowed for CAP_BPF and CAP_SYS_ADMIN\n");
1750                         return -EPERM;
1751                 }
1752
1753                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
1754                         ret = add_subprog(env, i + insn->imm + 1);
1755                         if (ret >= 0)
1756                                 /* remember subprog */
1757                                 insn[1].imm = ret;
1758                 } else if (bpf_pseudo_call(insn)) {
1759                         ret = add_subprog(env, i + insn->imm + 1);
1760                 } else {
1761                         ret = add_kfunc_call(env, insn->imm);
1762                 }
1763
1764                 if (ret < 0)
1765                         return ret;
1766         }
1767
1768         /* Add a fake 'exit' subprog which could simplify subprog iteration
1769          * logic. 'subprog_cnt' should not be increased.
1770          */
1771         subprog[env->subprog_cnt].start = insn_cnt;
1772
1773         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
1774                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
1775                         verbose(env, "func#%d @%d\n", i, subprog[i].start);
1776
1777         return 0;
1778 }
1779
1780 static int check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
1781 {
1782         int i, subprog_start, subprog_end, off, cur_subprog = 0;
1783         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
1784         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
1785         int insn_cnt = env->prog->len;
1786
1787         /* now check that all jumps are within the same subprog */
1788         subprog_start = subprog[cur_subprog].start;
1789         subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
1790         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
1791                 u8 code = insn[i].code;
1792
1793                 if (code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
1794                     insn[i].imm == BPF_FUNC_tail_call &&
1795                     insn[i].src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
1796                         subprog[cur_subprog].has_tail_call = true;
1797                 if (BPF_CLASS(code) == BPF_LD &&
1798                     (BPF_MODE(code) == BPF_ABS || BPF_MODE(code) == BPF_IND))
1799                         subprog[cur_subprog].has_ld_abs = true;
1800                 if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP && BPF_CLASS(code) != BPF_JMP32)
1801                         goto next;
1802                 if (BPF_OP(code) == BPF_EXIT || BPF_OP(code) == BPF_CALL)
1803                         goto next;
1804                 off = i + insn[i].off + 1;
1805                 if (off < subprog_start || off >= subprog_end) {
1806                         verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", i, off);
1807                         return -EINVAL;
1808                 }
1809 next:
1810                 if (i == subprog_end - 1) {
1811                         /* to avoid fall-through from one subprog into another
1812                          * the last insn of the subprog should be either exit
1813                          * or unconditional jump back
1814                          */
1815                         if (code != (BPF_JMP | BPF_EXIT) &&
1816                             code != (BPF_JMP | BPF_JA)) {
1817                                 verbose(env, "last insn is not an exit or jmp\n");
1818                                 return -EINVAL;
1819                         }
1820                         subprog_start = subprog_end;
1821                         cur_subprog++;
1822                         if (cur_subprog < env->subprog_cnt)
1823                                 subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
1824                 }
1825         }
1826         return 0;
1827 }
1828
1829 /* Parentage chain of this register (or stack slot) should take care of all
1830  * issues like callee-saved registers, stack slot allocation time, etc.
1831  */
1832 static int mark_reg_read(struct bpf_verifier_env *env,
1833                          const struct bpf_reg_state *state,
1834                          struct bpf_reg_state *parent, u8 flag)
1835 {
1836         bool writes = parent == state->parent; /* Observe write marks */
1837         int cnt = 0;
1838
1839         while (parent) {
1840                 /* if read wasn't screened by an earlier write ... */
1841                 if (writes && state->live & REG_LIVE_WRITTEN)
1842                         break;
1843                 if (parent->live & REG_LIVE_DONE) {
1844                         verbose(env, "verifier BUG type %s var_off %lld off %d\n",
1845                                 reg_type_str[parent->type],
1846                                 parent->var_off.value, parent->off);
1847                         return -EFAULT;
1848                 }
1849                 /* The first condition is more likely to be true than the
1850                  * second, checked it first.
1851                  */
1852                 if ((parent->live & REG_LIVE_READ) == flag ||
1853                     parent->live & REG_LIVE_READ64)
1854                         /* The parentage chain never changes and
1855                          * this parent was already marked as LIVE_READ.
1856                          * There is no need to keep walking the chain again and
1857                          * keep re-marking all parents as LIVE_READ.
1858                          * This case happens when the same register is read
1859                          * multiple times without writes into it in-between.
1860                          * Also, if parent has the stronger REG_LIVE_READ64 set,
1861                          * then no need to set the weak REG_LIVE_READ32.
1862                          */
1863                         break;
1864                 /* ... then we depend on parent's value */
1865                 parent->live |= flag;
1866                 /* REG_LIVE_READ64 overrides REG_LIVE_READ32. */
1867                 if (flag == REG_LIVE_READ64)
1868                         parent->live &= ~REG_LIVE_READ32;
1869                 state = parent;
1870                 parent = state->parent;
1871                 writes = true;
1872                 cnt++;
1873         }
1874
1875         if (env->longest_mark_read_walk < cnt)
1876                 env->longest_mark_read_walk = cnt;
1877         return 0;
1878 }
1879
1880 /* This function is supposed to be used by the following 32-bit optimization
1881  * code only. It returns TRUE if the source or destination register operates
1882  * on 64-bit, otherwise return FALSE.
1883  */
1884 static bool is_reg64(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
1885                      u32 regno, struct bpf_reg_state *reg, enum reg_arg_type t)
1886 {
1887         u8 code, class, op;
1888
1889         code = insn->code;
1890         class = BPF_CLASS(code);
1891         op = BPF_OP(code);
1892         if (class == BPF_JMP) {
1893                 /* BPF_EXIT for "main" will reach here. Return TRUE
1894                  * conservatively.
1895                  */
1896                 if (op == BPF_EXIT)
1897                         return true;
1898                 if (op == BPF_CALL) {
1899                         /* BPF to BPF call will reach here because of marking
1900                          * caller saved clobber with DST_OP_NO_MARK for which we
1901                          * don't care the register def because they are anyway
1902                          * marked as NOT_INIT already.
1903                          */
1904                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
1905                                 return false;
1906                         /* Helper call will reach here because of arg type
1907                          * check, conservatively return TRUE.
1908                          */
1909                         if (t == SRC_OP)
1910                                 return true;
1911
1912                         return false;
1913                 }
1914         }
1915
1916         if (class == BPF_ALU64 || class == BPF_JMP ||
1917             /* BPF_END always use BPF_ALU class. */
1918             (class == BPF_ALU && op == BPF_END && insn->imm == 64))
1919                 return true;
1920
1921         if (class == BPF_ALU || class == BPF_JMP32)
1922                 return false;
1923
1924         if (class == BPF_LDX) {
1925                 if (t != SRC_OP)
1926                         return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
1927                 /* LDX source must be ptr. */
1928                 return true;
1929         }
1930
1931         if (class == BPF_STX) {
1932                 /* BPF_STX (including atomic variants) has multiple source
1933                  * operands, one of which is a ptr. Check whether the caller is
1934                  * asking about it.
1935                  */
1936                 if (t == SRC_OP && reg->type != SCALAR_VALUE)
1937                         return true;
1938                 return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
1939         }
1940
1941         if (class == BPF_LD) {
1942                 u8 mode = BPF_MODE(code);
1943
1944                 /* LD_IMM64 */
1945                 if (mode == BPF_IMM)
1946                         return true;
1947
1948                 /* Both LD_IND and LD_ABS return 32-bit data. */
1949                 if (t != SRC_OP)
1950                         return  false;
1951
1952                 /* Implicit ctx ptr. */
1953                 if (regno == BPF_REG_6)
1954                         return true;
1955
1956                 /* Explicit source could be any width. */
1957                 return true;
1958         }
1959
1960         if (class == BPF_ST)
1961                 /* The only source register for BPF_ST is a ptr. */
1962                 return true;
1963
1964         /* Conservatively return true at default. */
1965         return true;
1966 }
1967
1968 /* Return the regno defined by the insn, or -1. */
1969 static int insn_def_regno(const struct bpf_insn *insn)
1970 {
1971         switch (BPF_CLASS(insn->code)) {
1972         case BPF_JMP:
1973         case BPF_JMP32:
1974         case BPF_ST:
1975                 return -1;
1976         case BPF_STX:
1977                 if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC &&
1978                     (insn->imm & BPF_FETCH)) {
1979                         if (insn->imm == BPF_CMPXCHG)
1980                                 return BPF_REG_0;
1981                         else
1982                                 return insn->src_reg;
1983                 } else {
1984                         return -1;
1985                 }
1986         default:
1987                 return insn->dst_reg;
1988         }
1989 }
1990
1991 /* Return TRUE if INSN has defined any 32-bit value explicitly. */
1992 static bool insn_has_def32(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
1993 {
1994         int dst_reg = insn_def_regno(insn);
1995
1996         if (dst_reg == -1)
1997                 return false;
1998
1999         return !is_reg64(env, insn, dst_reg, NULL, DST_OP);
2000 }
2001
2002 static void mark_insn_zext(struct bpf_verifier_env *env,
2003                            struct bpf_reg_state *reg)
2004 {
2005         s32 def_idx = reg->subreg_def;
2006
2007         if (def_idx == DEF_NOT_SUBREG)
2008                 return;
2009
2010         env->insn_aux_data[def_idx - 1].zext_dst = true;
2011         /* The dst will be zero extended, so won't be sub-register anymore. */
2012         reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
2013 }
2014
2015 static int check_reg_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
2016                          enum reg_arg_type t)
2017 {
2018         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
2019         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
2020         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + env->insn_idx;
2021         struct bpf_reg_state *reg, *regs = state->regs;
2022         bool rw64;
2023
2024         if (regno >= MAX_BPF_REG) {
2025                 verbose(env, "R%d is invalid\n", regno);
2026                 return -EINVAL;
2027         }
2028
2029         reg = &regs[regno];
2030         rw64 = is_reg64(env, insn, regno, reg, t);
2031         if (t == SRC_OP) {
2032                 /* check whether register used as source operand can be read */
2033                 if (reg->type == NOT_INIT) {
2034                         verbose(env, "R%d !read_ok\n", regno);
2035                         return -EACCES;
2036                 }
2037                 /* We don't need to worry about FP liveness because it's read-only */
2038                 if (regno == BPF_REG_FP)
2039                         return 0;
2040
2041                 if (rw64)
2042                         mark_insn_zext(env, reg);
2043
2044                 return mark_reg_read(env, reg, reg->parent,
2045                                      rw64 ? REG_LIVE_READ64 : REG_LIVE_READ32);
2046         } else {
2047                 /* check whether register used as dest operand can be written to */
2048                 if (regno == BPF_REG_FP) {
2049                         verbose(env, "frame pointer is read only\n");
2050                         return -EACCES;
2051                 }
2052                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2053                 reg->subreg_def = rw64 ? DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
2054                 if (t == DST_OP)
2055                         mark_reg_unknown(env, regs, regno);
2056         }
2057         return 0;
2058 }
2059
2060 /* for any branch, call, exit record the history of jmps in the given state */
2061 static int push_jmp_history(struct bpf_verifier_env *env,
2062                             struct bpf_verifier_state *cur)
2063 {
2064         u32 cnt = cur->jmp_history_cnt;
2065         struct bpf_idx_pair *p;
2066
2067         cnt++;
2068         p = krealloc(cur->jmp_history, cnt * sizeof(*p), GFP_USER);
2069         if (!p)
2070                 return -ENOMEM;
2071         p[cnt - 1].idx = env->insn_idx;
2072         p[cnt - 1].prev_idx = env->prev_insn_idx;
2073         cur->jmp_history = p;
2074         cur->jmp_history_cnt = cnt;
2075         return 0;
2076 }
2077
2078 /* Backtrack one insn at a time. If idx is not at the top of recorded
2079  * history then previous instruction came from straight line execution.
2080  */
2081 static int get_prev_insn_idx(struct bpf_verifier_state *st, int i,
2082                              u32 *history)
2083 {
2084         u32 cnt = *history;
2085
2086         if (cnt && st->jmp_history[cnt - 1].idx == i) {
2087                 i = st->jmp_history[cnt - 1].prev_idx;
2088                 (*history)--;
2089         } else {
2090                 i--;
2091         }
2092         return i;
2093 }
2094
2095 static const char *disasm_kfunc_name(void *data, const struct bpf_insn *insn)
2096 {
2097         const struct btf_type *func;
2098
2099         if (insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL)
2100                 return NULL;
2101
2102         func = btf_type_by_id(btf_vmlinux, insn->imm);
2103         return btf_name_by_offset(btf_vmlinux, func->name_off);
2104 }
2105
2106 /* For given verifier state backtrack_insn() is called from the last insn to
2107  * the first insn. Its purpose is to compute a bitmask of registers and
2108  * stack slots that needs precision in the parent verifier state.
2109  */
2110 static int backtrack_insn(struct bpf_verifier_env *env, int idx,
2111                           u32 *reg_mask, u64 *stack_mask)
2112 {
2113         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
2114                 .cb_call        = disasm_kfunc_name,
2115                 .cb_print       = verbose,
2116                 .private_data   = env,
2117         };
2118         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + idx;
2119         u8 class = BPF_CLASS(insn->code);
2120         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
2121         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
2122         u32 dreg = 1u << insn->dst_reg;
2123         u32 sreg = 1u << insn->src_reg;
2124         u32 spi;
2125
2126         if (insn->code == 0)
2127                 return 0;
2128         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
2129                 verbose(env, "regs=%x stack=%llx before ", *reg_mask, *stack_mask);
2130                 verbose(env, "%d: ", idx);
2131                 print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
2132         }
2133
2134         if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
2135                 if (!(*reg_mask & dreg))
2136                         return 0;
2137                 if (opcode == BPF_MOV) {
2138                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
2139                                 /* dreg = sreg
2140                                  * dreg needs precision after this insn
2141                                  * sreg needs precision before this insn
2142                                  */
2143                                 *reg_mask &= ~dreg;
2144                                 *reg_mask |= sreg;
2145                         } else {
2146                                 /* dreg = K
2147                                  * dreg needs precision after this insn.
2148                                  * Corresponding register is already marked
2149                                  * as precise=true in this verifier state.
2150                                  * No further markings in parent are necessary
2151                                  */
2152                                 *reg_mask &= ~dreg;
2153                         }
2154                 } else {
2155                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
2156                                 /* dreg += sreg
2157                                  * both dreg and sreg need precision
2158                                  * before this insn
2159                                  */
2160                                 *reg_mask |= sreg;
2161                         } /* else dreg += K
2162                            * dreg still needs precision before this insn
2163                            */
2164                 }
2165         } else if (class == BPF_LDX) {
2166                 if (!(*reg_mask & dreg))
2167                         return 0;
2168                 *reg_mask &= ~dreg;
2169
2170                 /* scalars can only be spilled into stack w/o losing precision.
2171                  * Load from any other memory can be zero extended.
2172                  * The desire to keep that precision is already indicated
2173                  * by 'precise' mark in corresponding register of this state.
2174                  * No further tracking necessary.
2175                  */
2176                 if (insn->src_reg != BPF_REG_FP)
2177                         return 0;
2178                 if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW)
2179                         return 0;
2180
2181                 /* dreg = *(u64 *)[fp - off] was a fill from the stack.
2182                  * that [fp - off] slot contains scalar that needs to be
2183                  * tracked with precision
2184                  */
2185                 spi = (-insn->off - 1) / BPF_REG_SIZE;
2186                 if (spi >= 64) {
2187                         verbose(env, "BUG spi %d\n", spi);
2188                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
2189                         return -EFAULT;
2190                 }
2191                 *stack_mask |= 1ull << spi;
2192         } else if (class == BPF_STX || class == BPF_ST) {
2193                 if (*reg_mask & dreg)
2194                         /* stx & st shouldn't be using _scalar_ dst_reg
2195                          * to access memory. It means backtracking
2196                          * encountered a case of pointer subtraction.
2197                          */
2198                         return -ENOTSUPP;
2199                 /* scalars can only be spilled into stack */
2200                 if (insn->dst_reg != BPF_REG_FP)
2201                         return 0;
2202                 if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW)
2203                         return 0;
2204                 spi = (-insn->off - 1) / BPF_REG_SIZE;
2205                 if (spi >= 64) {
2206                         verbose(env, "BUG spi %d\n", spi);
2207                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
2208                         return -EFAULT;
2209                 }
2210                 if (!(*stack_mask & (1ull << spi)))
2211                         return 0;
2212                 *stack_mask &= ~(1ull << spi);
2213                 if (class == BPF_STX)
2214                         *reg_mask |= sreg;
2215         } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
2216                 if (opcode == BPF_CALL) {
2217                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
2218                                 return -ENOTSUPP;
2219                         /* regular helper call sets R0 */
2220                         *reg_mask &= ~1;
2221                         if (*reg_mask & 0x3f) {
2222                                 /* if backtracing was looking for registers R1-R5
2223                                  * they should have been found already.
2224                                  */
2225                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", *reg_mask);
2226                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
2227                                 return -EFAULT;
2228                         }
2229                 } else if (opcode == BPF_EXIT) {
2230                         return -ENOTSUPP;
2231                 }
2232         } else if (class == BPF_LD) {
2233                 if (!(*reg_mask & dreg))
2234                         return 0;
2235                 *reg_mask &= ~dreg;
2236                 /* It's ld_imm64 or ld_abs or ld_ind.
2237                  * For ld_imm64 no further tracking of precision
2238                  * into parent is necessary
2239                  */
2240                 if (mode == BPF_IND || mode == BPF_ABS)
2241                         /* to be analyzed */
2242                         return -ENOTSUPP;
2243         }
2244         return 0;
2245 }
2246
2247 /* the scalar precision tracking algorithm:
2248  * . at the start all registers have precise=false.
2249  * . scalar ranges are tracked as normal through alu and jmp insns.
2250  * . once precise value of the scalar register is used in:
2251  *   .  ptr + scalar alu
2252  *   . if (scalar cond K|scalar)
2253  *   .  helper_call(.., scalar, ...) where ARG_CONST is expected
2254  *   backtrack through the verifier states and mark all registers and
2255  *   stack slots with spilled constants that these scalar regisers
2256  *   should be precise.
2257  * . during state pruning two registers (or spilled stack slots)
2258  *   are equivalent if both are not precise.
2259  *
2260  * Note the verifier cannot simply walk register parentage chain,
2261  * since many different registers and stack slots could have been
2262  * used to compute single precise scalar.
2263  *
2264  * The approach of starting with precise=true for all registers and then
2265  * backtrack to mark a register as not precise when the verifier detects
2266  * that program doesn't care about specific value (e.g., when helper
2267  * takes register as ARG_ANYTHING parameter) is not safe.
2268  *
2269  * It's ok to walk single parentage chain of the verifier states.
2270  * It's possible that this backtracking will go all the way till 1st insn.
2271  * All other branches will be explored for needing precision later.
2272  *
2273  * The backtracking needs to deal with cases like:
2274  *   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)
2275  * r9 -= r8
2276  * r5 = r9
2277  * if r5 > 0x79f goto pc+7
2278  *    R5_w=inv(id=0,umax_value=1951,var_off=(0x0; 0x7ff))
2279  * r5 += 1
2280  * ...
2281  * call bpf_perf_event_output#25
2282  *   where .arg5_type = ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO
2283  *
2284  * and this case:
2285  * r6 = 1
2286  * call foo // uses callee's r6 inside to compute r0
2287  * r0 += r6
2288  * if r0 == 0 goto
2289  *
2290  * to track above reg_mask/stack_mask needs to be independent for each frame.
2291  *
2292  * Also if parent's curframe > frame where backtracking started,
2293  * the verifier need to mark registers in both frames, otherwise callees
2294  * may incorrectly prune callers. This is similar to
2295  * commit 7640ead93924 ("bpf: verifier: make sure callees don't prune with caller differences")
2296  *
2297  * For now backtracking falls back into conservative marking.
2298  */
2299 static void mark_all_scalars_precise(struct bpf_verifier_env *env,
2300                                      struct bpf_verifier_state *st)
2301 {
2302         struct bpf_func_state *func;
2303         struct bpf_reg_state *reg;
2304         int i, j;
2305
2306         /* big hammer: mark all scalars precise in this path.
2307          * pop_stack may still get !precise scalars.
2308          */
2309         for (; st; st = st->parent)
2310                 for (i = 0; i <= st->curframe; i++) {
2311                         func = st->frame[i];
2312                         for (j = 0; j < BPF_REG_FP; j++) {
2313                                 reg = &func->regs[j];
2314                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE)
2315                                         continue;
2316                                 reg->precise = true;
2317                         }
2318                         for (j = 0; j < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; j++) {
2319                                 if (func->stack[j].slot_type[0] != STACK_SPILL)
2320                                         continue;
2321                                 reg = &func->stack[j].spilled_ptr;
2322                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE)
2323                                         continue;
2324                                 reg->precise = true;
2325                         }
2326                 }
2327 }
2328
2329 static int __mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
2330                                   int spi)
2331 {
2332         struct bpf_verifier_state *st = env->cur_state;
2333         int first_idx = st->first_insn_idx;
2334         int last_idx = env->insn_idx;
2335         struct bpf_func_state *func;
2336         struct bpf_reg_state *reg;
2337         u32 reg_mask = regno >= 0 ? 1u << regno : 0;
2338         u64 stack_mask = spi >= 0 ? 1ull << spi : 0;
2339         bool skip_first = true;
2340         bool new_marks = false;
2341         int i, err;
2342
2343         if (!env->bpf_capable)
2344                 return 0;
2345
2346         func = st->frame[st->curframe];
2347         if (regno >= 0) {
2348                 reg = &func->regs[regno];
2349                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2350                         WARN_ONCE(1, "backtracing misuse");
2351                         return -EFAULT;
2352                 }
2353                 if (!reg->precise)
2354                         new_marks = true;
2355                 else
2356                         reg_mask = 0;
2357                 reg->precise = true;
2358         }
2359
2360         while (spi >= 0) {
2361                 if (func->stack[spi].slot_type[0] != STACK_SPILL) {
2362                         stack_mask = 0;
2363                         break;
2364                 }
2365                 reg = &func->stack[spi].spilled_ptr;
2366                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2367                         stack_mask = 0;
2368                         break;
2369                 }
2370                 if (!reg->precise)
2371                         new_marks = true;
2372                 else
2373                         stack_mask = 0;
2374                 reg->precise = true;
2375                 break;
2376         }
2377
2378         if (!new_marks)
2379                 return 0;
2380         if (!reg_mask && !stack_mask)
2381                 return 0;
2382         for (;;) {
2383                 DECLARE_BITMAP(mask, 64);
2384                 u32 history = st->jmp_history_cnt;
2385
2386                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
2387                         verbose(env, "last_idx %d first_idx %d\n", last_idx, first_idx);
2388                 for (i = last_idx;;) {
2389                         if (skip_first) {
2390                                 err = 0;
2391                                 skip_first = false;
2392                         } else {
2393                                 err = backtrack_insn(env, i, &reg_mask, &stack_mask);
2394                         }
2395                         if (err == -ENOTSUPP) {
2396                                 mark_all_scalars_precise(env, st);
2397                                 return 0;
2398                         } else if (err) {
2399                                 return err;
2400                         }
2401                         if (!reg_mask && !stack_mask)
2402                                 /* Found assignment(s) into tracked register in this state.
2403                                  * Since this state is already marked, just return.
2404                                  * Nothing to be tracked further in the parent state.
2405                                  */
2406                                 return 0;
2407                         if (i == first_idx)
2408                                 break;
2409                         i = get_prev_insn_idx(st, i, &history);
2410                         if (i >= env->prog->len) {
2411                                 /* This can happen if backtracking reached insn 0
2412                                  * and there are still reg_mask or stack_mask
2413                                  * to backtrack.
2414                                  * It means the backtracking missed the spot where
2415                                  * particular register was initialized with a constant.
2416                                  */
2417                                 verbose(env, "BUG backtracking idx %d\n", i);
2418                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
2419                                 return -EFAULT;
2420                         }
2421                 }
2422                 st = st->parent;
2423                 if (!st)
2424                         break;
2425
2426                 new_marks = false;
2427                 func = st->frame[st->curframe];
2428                 bitmap_from_u64(mask, reg_mask);
2429                 for_each_set_bit(i, mask, 32) {
2430                         reg = &func->regs[i];
2431                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2432                                 reg_mask &= ~(1u << i);
2433                                 continue;
2434                         }
2435                         if (!reg->precise)
2436                                 new_marks = true;
2437                         reg->precise = true;
2438                 }
2439
2440                 bitmap_from_u64(mask, stack_mask);
2441                 for_each_set_bit(i, mask, 64) {
2442                         if (i >= func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE) {
2443                                 /* the sequence of instructions:
2444                                  * 2: (bf) r3 = r10
2445                                  * 3: (7b) *(u64 *)(r3 -8) = r0
2446                                  * 4: (79) r4 = *(u64 *)(r10 -8)
2447                                  * doesn't contain jmps. It's backtracked
2448                                  * as a single block.
2449                                  * During backtracking insn 3 is not recognized as
2450                                  * stack access, so at the end of backtracking
2451                                  * stack slot fp-8 is still marked in stack_mask.
2452                                  * However the parent state may not have accessed
2453                                  * fp-8 and it's "unallocated" stack space.
2454                                  * In such case fallback to conservative.
2455                                  */
2456                                 mark_all_scalars_precise(env, st);
2457                                 return 0;
2458                         }
2459
2460                         if (func->stack[i].slot_type[0] != STACK_SPILL) {
2461                                 stack_mask &= ~(1ull << i);
2462                                 continue;
2463                         }
2464                         reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
2465                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2466                                 stack_mask &= ~(1ull << i);
2467                                 continue;
2468                         }
2469                         if (!reg->precise)
2470                                 new_marks = true;
2471                         reg->precise = true;
2472                 }
2473                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
2474                         print_verifier_state(env, func);
2475                         verbose(env, "parent %s regs=%x stack=%llx marks\n",
2476                                 new_marks ? "didn't have" : "already had",
2477                                 reg_mask, stack_mask);
2478                 }
2479
2480                 if (!reg_mask && !stack_mask)
2481                         break;
2482                 if (!new_marks)
2483                         break;
2484
2485                 last_idx = st->last_insn_idx;
2486                 first_idx = st->first_insn_idx;
2487         }
2488         return 0;
2489 }
2490
2491 static int mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
2492 {
2493         return __mark_chain_precision(env, regno, -1);
2494 }
2495
2496 static int mark_chain_precision_stack(struct bpf_verifier_env *env, int spi)
2497 {
2498         return __mark_chain_precision(env, -1, spi);
2499 }
2500
2501 static bool is_spillable_regtype(enum bpf_reg_type type)
2502 {
2503         switch (type) {
2504         case PTR_TO_MAP_VALUE:
2505         case PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL:
2506         case PTR_TO_STACK:
2507         case PTR_TO_CTX:
2508         case PTR_TO_PACKET:
2509         case PTR_TO_PACKET_META:
2510         case PTR_TO_PACKET_END:
2511         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
2512         case CONST_PTR_TO_MAP:
2513         case PTR_TO_SOCKET:
2514         case PTR_TO_SOCKET_OR_NULL:
2515         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
2516         case PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL:
2517         case PTR_TO_TCP_SOCK:
2518         case PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL:
2519         case PTR_TO_XDP_SOCK:
2520         case PTR_TO_BTF_ID:
2521         case PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL:
2522         case PTR_TO_RDONLY_BUF:
2523         case PTR_TO_RDONLY_BUF_OR_NULL:
2524         case PTR_TO_RDWR_BUF:
2525         case PTR_TO_RDWR_BUF_OR_NULL:
2526         case PTR_TO_PERCPU_BTF_ID:
2527         case PTR_TO_MEM:
2528         case PTR_TO_MEM_OR_NULL:
2529         case PTR_TO_FUNC:
2530         case PTR_TO_MAP_KEY:
2531                 return true;
2532         default:
2533                 return false;
2534         }
2535 }
2536
2537 /* Does this register contain a constant zero? */
2538 static bool register_is_null(struct bpf_reg_state *reg)
2539 {
2540         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
2541 }
2542
2543 static bool register_is_const(struct bpf_reg_state *reg)
2544 {
2545         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_is_const(reg->var_off);
2546 }
2547
2548 static bool __is_scalar_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
2549 {
2550         return tnum_is_unknown(reg->var_off) &&
2551                reg->smin_value == S64_MIN && reg->smax_value == S64_MAX &&
2552                reg->umin_value == 0 && reg->umax_value == U64_MAX &&
2553                reg->s32_min_value == S32_MIN && reg->s32_max_value == S32_MAX &&
2554                reg->u32_min_value == 0 && reg->u32_max_value == U32_MAX;
2555 }
2556
2557 static bool register_is_bounded(struct bpf_reg_state *reg)
2558 {
2559         return reg->type == SCALAR_VALUE && !__is_scalar_unbounded(reg);
2560 }
2561
2562 static bool __is_pointer_value(bool allow_ptr_leaks,
2563                                const struct bpf_reg_state *reg)
2564 {
2565         if (allow_ptr_leaks)
2566                 return false;
2567
2568         return reg->type != SCALAR_VALUE;
2569 }
2570
2571 static void save_register_state(struct bpf_func_state *state,
2572                                 int spi, struct bpf_reg_state *reg)
2573 {
2574         int i;
2575
2576         state->stack[spi].spilled_ptr = *reg;
2577         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2578
2579         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++)
2580                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_SPILL;
2581 }
2582
2583 /* check_stack_{read,write}_fixed_off functions track spill/fill of registers,
2584  * stack boundary and alignment are checked in check_mem_access()
2585  */
2586 static int check_stack_write_fixed_off(struct bpf_verifier_env *env,
2587                                        /* stack frame we're writing to */
2588                                        struct bpf_func_state *state,
2589                                        int off, int size, int value_regno,
2590                                        int insn_idx)
2591 {
2592         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
2593         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE, err;
2594         u32 dst_reg = env->prog->insnsi[insn_idx].dst_reg;
2595         struct bpf_reg_state *reg = NULL;
2596
2597         err = grow_stack_state(state, round_up(slot + 1, BPF_REG_SIZE));
2598         if (err)
2599                 return err;
2600         /* caller checked that off % size == 0 and -MAX_BPF_STACK <= off < 0,
2601          * so it's aligned access and [off, off + size) are within stack limits
2602          */
2603         if (!env->allow_ptr_leaks &&
2604             state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL &&
2605             size != BPF_REG_SIZE) {
2606                 verbose(env, "attempt to corrupt spilled pointer on stack\n");
2607                 return -EACCES;
2608         }
2609
2610         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
2611         if (value_regno >= 0)
2612                 reg = &cur->regs[value_regno];
2613
2614         if (reg && size == BPF_REG_SIZE && register_is_bounded(reg) &&
2615             !register_is_null(reg) && env->bpf_capable) {
2616                 if (dst_reg != BPF_REG_FP) {
2617                         /* The backtracking logic can only recognize explicit
2618                          * stack slot address like [fp - 8]. Other spill of
2619                          * scalar via different register has to be conservative.
2620                          * Backtrack from here and mark all registers as precise
2621                          * that contributed into 'reg' being a constant.
2622                          */
2623                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
2624                         if (err)
2625                                 return err;
2626                 }
2627                 save_register_state(state, spi, reg);
2628         } else if (reg && is_spillable_regtype(reg->type)) {
2629                 /* register containing pointer is being spilled into stack */
2630                 if (size != BPF_REG_SIZE) {
2631                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
2632                         verbose(env, "invalid size of register spill\n");
2633                         return -EACCES;
2634                 }
2635
2636                 if (state != cur && reg->type == PTR_TO_STACK) {
2637                         verbose(env, "cannot spill pointers to stack into stack frame of the caller\n");
2638                         return -EINVAL;
2639                 }
2640
2641                 if (!env->bypass_spec_v4) {
2642                         bool sanitize = false;
2643
2644                         if (state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL &&
2645                             register_is_const(&state->stack[spi].spilled_ptr))
2646                                 sanitize = true;
2647                         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++)
2648                                 if (state->stack[spi].slot_type[i] == STACK_MISC) {
2649                                         sanitize = true;
2650                                         break;
2651                                 }
2652                         if (sanitize) {
2653                                 int *poff = &env->insn_aux_data[insn_idx].sanitize_stack_off;
2654                                 int soff = (-spi - 1) * BPF_REG_SIZE;
2655
2656                                 /* detected reuse of integer stack slot with a pointer
2657                                  * which means either llvm is reusing stack slot or
2658                                  * an attacker is trying to exploit CVE-2018-3639
2659                                  * (speculative store bypass)
2660                                  * Have to sanitize that slot with preemptive
2661                                  * store of zero.
2662                                  */
2663                                 if (*poff && *poff != soff) {
2664                                         /* disallow programs where single insn stores
2665                                          * into two different stack slots, since verifier
2666                                          * cannot sanitize them
2667                                          */
2668                                         verbose(env,
2669                                                 "insn %d cannot access two stack slots fp%d and fp%d",
2670                                                 insn_idx, *poff, soff);
2671                                         return -EINVAL;
2672                                 }
2673                                 *poff = soff;
2674                         }
2675                 }
2676                 save_register_state(state, spi, reg);
2677         } else {
2678                 u8 type = STACK_MISC;
2679
2680                 /* regular write of data into stack destroys any spilled ptr */
2681                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
2682                 /* Mark slots as STACK_MISC if they belonged to spilled ptr. */
2683                 if (state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL)
2684                         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++)
2685                                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_MISC;
2686
2687                 /* only mark the slot as written if all 8 bytes were written
2688                  * otherwise read propagation may incorrectly stop too soon
2689                  * when stack slots are partially written.
2690                  * This heuristic means that read propagation will be
2691                  * conservative, since it will add reg_live_read marks
2692                  * to stack slots all the way to first state when programs
2693                  * writes+reads less than 8 bytes
2694                  */
2695                 if (size == BPF_REG_SIZE)
2696                         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2697
2698                 /* when we zero initialize stack slots mark them as such */
2699                 if (reg && register_is_null(reg)) {
2700                         /* backtracking doesn't work for STACK_ZERO yet. */
2701                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
2702                         if (err)
2703                                 return err;
2704                         type = STACK_ZERO;
2705                 }
2706
2707                 /* Mark slots affected by this stack write. */
2708                 for (i = 0; i < size; i++)
2709                         state->stack[spi].slot_type[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] =
2710                                 type;
2711         }
2712         return 0;
2713 }
2714
2715 /* Write the stack: 'stack[ptr_regno + off] = value_regno'. 'ptr_regno' is
2716  * known to contain a variable offset.
2717  * This function checks whether the write is permitted and conservatively
2718  * tracks the effects of the write, considering that each stack slot in the
2719  * dynamic range is potentially written to.
2720  *
2721  * 'off' includes 'regno->off'.
2722  * 'value_regno' can be -1, meaning that an unknown value is being written to
2723  * the stack.
2724  *
2725  * Spilled pointers in range are not marked as written because we don't know
2726  * what's going to be actually written. This means that read propagation for
2727  * future reads cannot be terminated by this write.
2728  *
2729  * For privileged programs, uninitialized stack slots are considered
2730  * initialized by this write (even though we don't know exactly what offsets
2731  * are going to be written to). The idea is that we don't want the verifier to
2732  * reject future reads that access slots written to through variable offsets.
2733  */
2734 static int check_stack_write_var_off(struct bpf_verifier_env *env,
2735                                      /* func where register points to */
2736                                      struct bpf_func_state *state,
2737                                      int ptr_regno, int off, int size,
2738                                      int value_regno, int insn_idx)
2739 {
2740         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
2741         int min_off, max_off;
2742         int i, err;
2743         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, *value_reg = NULL;
2744         bool writing_zero = false;
2745         /* set if the fact that we're writing a zero is used to let any
2746          * stack slots remain STACK_ZERO
2747          */
2748         bool zero_used = false;
2749
2750         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
2751         ptr_reg = &cur->regs[ptr_regno];
2752         min_off = ptr_reg->smin_value + off;
2753         max_off = ptr_reg->smax_value + off + size;
2754         if (value_regno >= 0)
2755                 value_reg = &cur->regs[value_regno];
2756         if (value_reg && register_is_null(value_reg))
2757                 writing_zero = true;
2758
2759         err = grow_stack_state(state, round_up(-min_off, BPF_REG_SIZE));
2760         if (err)
2761                 return err;
2762
2763
2764         /* Variable offset writes destroy any spilled pointers in range. */
2765         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
2766                 u8 new_type, *stype;
2767                 int slot, spi;
2768
2769                 slot = -i - 1;
2770                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
2771                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
2772
2773                 if (!env->allow_ptr_leaks
2774                                 && *stype != NOT_INIT
2775                                 && *stype != SCALAR_VALUE) {
2776                         /* Reject the write if there's are spilled pointers in
2777                          * range. If we didn't reject here, the ptr status
2778                          * would be erased below (even though not all slots are
2779                          * actually overwritten), possibly opening the door to
2780                          * leaks.
2781                          */
2782                         verbose(env, "spilled ptr in range of var-offset stack write; insn %d, ptr off: %d",
2783                                 insn_idx, i);
2784                         return -EINVAL;
2785                 }
2786
2787                 /* Erase all spilled pointers. */
2788                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
2789
2790                 /* Update the slot type. */
2791                 new_type = STACK_MISC;
2792                 if (writing_zero && *stype == STACK_ZERO) {
2793                         new_type = STACK_ZERO;
2794                         zero_used = true;
2795                 }
2796                 /* If the slot is STACK_INVALID, we check whether it's OK to
2797                  * pretend that it will be initialized by this write. The slot
2798                  * might not actually be written to, and so if we mark it as
2799                  * initialized future reads might leak uninitialized memory.
2800                  * For privileged programs, we will accept such reads to slots
2801                  * that may or may not be written because, if we're reject
2802                  * them, the error would be too confusing.
2803                  */
2804                 if (*stype == STACK_INVALID && !env->allow_uninit_stack) {
2805                         verbose(env, "uninit stack in range of var-offset write prohibited for !root; insn %d, off: %d",
2806                                         insn_idx, i);
2807                         return -EINVAL;
2808                 }
2809                 *stype = new_type;
2810         }
2811         if (zero_used) {
2812                 /* backtracking doesn't work for STACK_ZERO yet. */
2813                 err = mark_chain_precision(env, value_regno);
2814                 if (err)
2815                         return err;
2816         }
2817         return 0;
2818 }
2819
2820 /* When register 'dst_regno' is assigned some values from stack[min_off,
2821  * max_off), we set the register's type according to the types of the
2822  * respective stack slots. If all the stack values are known to be zeros, then
2823  * so is the destination reg. Otherwise, the register is considered to be
2824  * SCALAR. This function does not deal with register filling; the caller must
2825  * ensure that all spilled registers in the stack range have been marked as
2826  * read.
2827  */
2828 static void mark_reg_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
2829                                 /* func where src register points to */
2830                                 struct bpf_func_state *ptr_state,
2831                                 int min_off, int max_off, int dst_regno)
2832 {
2833         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
2834         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
2835         int i, slot, spi;
2836         u8 *stype;
2837         int zeros = 0;
2838
2839         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
2840                 slot = -i - 1;
2841                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
2842                 stype = ptr_state->stack[spi].slot_type;
2843                 if (stype[slot % BPF_REG_SIZE] != STACK_ZERO)
2844                         break;
2845                 zeros++;
2846         }
2847         if (zeros == max_off - min_off) {
2848                 /* any access_size read into register is zero extended,
2849                  * so the whole register == const_zero
2850                  */
2851                 __mark_reg_const_zero(&state->regs[dst_regno]);
2852                 /* backtracking doesn't support STACK_ZERO yet,
2853                  * so mark it precise here, so that later
2854                  * backtracking can stop here.
2855                  * Backtracking may not need this if this register
2856                  * doesn't participate in pointer adjustment.
2857                  * Forward propagation of precise flag is not
2858                  * necessary either. This mark is only to stop
2859                  * backtracking. Any register that contributed
2860                  * to const 0 was marked precise before spill.
2861                  */
2862                 state->regs[dst_regno].precise = true;
2863         } else {
2864                 /* have read misc data from the stack */
2865                 mark_reg_unknown(env, state->regs, dst_regno);
2866         }
2867         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2868 }
2869
2870 /* Read the stack at 'off' and put the results into the register indicated by
2871  * 'dst_regno'. It handles reg filling if the addressed stack slot is a
2872  * spilled reg.
2873  *
2874  * 'dst_regno' can be -1, meaning that the read value is not going to a
2875  * register.
2876  *
2877  * The access is assumed to be within the current stack bounds.
2878  */
2879 static int check_stack_read_fixed_off(struct bpf_verifier_env *env,
2880                                       /* func where src register points to */
2881                                       struct bpf_func_state *reg_state,
2882                                       int off, int size, int dst_regno)
2883 {
2884         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
2885         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
2886         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE;
2887         struct bpf_reg_state *reg;
2888         u8 *stype;
2889
2890         stype = reg_state->stack[spi].slot_type;
2891         reg = &reg_state->stack[spi].spilled_ptr;
2892
2893         if (stype[0] == STACK_SPILL) {
2894                 if (size != BPF_REG_SIZE) {
2895                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2896                                 verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
2897                                 verbose(env, "invalid size of register fill\n");
2898                                 return -EACCES;
2899                         }
2900                         if (dst_regno >= 0) {
2901                                 mark_reg_unknown(env, state->regs, dst_regno);
2902                                 state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2903                         }
2904                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
2905                         return 0;
2906                 }
2907                 for (i = 1; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
2908                         if (stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] != STACK_SPILL) {
2909                                 verbose(env, "corrupted spill memory\n");
2910                                 return -EACCES;
2911                         }
2912                 }
2913
2914                 if (dst_regno >= 0) {
2915                         /* restore register state from stack */
2916                         state->regs[dst_regno] = *reg;
2917                         /* mark reg as written since spilled pointer state likely
2918                          * has its liveness marks cleared by is_state_visited()
2919                          * which resets stack/reg liveness for state transitions
2920                          */
2921                         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2922                 } else if (__is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg)) {
2923                         /* If dst_regno==-1, the caller is asking us whether
2924                          * it is acceptable to use this value as a SCALAR_VALUE
2925                          * (e.g. for XADD).
2926                          * We must not allow unprivileged callers to do that
2927                          * with spilled pointers.
2928                          */
2929                         verbose(env, "leaking pointer from stack off %d\n",
2930                                 off);
2931                         return -EACCES;
2932                 }
2933                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
2934         } else {
2935                 u8 type;
2936
2937                 for (i = 0; i < size; i++) {
2938                         type = stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE];
2939                         if (type == STACK_MISC)
2940                                 continue;
2941                         if (type == STACK_ZERO)
2942                                 continue;
2943                         verbose(env, "invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
2944                                 off, i, size);
2945                         return -EACCES;
2946                 }
2947                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
2948                 if (dst_regno >= 0)
2949                         mark_reg_stack_read(env, reg_state, off, off + size, dst_regno);
2950         }
2951         return 0;
2952 }
2953
2954 enum stack_access_src {
2955         ACCESS_DIRECT = 1,  /* the access is performed by an instruction */
2956         ACCESS_HELPER = 2,  /* the access is performed by a helper */
2957 };
2958
2959 static int check_stack_range_initialized(struct bpf_verifier_env *env,
2960                                          int regno, int off, int access_size,
2961                                          bool zero_size_allowed,
2962                                          enum stack_access_src type,
2963                                          struct bpf_call_arg_meta *meta);
2964
2965 static struct bpf_reg_state *reg_state(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
2966 {
2967         return cur_regs(env) + regno;
2968 }
2969
2970 /* Read the stack at 'ptr_regno + off' and put the result into the register
2971  * 'dst_regno'.
2972  * 'off' includes the pointer register's fixed offset(i.e. 'ptr_regno.off'),
2973  * but not its variable offset.
2974  * 'size' is assumed to be <= reg size and the access is assumed to be aligned.
2975  *
2976  * As opposed to check_stack_read_fixed_off, this function doesn't deal with
2977  * filling registers (i.e. reads of spilled register cannot be detected when
2978  * the offset is not fixed). We conservatively mark 'dst_regno' as containing
2979  * SCALAR_VALUE. That's why we assert that the 'ptr_regno' has a variable
2980  * offset; for a fixed offset check_stack_read_fixed_off should be used
2981  * instead.
2982  */
2983 static int check_stack_read_var_off(struct bpf_verifier_env *env,
2984                                     int ptr_regno, int off, int size, int dst_regno)
2985 {
2986         /* The state of the source register. */
2987         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
2988         struct bpf_func_state *ptr_state = func(env, reg);
2989         int err;
2990         int min_off, max_off;
2991
2992         /* Note that we pass a NULL meta, so raw access will not be permitted.
2993          */
2994         err = check_stack_range_initialized(env, ptr_regno, off, size,
2995                                             false, ACCESS_DIRECT, NULL);
2996         if (err)
2997                 return err;
2998
2999         min_off = reg->smin_value + off;
3000         max_off = reg->smax_value + off;
3001         mark_reg_stack_read(env, ptr_state, min_off, max_off + size, dst_regno);
3002         return 0;
3003 }
3004
3005 /* check_stack_read dispatches to check_stack_read_fixed_off or
3006  * check_stack_read_var_off.
3007  *
3008  * The caller must ensure that the offset falls within the allocated stack
3009  * bounds.
3010  *
3011  * 'dst_regno' is a register which will receive the value from the stack. It
3012  * can be -1, meaning that the read value is not going to a register.
3013  */
3014 static int check_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
3015                             int ptr_regno, int off, int size,
3016                             int dst_regno)
3017 {
3018         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
3019         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
3020         int err;
3021         /* Some accesses are only permitted with a static offset. */
3022         bool var_off = !tnum_is_const(reg->var_off);
3023
3024         /* The offset is required to be static when reads don't go to a
3025          * register, in order to not leak pointers (see
3026          * check_stack_read_fixed_off).
3027          */
3028         if (dst_regno < 0 && var_off) {
3029                 char tn_buf[48];
3030
3031                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3032                 verbose(env, "variable offset stack pointer cannot be passed into helper function; var_off=%s off=%d size=%d\n",
3033                         tn_buf, off, size);
3034                 return -EACCES;
3035         }
3036         /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for simplicity
3037          * since it requires corresponding support in Spectre masking for stack
3038          * ALU. See also retrieve_ptr_limit().
3039          */
3040         if (!env->bypass_spec_v1 && var_off) {
3041                 char tn_buf[48];
3042
3043                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3044                 verbose(env, "R%d variable offset stack access prohibited for !root, var_off=%s\n",
3045                                 ptr_regno, tn_buf);
3046                 return -EACCES;
3047         }
3048
3049         if (!var_off) {
3050                 off += reg->var_off.value;
3051                 err = check_stack_read_fixed_off(env, state, off, size,
3052                                                  dst_regno);
3053         } else {
3054                 /* Variable offset stack reads need more conservative handling
3055                  * than fixed offset ones. Note that dst_regno >= 0 on this
3056                  * branch.
3057                  */
3058                 err = check_stack_read_var_off(env, ptr_regno, off, size,
3059                                                dst_regno);
3060         }
3061         return err;
3062 }
3063
3064
3065 /* check_stack_write dispatches to check_stack_write_fixed_off or
3066  * check_stack_write_var_off.
3067  *
3068  * 'ptr_regno' is the register used as a pointer into the stack.
3069  * 'off' includes 'ptr_regno->off', but not its variable offset (if any).
3070  * 'value_regno' is the register whose value we're writing to the stack. It can
3071  * be -1, meaning that we're not writing from a register.
3072  *
3073  * The caller must ensure that the offset falls within the maximum stack size.
3074  */
3075 static int check_stack_write(struct bpf_verifier_env *env,
3076                              int ptr_regno, int off, int size,
3077                              int value_regno, int insn_idx)
3078 {
3079         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
3080         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
3081         int err;
3082
3083         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
3084                 off += reg->var_off.value;
3085                 err = check_stack_write_fixed_off(env, state, off, size,
3086                                                   value_regno, insn_idx);
3087         } else {
3088                 /* Variable offset stack reads need more conservative handling
3089                  * than fixed offset ones.
3090                  */
3091                 err = check_stack_write_var_off(env, state,
3092                                                 ptr_regno, off, size,
3093                                                 value_regno, insn_idx);
3094         }
3095         return err;
3096 }
3097
3098 static int check_map_access_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
3099                                  int off, int size, enum bpf_access_type type)
3100 {
3101         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
3102         struct bpf_map *map = regs[regno].map_ptr;
3103         u32 cap = bpf_map_flags_to_cap(map);
3104
3105         if (type == BPF_WRITE && !(cap & BPF_MAP_CAN_WRITE)) {
3106                 verbose(env, "write into map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
3107                         map->value_size, off, size);
3108                 return -EACCES;
3109         }
3110
3111         if (type == BPF_READ && !(cap & BPF_MAP_CAN_READ)) {
3112                 verbose(env, "read from map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
3113                         map->value_size, off, size);
3114                 return -EACCES;
3115         }
3116
3117         return 0;
3118 }
3119
3120 /* check read/write into memory region (e.g., map value, ringbuf sample, etc) */
3121 static int __check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
3122                               int off, int size, u32 mem_size,
3123                               bool zero_size_allowed)
3124 {
3125         bool size_ok = size > 0 || (size == 0 && zero_size_allowed);
3126         struct bpf_reg_state *reg;
3127
3128         if (off >= 0 && size_ok && (u64)off + size <= mem_size)
3129                 return 0;
3130
3131         reg = &cur_regs(env)[regno];
3132         switch (reg->type) {
3133         case PTR_TO_MAP_KEY:
3134                 verbose(env, "invalid access to map key, key_size=%d off=%d size=%d\n",
3135                         mem_size, off, size);
3136                 break;
3137         case PTR_TO_MAP_VALUE:
3138                 verbose(env, "invalid access to map value, value_size=%d off=%d size=%d\n",
3139                         mem_size, off, size);
3140                 break;
3141         case PTR_TO_PACKET:
3142         case PTR_TO_PACKET_META:
3143         case PTR_TO_PACKET_END:
3144                 verbose(env, "invalid access to packet, off=%d size=%d, R%d(id=%d,off=%d,r=%d)\n",
3145                         off, size, regno, reg->id, off, mem_size);
3146                 break;
3147         case PTR_TO_MEM:
3148         default:
3149                 verbose(env, "invalid access to memory, mem_size=%u off=%d size=%d\n",
3150                         mem_size, off, size);
3151         }
3152
3153         return -EACCES;
3154 }
3155
3156 /* check read/write into a memory region with possible variable offset */
3157 static int check_mem_region_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
3158                                    int off, int size, u32 mem_size,
3159                                    bool zero_size_allowed)
3160 {
3161         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
3162         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
3163         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
3164         int err;
3165
3166         /* We may have adjusted the register pointing to memory region, so we
3167          * need to try adding each of min_value and max_value to off
3168          * to make sure our theoretical access will be safe.
3169          */
3170         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
3171                 print_verifier_state(env, state);
3172
3173         /* The minimum value is only important with signed
3174          * comparisons where we can't assume the floor of a
3175          * value is 0.  If we are using signed variables for our
3176          * index'es we need to make sure that whatever we use
3177          * will have a set floor within our range.
3178          */
3179         if (reg->smin_value < 0 &&
3180             (reg->smin_value == S64_MIN ||
3181              (off + reg->smin_value != (s64)(s32)(off + reg->smin_value)) ||
3182               reg->smin_value + off < 0)) {
3183                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
3184                         regno);
3185                 return -EACCES;
3186         }
3187         err = __check_mem_access(env, regno, reg->smin_value + off, size,
3188                                  mem_size, zero_size_allowed);
3189         if (err) {
3190                 verbose(env, "R%d min value is outside of the allowed memory range\n",
3191                         regno);
3192                 return err;
3193         }
3194
3195         /* If we haven't set a max value then we need to bail since we can't be
3196          * sure we won't do bad things.
3197          * If reg->umax_value + off could overflow, treat that as unbounded too.
3198          */
3199         if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
3200                 verbose(env, "R%d unbounded memory access, make sure to bounds check any such access\n",
3201                         regno);
3202                 return -EACCES;
3203         }
3204         err = __check_mem_access(env, regno, reg->umax_value + off, size,
3205                                  mem_size, zero_size_allowed);
3206         if (err) {
3207                 verbose(env, "R%d max value is outside of the allowed memory range\n",
3208                         regno);
3209                 return err;
3210         }
3211
3212         return 0;
3213 }
3214
3215 /* check read/write into a map element with possible variable offset */
3216 static int check_map_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
3217                             int off, int size, bool zero_size_allowed)
3218 {
3219         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
3220         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
3221         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
3222         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
3223         int err;
3224
3225         err = check_mem_region_access(env, regno, off, size, map->value_size,
3226                                       zero_size_allowed);
3227         if (err)
3228                 return err;
3229
3230         if (map_value_has_spin_lock(map)) {
3231                 u32 lock = map->spin_lock_off;
3232
3233                 /* if any part of struct bpf_spin_lock can be touched by
3234                  * load/store reject this program.
3235                  * To check that [x1, x2) overlaps with [y1, y2)
3236                  * it is sufficient to check x1 < y2 && y1 < x2.
3237                  */
3238                 if (reg->smin_value + off < lock + sizeof(struct bpf_spin_lock) &&
3239                      lock < reg->umax_value + off + size) {
3240                         verbose(env, "bpf_spin_lock cannot be accessed directly by load/store\n");
3241                         return -EACCES;
3242                 }
3243         }
3244         return err;
3245 }
3246
3247 #define MAX_PACKET_OFF 0xffff
3248
3249 static enum bpf_prog_type resolve_prog_type(struct bpf_prog *prog)
3250 {
3251         return prog->aux->dst_prog ? prog->aux->dst_prog->type : prog->type;
3252 }
3253
3254 static bool may_access_direct_pkt_data(struct bpf_verifier_env *env,
3255                                        const struct bpf_call_arg_meta *meta,
3256                                        enum bpf_access_type t)
3257 {
3258         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
3259
3260         switch (prog_type) {
3261         /* Program types only with direct read access go here! */
3262         case BPF_PROG_TYPE_LWT_IN:
3263         case BPF_PROG_TYPE_LWT_OUT:
3264         case BPF_PROG_TYPE_LWT_SEG6LOCAL:
3265         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
3266         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
3267         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
3268                 if (t == BPF_WRITE)
3269                         return false;
3270                 fallthrough;
3271
3272         /* Program types with direct read + write access go here! */
3273         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
3274         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
3275         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
3276         case BPF_PROG_TYPE_LWT_XMIT:
3277         case BPF_PROG_TYPE_SK_SKB:
3278         case BPF_PROG_TYPE_SK_MSG:
3279                 if (meta)
3280                         return meta->pkt_access;
3281
3282                 env->seen_direct_write = true;
3283                 return true;
3284
3285         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
3286                 if (t == BPF_WRITE)
3287                         env->seen_direct_write = true;
3288
3289                 return true;
3290
3291         default:
3292                 return false;
3293         }
3294 }
3295
3296 static int check_packet_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno, int off,
3297                                int size, bool zero_size_allowed)
3298 {
3299         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
3300         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
3301         int err;
3302
3303         /* We may have added a variable offset to the packet pointer; but any
3304          * reg->range we have comes after that.  We are only checking the fixed
3305          * offset.
3306          */
3307
3308         /* We don't allow negative numbers, because we aren't tracking enough
3309          * detail to prove they're safe.
3310          */
3311         if (reg->smin_value < 0) {
3312                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
3313                         regno);
3314                 return -EACCES;
3315         }
3316
3317         err = reg->range < 0 ? -EINVAL :
3318               __check_mem_access(env, regno, off, size, reg->range,
3319                                  zero_size_allowed);
3320         if (err) {
3321                 verbose(env, "R%d offset is outside of the packet\n", regno);
3322                 return err;
3323         }
3324
3325         /* __check_mem_access has made sure "off + size - 1" is within u16.
3326          * reg->umax_value can't be bigger than MAX_PACKET_OFF which is 0xffff,
3327          * otherwise find_good_pkt_pointers would have refused to set range info
3328          * that __check_mem_access would have rejected this pkt access.
3329          * Therefore, "off + reg->umax_value + size - 1" won't overflow u32.
3330          */
3331         env->prog->aux->max_pkt_offset =
3332                 max_t(u32, env->prog->aux->max_pkt_offset,
3333                       off + reg->umax_value + size - 1);
3334
3335         return err;
3336 }
3337
3338 /* check access to 'struct bpf_context' fields.  Supports fixed offsets only */
3339 static int check_ctx_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, int off, int size,
3340                             enum bpf_access_type t, enum bpf_reg_type *reg_type,
3341                             struct btf **btf, u32 *btf_id)
3342 {
3343         struct bpf_insn_access_aux info = {
3344                 .reg_type = *reg_type,
3345                 .log = &env->log,
3346         };
3347
3348         if (env->ops->is_valid_access &&
3349             env->ops->is_valid_access(off, size, t, env->prog, &info)) {
3350                 /* A non zero info.ctx_field_size indicates that this field is a
3351                  * candidate for later verifier transformation to load the whole
3352                  * field and then apply a mask when accessed with a narrower
3353                  * access than actual ctx access size. A zero info.ctx_field_size
3354                  * will only allow for whole field access and rejects any other
3355                  * type of narrower access.
3356                  */
3357                 *reg_type = info.reg_type;
3358
3359                 if (*reg_type == PTR_TO_BTF_ID || *reg_type == PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL) {
3360                         *btf = info.btf;
3361                         *btf_id = info.btf_id;
3362                 } else {
3363                         env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size = info.ctx_field_size;
3364                 }
3365                 /* remember the offset of last byte accessed in ctx */
3366                 if (env->prog->aux->max_ctx_offset < off + size)
3367                         env->prog->aux->max_ctx_offset = off + size;
3368                 return 0;
3369         }
3370
3371         verbose(env, "invalid bpf_context access off=%d size=%d\n", off, size);
3372         return -EACCES;
3373 }
3374
3375 static int check_flow_keys_access(struct bpf_verifier_env *env, int off,
3376                                   int size)
3377 {
3378         if (size < 0 || off < 0 ||
3379             (u64)off + size > sizeof(struct bpf_flow_keys)) {
3380                 verbose(env, "invalid access to flow keys off=%d size=%d\n",
3381                         off, size);
3382                 return -EACCES;
3383         }
3384         return 0;
3385 }
3386
3387 static int check_sock_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx,
3388                              u32 regno, int off, int size,
3389                              enum bpf_access_type t)
3390 {
3391         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
3392         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
3393         struct bpf_insn_access_aux info = {};
3394         bool valid;
3395
3396         if (reg->smin_value < 0) {
3397                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
3398                         regno);
3399                 return -EACCES;
3400         }
3401
3402         switch (reg->type) {
3403         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
3404                 valid = bpf_sock_common_is_valid_access(off, size, t, &info);
3405                 break;
3406         case PTR_TO_SOCKET:
3407                 valid = bpf_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
3408                 break;
3409         case PTR_TO_TCP_SOCK:
3410                 valid = bpf_tcp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
3411                 break;
3412         case PTR_TO_XDP_SOCK:
3413                 valid = bpf_xdp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
3414                 break;
3415         default:
3416                 valid = false;
3417         }
3418
3419
3420         if (valid) {
3421                 env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size =
3422                         info.ctx_field_size;
3423                 return 0;
3424         }
3425
3426         verbose(env, "R%d invalid %s access off=%d size=%d\n",
3427                 regno, reg_type_str[reg->type], off, size);
3428
3429         return -EACCES;
3430 }
3431
3432 static bool is_pointer_value(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
3433 {
3434         return __is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg_state(env, regno));
3435 }
3436
3437 static bool is_ctx_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
3438 {
3439         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
3440
3441         return reg->type == PTR_TO_CTX;
3442 }
3443
3444 static bool is_sk_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
3445 {
3446         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
3447
3448         return type_is_sk_pointer(reg->type);
3449 }
3450
3451 static bool is_pkt_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
3452 {
3453         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
3454
3455         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
3456 }
3457
3458 static bool is_flow_key_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
3459 {
3460         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
3461
3462         /* Separate to is_ctx_reg() since we still want to allow BPF_ST here. */
3463         return reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS;
3464 }
3465
3466 static int check_pkt_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
3467                                    const struct bpf_reg_state *reg,
3468                                    int off, int size, bool strict)
3469 {
3470         struct tnum reg_off;
3471         int ip_align;
3472
3473         /* Byte size accesses are always allowed. */
3474         if (!strict || size == 1)
3475                 return 0;
3476
3477         /* For platforms that do not have a Kconfig enabling
3478          * CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS the value of
3479          * NET_IP_ALIGN is universally set to '2'.  And on platforms
3480          * that do set CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS, we get
3481          * to this code only in strict mode where we want to emulate
3482          * the NET_IP_ALIGN==2 checking.  Therefore use an
3483          * unconditional IP align value of '2'.
3484          */
3485         ip_align = 2;
3486
3487         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(ip_align + reg->off + off));
3488         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
3489                 char tn_buf[48];
3490
3491                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3492                 verbose(env,
3493                         "misaligned packet access off %d+%s+%d+%d size %d\n",
3494                         ip_align, tn_buf, reg->off, off, size);
3495                 return -EACCES;
3496         }
3497
3498         return 0;
3499 }
3500
3501 static int check_generic_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
3502                                        const struct bpf_reg_state *reg,
3503                                        const char *pointer_desc,
3504                                        int off, int size, bool strict)
3505 {
3506         struct tnum reg_off;
3507
3508         /* Byte size accesses are always allowed. */
3509         if (!strict || size == 1)
3510                 return 0;
3511
3512         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(reg->off + off));
3513         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
3514                 char tn_buf[48];
3515
3516                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3517                 verbose(env, "misaligned %saccess off %s+%d+%d size %d\n",
3518                         pointer_desc, tn_buf, reg->off, off, size);
3519                 return -EACCES;
3520         }
3521
3522         return 0;
3523 }
3524
3525 static int check_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
3526                                const struct bpf_reg_state *reg, int off,
3527                                int size, bool strict_alignment_once)
3528 {
3529         bool strict = env->strict_alignment || strict_alignment_once;
3530         const char *pointer_desc = "";
3531
3532         switch (reg->type) {
3533         case PTR_TO_PACKET:
3534         case PTR_TO_PACKET_META:
3535                 /* Special case, because of NET_IP_ALIGN. Given metadata sits
3536                  * right in front, treat it the very same way.
3537                  */
3538                 return check_pkt_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict);
3539         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
3540                 pointer_desc = "flow keys ";
3541                 break;
3542         case PTR_TO_MAP_KEY:
3543                 pointer_desc = "key ";
3544                 break;
3545         case PTR_TO_MAP_VALUE:
3546                 pointer_desc = "value ";
3547                 break;
3548         case PTR_TO_CTX:
3549                 pointer_desc = "context ";
3550                 break;
3551         case PTR_TO_STACK:
3552                 pointer_desc = "stack ";
3553                 /* The stack spill tracking logic in check_stack_write_fixed_off()
3554                  * and check_stack_read_fixed_off() relies on stack accesses being
3555                  * aligned.
3556                  */
3557                 strict = true;
3558                 break;
3559         case PTR_TO_SOCKET:
3560                 pointer_desc = "sock ";
3561                 break;
3562         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
3563                 pointer_desc = "sock_common ";
3564                 break;
3565         case PTR_TO_TCP_SOCK:
3566                 pointer_desc = "tcp_sock ";
3567                 break;
3568         case PTR_TO_XDP_SOCK:
3569                 pointer_desc = "xdp_sock ";
3570                 break;
3571         default:
3572                 break;
3573         }
3574         return check_generic_ptr_alignment(env, reg, pointer_desc, off, size,
3575                                            strict);
3576 }
3577
3578 static int update_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
3579                               const struct bpf_func_state *func,
3580                               int off)
3581 {
3582         u16 stack = env->subprog_info[func->subprogno].stack_depth;
3583
3584         if (stack >= -off)
3585                 return 0;
3586
3587         /* update known max for given subprogram */
3588         env->subprog_info[func->subprogno].stack_depth = -off;
3589         return 0;
3590 }
3591
3592 /* starting from main bpf function walk all instructions of the function
3593  * and recursively walk all callees that given function can call.
3594  * Ignore jump and exit insns.
3595  * Since recursion is prevented by check_cfg() this algorithm
3596  * only needs a local stack of MAX_CALL_FRAMES to remember callsites
3597  */
3598 static int check_max_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env)
3599 {
3600         int depth = 0, frame = 0, idx = 0, i = 0, subprog_end;
3601         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
3602         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
3603         bool tail_call_reachable = false;
3604         int ret_insn[MAX_CALL_FRAMES];
3605         int ret_prog[MAX_CALL_FRAMES];
3606         int j;
3607
3608 process_func:
3609         /* protect against potential stack overflow that might happen when
3610          * bpf2bpf calls get combined with tailcalls. Limit the caller's stack
3611          * depth for such case down to 256 so that the worst case scenario
3612          * would result in 8k stack size (32 which is tailcall limit * 256 =
3613          * 8k).
3614          *
3615          * To get the idea what might happen, see an example:
3616          * func1 -> sub rsp, 128
3617          *  subfunc1 -> sub rsp, 256
3618          *  tailcall1 -> add rsp, 256
3619          *   func2 -> sub rsp, 192 (total stack size = 128 + 192 = 320)
3620          *   subfunc2 -> sub rsp, 64
3621          *   subfunc22 -> sub rsp, 128
3622          *   tailcall2 -> add rsp, 128
3623          *    func3 -> sub rsp, 32 (total stack size 128 + 192 + 64 + 32 = 416)
3624          *
3625          * tailcall will unwind the current stack frame but it will not get rid
3626          * of caller's stack as shown on the example above.
3627          */
3628         if (idx && subprog[idx].has_tail_call && depth >= 256) {
3629                 verbose(env,
3630                         "tail_calls are not allowed when call stack of previous frames is %d bytes. Too large\n",
3631                         depth);
3632                 return -EACCES;
3633         }
3634         /* round up to 32-bytes, since this is granularity
3635          * of interpreter stack size
3636          */
3637         depth += round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
3638         if (depth > MAX_BPF_STACK) {
3639                 verbose(env, "combined stack size of %d calls is %d. Too large\n",
3640                         frame + 1, depth);
3641                 return -EACCES;
3642         }
3643 continue_func:
3644         subprog_end = subprog[idx + 1].start;
3645         for (; i < subprog_end; i++) {
3646                 if (!bpf_pseudo_call(insn + i) && !bpf_pseudo_func(insn + i))
3647                         continue;
3648                 /* remember insn and function to return to */
3649                 ret_insn[frame] = i + 1;
3650                 ret_prog[frame] = idx;
3651
3652                 /* find the callee */
3653                 i = i + insn[i].imm + 1;
3654                 idx = find_subprog(env, i);
3655                 if (idx < 0) {
3656                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
3657                                   i);
3658                         return -EFAULT;
3659                 }
3660
3661                 if (subprog[idx].has_tail_call)
3662                         tail_call_reachable = true;
3663
3664                 frame++;
3665                 if (frame >= MAX_CALL_FRAMES) {
3666                         verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep !\n",
3667                                 frame);
3668                         return -E2BIG;
3669                 }
3670                 goto process_func;
3671         }
3672         /* if tail call got detected across bpf2bpf calls then mark each of the
3673          * currently present subprog frames as tail call reachable subprogs;
3674          * this info will be utilized by JIT so that we will be preserving the
3675          * tail call counter throughout bpf2bpf calls combined with tailcalls
3676          */
3677         if (tail_call_reachable)
3678                 for (j = 0; j < frame; j++)
3679                         subprog[ret_prog[j]].tail_call_reachable = true;
3680
3681         /* end of for() loop means the last insn of the 'subprog'
3682          * was reached. Doesn't matter whether it was JA or EXIT
3683          */
3684         if (frame == 0)
3685                 return 0;
3686         depth -= round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
3687         frame--;
3688         i = ret_insn[frame];
3689         idx = ret_prog[frame];
3690         goto continue_func;
3691 }
3692
3693 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
3694 static int get_callee_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
3695                                   const struct bpf_insn *insn, int idx)
3696 {
3697         int start = idx + insn->imm + 1, subprog;
3698
3699         subprog = find_subprog(env, start);
3700         if (subprog < 0) {
3701                 WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
3702                           start);
3703                 return -EFAULT;
3704         }
3705         return env->subprog_info[subprog].stack_depth;
3706 }
3707 #endif
3708
3709 int check_ctx_reg(struct bpf_verifier_env *env,
3710                   const struct bpf_reg_state *reg, int regno)
3711 {
3712         /* Access to ctx or passing it to a helper is only allowed in
3713          * its original, unmodified form.
3714          */
3715
3716         if (reg->off) {
3717                 verbose(env, "dereference of modified ctx ptr R%d off=%d disallowed\n",
3718                         regno, reg->off);
3719                 return -EACCES;
3720         }
3721
3722         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
3723                 char tn_buf[48];
3724
3725                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3726                 verbose(env, "variable ctx access var_off=%s disallowed\n", tn_buf);
3727                 return -EACCES;
3728         }
3729
3730         return 0;
3731 }
3732
3733 static int __check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
3734                                  const char *buf_info,
3735                                  const struct bpf_reg_state *reg,
3736                                  int regno, int off, int size)
3737 {
3738         if (off < 0) {
3739                 verbose(env,
3740                         "R%d invalid %s buffer access: off=%d, size=%d\n",
3741                         regno, buf_info, off, size);
3742                 return -EACCES;
3743         }
3744         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
3745                 char tn_buf[48];
3746
3747                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3748                 verbose(env,
3749                         "R%d invalid variable buffer offset: off=%d, var_off=%s\n",
3750                         regno, off, tn_buf);
3751                 return -EACCES;
3752         }
3753
3754         return 0;
3755 }
3756
3757 static int check_tp_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
3758                                   const struct bpf_reg_state *reg,
3759                                   int regno, int off, int size)
3760 {
3761         int err;
3762
3763         err = __check_buffer_access(env, "tracepoint", reg, regno, off, size);
3764         if (err)
3765                 return err;
3766
3767         if (off + size > env->prog->aux->max_tp_access)
3768                 env->prog->aux->max_tp_access = off + size;
3769
3770         return 0;
3771 }
3772
3773 static int check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
3774                                const struct bpf_reg_state *reg,
3775                                int regno, int off, int size,
3776                                bool zero_size_allowed,
3777                                const char *buf_info,
3778                                u32 *max_access)
3779 {
3780         int err;
3781
3782         err = __check_buffer_access(env, buf_info, reg, regno, off, size);
3783         if (err)
3784                 return err;
3785
3786         if (off + size > *max_access)
3787                 *max_access = off + size;
3788
3789         return 0;
3790 }
3791
3792 /* BPF architecture zero extends alu32 ops into 64-bit registesr */
3793 static void zext_32_to_64(struct bpf_reg_state *reg)
3794 {
3795         reg->var_off = tnum_subreg(reg->var_off);
3796         __reg_assign_32_into_64(reg);
3797 }
3798
3799 /* truncate register to smaller size (in bytes)
3800  * must be called with size < BPF_REG_SIZE
3801  */
3802 static void coerce_reg_to_size(struct bpf_reg_state *reg, int size)
3803 {
3804         u64 mask;
3805
3806         /* clear high bits in bit representation */
3807         reg->var_off = tnum_cast(reg->var_off, size);
3808
3809         /* fix arithmetic bounds */
3810         mask = ((u64)1 << (size * 8)) - 1;
3811         if ((reg->umin_value & ~mask) == (reg->umax_value & ~mask)) {
3812                 reg->umin_value &= mask;
3813                 reg->umax_value &= mask;
3814         } else {
3815                 reg->umin_value = 0;
3816                 reg->umax_value = mask;
3817         }
3818         reg->smin_value = reg->umin_value;
3819         reg->smax_value = reg->umax_value;
3820
3821         /* If size is smaller than 32bit register the 32bit register
3822          * values are also truncated so we push 64-bit bounds into
3823          * 32-bit bounds. Above were truncated < 32-bits already.
3824          */
3825         if (size >= 4)
3826                 return;
3827         __reg_combine_64_into_32(reg);
3828 }
3829
3830 static bool bpf_map_is_rdonly(const struct bpf_map *map)
3831 {
3832         return (map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) && map->frozen;
3833 }
3834
3835 static int bpf_map_direct_read(struct bpf_map *map, int off, int size, u64 *val)
3836 {
3837         void *ptr;
3838         u64 addr;
3839         int err;
3840
3841         err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
3842         if (err)
3843                 return err;
3844         ptr = (void *)(long)addr + off;
3845
3846         switch (size) {
3847         case sizeof(u8):
3848                 *val = (u64)*(u8 *)ptr;
3849                 break;
3850         case sizeof(u16):
3851                 *val = (u64)*(u16 *)ptr;
3852                 break;
3853         case sizeof(u32):
3854                 *val = (u64)*(u32 *)ptr;
3855                 break;
3856         case sizeof(u64):
3857                 *val = *(u64 *)ptr;
3858                 break;
3859         default:
3860                 return -EINVAL;
3861         }
3862         return 0;
3863 }
3864
3865 static int check_ptr_to_btf_access(struct bpf_verifier_env *env,
3866                                    struct bpf_reg_state *regs,
3867                                    int regno, int off, int size,
3868                                    enum bpf_access_type atype,
3869                                    int value_regno)
3870 {
3871         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
3872         const struct btf_type *t = btf_type_by_id(reg->btf, reg->btf_id);
3873         const char *tname = btf_name_by_offset(reg->btf, t->name_off);
3874         u32 btf_id;
3875         int ret;
3876
3877         if (off < 0) {
3878                 verbose(env,
3879                         "R%d is ptr_%s invalid negative access: off=%d\n",
3880                         regno, tname, off);
3881                 return -EACCES;
3882         }
3883         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
3884                 char tn_buf[48];
3885
3886                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3887                 verbose(env,
3888                         "R%d is ptr_%s invalid variable offset: off=%d, var_off=%s\n",
3889                         regno, tname, off, tn_buf);
3890                 return -EACCES;
3891         }
3892
3893         if (env->ops->btf_struct_access) {
3894                 ret = env->ops->btf_struct_access(&env->log, reg->btf, t,
3895                                                   off, size, atype, &btf_id);
3896         } else {
3897                 if (atype != BPF_READ) {
3898                         verbose(env, "only read is supported\n");
3899                         return -EACCES;
3900                 }
3901
3902                 ret = btf_struct_access(&env->log, reg->btf, t, off, size,
3903                                         atype, &btf_id);
3904         }
3905
3906         if (ret < 0)
3907                 return ret;
3908
3909         if (atype == BPF_READ && value_regno >= 0)
3910                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, reg->btf, btf_id);
3911
3912         return 0;
3913 }
3914
3915 static int check_ptr_to_map_access(struct bpf_verifier_env *env,
3916                                    struct bpf_reg_state *regs,
3917                                    int regno, int off, int size,
3918                                    enum bpf_access_type atype,
3919                                    int value_regno)
3920 {
3921         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
3922         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
3923         const struct btf_type *t;
3924         const char *tname;
3925         u32 btf_id;
3926         int ret;
3927
3928         if (!btf_vmlinux) {
3929                 verbose(env, "map_ptr access not supported without CONFIG_DEBUG_INFO_BTF\n");
3930                 return -ENOTSUPP;
3931         }
3932
3933         if (!map->ops->map_btf_id || !*map->ops->map_btf_id) {
3934                 verbose(env, "map_ptr access not supported for map type %d\n",
3935                         map->map_type);
3936                 return -ENOTSUPP;
3937         }
3938
3939         t = btf_type_by_id(btf_vmlinux, *map->ops->map_btf_id);
3940         tname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, t->name_off);
3941
3942         if (!env->allow_ptr_to_map_access) {
3943                 verbose(env,
3944                         "%s access is allowed only to CAP_PERFMON and CAP_SYS_ADMIN\n",
3945                         tname);
3946                 return -EPERM;
3947         }
3948
3949         if (off < 0) {
3950                 verbose(env, "R%d is %s invalid negative access: off=%d\n",
3951                         regno, tname, off);
3952                 return -EACCES;
3953         }
3954
3955         if (atype != BPF_READ) {
3956                 verbose(env, "only read from %s is supported\n", tname);
3957                 return -EACCES;
3958         }
3959
3960         ret = btf_struct_access(&env->log, btf_vmlinux, t, off, size, atype, &btf_id);
3961         if (ret < 0)
3962                 return ret;
3963
3964         if (value_regno >= 0)
3965                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, btf_vmlinux, btf_id);
3966
3967         return 0;
3968 }
3969
3970 /* Check that the stack access at the given offset is within bounds. The
3971  * maximum valid offset is -1.
3972  *
3973  * The minimum valid offset is -MAX_BPF_STACK for writes, and
3974  * -state->allocated_stack for reads.
3975  */
3976 static int check_stack_slot_within_bounds(int off,
3977                                           struct bpf_func_state *state,
3978                                           enum bpf_access_type t)
3979 {
3980         int min_valid_off;
3981
3982         if (t == BPF_WRITE)
3983                 min_valid_off = -MAX_BPF_STACK;
3984         else
3985                 min_valid_off = -state->allocated_stack;
3986
3987         if (off < min_valid_off || off > -1)
3988                 return -EACCES;
3989         return 0;
3990 }
3991
3992 /* Check that the stack access at 'regno + off' falls within the maximum stack
3993  * bounds.
3994  *
3995  * 'off' includes `regno->offset`, but not its dynamic part (if any).
3996  */
3997 static int check_stack_access_within_bounds(
3998                 struct bpf_verifier_env *env,
3999                 int regno, int off, int access_size,
4000                 enum stack_access_src src, enum bpf_access_type type)
4001 {
4002         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
4003         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
4004         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
4005         int min_off, max_off;
4006         int err;
4007         char *err_extra;
4008
4009         if (src == ACCESS_HELPER)
4010                 /* We don't know if helpers are reading or writing (or both). */
4011                 err_extra = " indirect access to";
4012         else if (type == BPF_READ)
4013                 err_extra = " read from";
4014         else
4015                 err_extra = " write to";
4016
4017         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
4018                 min_off = reg->var_off.value + off;
4019                 if (access_size > 0)
4020                         max_off = min_off + access_size - 1;
4021                 else
4022                         max_off = min_off;
4023         } else {
4024                 if (reg->smax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF ||
4025                     reg->smin_value <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
4026                         verbose(env, "invalid unbounded variable-offset%s stack R%d\n",
4027                                 err_extra, regno);
4028                         return -EACCES;
4029                 }
4030                 min_off = reg->smin_value + off;
4031                 if (access_size > 0)
4032                         max_off = reg->smax_value + off + access_size - 1;
4033                 else
4034                         max_off = min_off;
4035         }
4036
4037         err = check_stack_slot_within_bounds(min_off, state, type);
4038         if (!err)
4039                 err = check_stack_slot_within_bounds(max_off, state, type);
4040
4041         if (err) {
4042                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
4043                         verbose(env, "invalid%s stack R%d off=%d size=%d\n",
4044                                 err_extra, regno, off, access_size);
4045                 } else {
4046                         char tn_buf[48];
4047
4048                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4049                         verbose(env, "invalid variable-offset%s stack R%d var_off=%s size=%d\n",
4050                                 err_extra, regno, tn_buf, access_size);
4051                 }
4052         }
4053         return err;
4054 }
4055
4056 /* check whether memory at (regno + off) is accessible for t = (read | write)
4057  * if t==write, value_regno is a register which value is stored into memory
4058  * if t==read, value_regno is a register which will receive the value from memory
4059  * if t==write && value_regno==-1, some unknown value is stored into memory
4060  * if t==read && value_regno==-1, don't care what we read from memory
4061  */
4062 static int check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, u32 regno,
4063                             int off, int bpf_size, enum bpf_access_type t,
4064                             int value_regno, bool strict_alignment_once)
4065 {
4066         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
4067         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
4068         struct bpf_func_state *state;
4069         int size, err = 0;
4070
4071         size = bpf_size_to_bytes(bpf_size);
4072         if (size < 0)
4073                 return size;
4074
4075         /* alignment checks will add in reg->off themselves */
4076         err = check_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict_alignment_once);
4077         if (err)
4078                 return err;
4079
4080         /* for access checks, reg->off is just part of off */
4081         off += reg->off;
4082
4083         if (reg->type == PTR_TO_MAP_KEY) {
4084                 if (t == BPF_WRITE) {
4085                         verbose(env, "write to change key R%d not allowed\n", regno);
4086                         return -EACCES;
4087                 }
4088
4089                 err = check_mem_region_access(env, regno, off, size,
4090                                               reg->map_ptr->key_size, false);
4091                 if (err)
4092                         return err;
4093                 if (value_regno >= 0)
4094                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
4095         } else if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
4096                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
4097                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
4098                         verbose(env, "R%d leaks addr into map\n", value_regno);
4099                         return -EACCES;
4100                 }
4101                 err = check_map_access_type(env, regno, off, size, t);
4102                 if (err)
4103                         return err;
4104                 err = check_map_access(env, regno, off, size, false);
4105                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
4106                         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
4107
4108                         /* if map is read-only, track its contents as scalars */
4109                         if (tnum_is_const(reg->var_off) &&
4110                             bpf_map_is_rdonly(map) &&
4111                             map->ops->map_direct_value_addr) {
4112                                 int map_off = off + reg->var_off.value;
4113                                 u64 val = 0;
4114
4115                                 err = bpf_map_direct_read(map, map_off, size,
4116                                                           &val);
4117                                 if (err)
4118                                         return err;
4119
4120                                 regs[value_regno].type = SCALAR_VALUE;
4121                                 __mark_reg_known(&regs[value_regno], val);
4122                         } else {
4123                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
4124                         }
4125                 }
4126         } else if (reg->type == PTR_TO_MEM) {
4127                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
4128                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
4129                         verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", value_regno);
4130                         return -EACCES;
4131                 }
4132                 err = check_mem_region_access(env, regno, off, size,
4133                                               reg->mem_size, false);
4134                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
4135                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
4136         } else if (reg->type == PTR_TO_CTX) {
4137                 enum bpf_reg_type reg_type = SCALAR_VALUE;
4138                 struct btf *btf = NULL;
4139                 u32 btf_id = 0;
4140
4141                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
4142                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
4143                         verbose(env, "R%d leaks addr into ctx\n", value_regno);
4144                         return -EACCES;
4145                 }
4146
4147                 err = check_ctx_reg(env, reg, regno);
4148                 if (err < 0)
4149                         return err;
4150
4151                 err = check_ctx_access(env, insn_idx, off, size, t, &reg_type, &btf, &btf_id);
4152                 if (err)
4153                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
4154                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
4155                         /* ctx access returns either a scalar, or a
4156                          * PTR_TO_PACKET[_META,_END]. In the latter
4157                          * case, we know the offset is zero.
4158                          */
4159                         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
4160                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
4161                         } else {
4162                                 mark_reg_known_zero(env, regs,
4163                                                     value_regno);
4164                                 if (reg_type_may_be_null(reg_type))
4165                                         regs[value_regno].id = ++env->id_gen;
4166                                 /* A load of ctx field could have different
4167                                  * actual load size with the one encoded in the
4168                                  * insn. When the dst is PTR, it is for sure not
4169                                  * a sub-register.
4170                                  */
4171                                 regs[value_regno].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
4172                                 if (reg_type == PTR_TO_BTF_ID ||
4173                                     reg_type == PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL) {
4174                                         regs[value_regno].btf = btf;
4175                                         regs[value_regno].btf_id = btf_id;
4176                                 }
4177                         }
4178                         regs[value_regno].type = reg_type;
4179                 }
4180
4181         } else if (reg->type == PTR_TO_STACK) {
4182                 /* Basic bounds checks. */
4183                 err = check_stack_access_within_bounds(env, regno, off, size, ACCESS_DIRECT, t);
4184                 if (err)
4185                         return err;
4186
4187                 state = func(env, reg);
4188                 err = update_stack_depth(env, state, off);
4189                 if (err)
4190                         return err;
4191
4192                 if (t == BPF_READ)
4193                         err = check_stack_read(env, regno, off, size,
4194                                                value_regno);
4195                 else
4196                         err = check_stack_write(env, regno, off, size,
4197                                                 value_regno, insn_idx);
4198         } else if (reg_is_pkt_pointer(reg)) {
4199                 if (t == BPF_WRITE && !may_access_direct_pkt_data(env, NULL, t)) {
4200                         verbose(env, "cannot write into packet\n");
4201                         return -EACCES;
4202                 }
4203                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
4204                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
4205                         verbose(env, "R%d leaks addr into packet\n",
4206                                 value_regno);
4207                         return -EACCES;
4208                 }
4209                 err = check_packet_access(env, regno, off, size, false);
4210                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
4211                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
4212         } else if (reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS) {
4213                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
4214                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
4215                         verbose(env, "R%d leaks addr into flow keys\n",
4216                                 value_regno);
4217                         return -EACCES;
4218                 }
4219
4220                 err = check_flow_keys_access(env, off, size);
4221                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
4222                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
4223         } else if (type_is_sk_pointer(reg->type)) {
4224                 if (t == BPF_WRITE) {
4225                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
4226                                 regno, reg_type_str[reg->type]);
4227                         return -EACCES;
4228                 }
4229                 err = check_sock_access(env, insn_idx, regno, off, size, t);
4230                 if (!err && value_regno >= 0)
4231                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
4232         } else if (reg->type == PTR_TO_TP_BUFFER) {
4233                 err = check_tp_buffer_access(env, reg, regno, off, size);
4234                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
4235                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
4236         } else if (reg->type == PTR_TO_BTF_ID) {
4237                 err = check_ptr_to_btf_access(env, regs, regno, off, size, t,
4238                                               value_regno);
4239         } else if (reg->type == CONST_PTR_TO_MAP) {
4240                 err = check_ptr_to_map_access(env, regs, regno, off, size, t,
4241                                               value_regno);
4242         } else if (reg->type == PTR_TO_RDONLY_BUF) {
4243                 if (t == BPF_WRITE) {
4244                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
4245                                 regno, reg_type_str[reg->type]);
4246                         return -EACCES;
4247                 }
4248                 err = check_buffer_access(env, reg, regno, off, size, false,
4249                                           "rdonly",
4250                                           &env->prog->aux->max_rdonly_access);
4251                 if (!err && value_regno >= 0)
4252                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
4253         } else if (reg->type == PTR_TO_RDWR_BUF) {
4254                 err = check_buffer_access(env, reg, regno, off, size, false,
4255                                           "rdwr",
4256                                           &env->prog->aux->max_rdwr_access);
4257                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
4258                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
4259         } else {
4260                 verbose(env, "R%d invalid mem access '%s'\n", regno,
4261                         reg_type_str[reg->type]);
4262                 return -EACCES;
4263         }
4264
4265         if (!err && size < BPF_REG_SIZE && value_regno >= 0 && t == BPF_READ &&
4266             regs[value_regno].type == SCALAR_VALUE) {
4267                 /* b/h/w load zero-extends, mark upper bits as known 0 */
4268                 coerce_reg_to_size(&regs[value_regno], size);
4269         }
4270         return err;
4271 }
4272
4273 static int check_atomic(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, struct bpf_insn *insn)
4274 {
4275         int load_reg;
4276         int err;
4277
4278         switch (insn->imm) {
4279         case BPF_ADD:
4280         case BPF_ADD | BPF_FETCH:
4281         case BPF_AND:
4282         case BPF_AND | BPF_FETCH:
4283         case BPF_OR:
4284         case BPF_OR | BPF_FETCH:
4285         case BPF_XOR:
4286         case BPF_XOR | BPF_FETCH:
4287         case BPF_XCHG:
4288         case BPF_CMPXCHG:
4289                 break;
4290         default:
4291                 verbose(env, "BPF_ATOMIC uses invalid atomic opcode %02x\n", insn->imm);
4292                 return -EINVAL;
4293         }
4294
4295         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_W && BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
4296                 verbose(env, "invalid atomic operand size\n");
4297                 return -EINVAL;
4298         }
4299
4300         /* check src1 operand */
4301         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
4302         if (err)
4303                 return err;
4304
4305         /* check src2 operand */
4306         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
4307         if (err)
4308                 return err;
4309
4310         if (insn->imm == BPF_CMPXCHG) {
4311                 /* Check comparison of R0 with memory location */
4312                 err = check_reg_arg(env, BPF_REG_0, SRC_OP);
4313                 if (err)
4314                         return err;
4315         }
4316
4317         if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
4318                 verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", insn->src_reg);
4319                 return -EACCES;
4320         }
4321
4322         if (is_ctx_reg(env, insn->dst_reg) ||
4323             is_pkt_reg(env, insn->dst_reg) ||
4324             is_flow_key_reg(env, insn->dst_reg) ||
4325             is_sk_reg(env, insn->dst_reg)) {
4326                 verbose(env, "BPF_ATOMIC stores into R%d %s is not allowed\n",
4327                         insn->dst_reg,
4328                         reg_type_str[reg_state(env, insn->dst_reg)->type]);
4329                 return -EACCES;
4330         }
4331
4332         if (insn->imm & BPF_FETCH) {
4333                 if (insn->imm == BPF_CMPXCHG)
4334                         load_reg = BPF_REG_0;
4335                 else
4336                         load_reg = insn->src_reg;
4337
4338                 /* check and record load of old value */
4339                 err = check_reg_arg(env, load_reg, DST_OP);
4340                 if (err)
4341                         return err;
4342         } else {
4343                 /* This instruction accesses a memory location but doesn't
4344                  * actually load it into a register.
4345                  */
4346                 load_reg = -1;
4347         }
4348
4349         /* check whether we can read the memory */
4350         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
4351                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, load_reg, true);
4352         if (err)
4353                 return err;
4354
4355         /* check whether we can write into the same memory */
4356         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
4357                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_WRITE, -1, true);
4358         if (err)
4359                 return err;
4360
4361         return 0;
4362 }
4363
4364 /* When register 'regno' is used to read the stack (either directly or through
4365  * a helper function) make sure that it's within stack boundary and, depending
4366  * on the access type, that all elements of the stack are initialized.
4367  *
4368  * 'off' includes 'regno->off', but not its dynamic part (if any).
4369  *
4370  * All registers that have been spilled on the stack in the slots within the
4371  * read offsets are marked as read.
4372  */
4373 static int check_stack_range_initialized(
4374                 struct bpf_verifier_env *env, int regno, int off,
4375                 int access_size, bool zero_size_allowed,
4376                 enum stack_access_src type, struct bpf_call_arg_meta *meta)
4377 {
4378         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
4379         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
4380         int err, min_off, max_off, i, j, slot, spi;
4381         char *err_extra = type == ACCESS_HELPER ? " indirect" : "";
4382         enum bpf_access_type bounds_check_type;
4383         /* Some accesses can write anything into the stack, others are
4384          * read-only.
4385          */
4386         bool clobber = false;
4387
4388         if (access_size == 0 && !zero_size_allowed) {
4389                 verbose(env, "invalid zero-sized read\n");
4390                 return -EACCES;
4391         }
4392
4393         if (type == ACCESS_HELPER) {
4394                 /* The bounds checks for writes are more permissive than for
4395                  * reads. However, if raw_mode is not set, we'll do extra
4396                  * checks below.
4397                  */
4398                 bounds_check_type = BPF_WRITE;
4399                 clobber = true;
4400         } else {
4401                 bounds_check_type = BPF_READ;
4402         }
4403         err = check_stack_access_within_bounds(env, regno, off, access_size,
4404                                                type, bounds_check_type);
4405         if (err)
4406                 return err;
4407
4408
4409         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
4410                 min_off = max_off = reg->var_off.value + off;
4411         } else {
4412                 /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for
4413                  * simplicity since it requires corresponding support in
4414                  * Spectre masking for stack ALU.
4415                  * See also retrieve_ptr_limit().
4416                  */
4417                 if (!env->bypass_spec_v1) {
4418                         char tn_buf[48];
4419
4420                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4421                         verbose(env, "R%d%s variable offset stack access prohibited for !root, var_off=%s\n",
4422                                 regno, err_extra, tn_buf);
4423                         return -EACCES;
4424                 }
4425                 /* Only initialized buffer on stack is allowed to be accessed
4426                  * with variable offset. With uninitialized buffer it's hard to
4427                  * guarantee that whole memory is marked as initialized on
4428                  * helper return since specific bounds are unknown what may
4429                  * cause uninitialized stack leaking.
4430                  */
4431                 if (meta && meta->raw_mode)
4432                         meta = NULL;
4433
4434                 min_off = reg->smin_value + off;
4435                 max_off = reg->smax_value + off;
4436         }
4437
4438         if (meta && meta->raw_mode) {
4439                 meta->access_size = access_size;
4440                 meta->regno = regno;
4441                 return 0;
4442         }
4443
4444         for (i = min_off; i < max_off + access_size; i++) {
4445                 u8 *stype;
4446
4447                 slot = -i - 1;
4448                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
4449                 if (state->allocated_stack <= slot)
4450                         goto err;
4451                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
4452                 if (*stype == STACK_MISC)
4453                         goto mark;
4454                 if (*stype == STACK_ZERO) {
4455                         if (clobber) {
4456                                 /* helper can write anything into the stack */
4457                                 *stype = STACK_MISC;
4458                         }
4459                         goto mark;
4460                 }
4461
4462                 if (state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL &&
4463                     state->stack[spi].spilled_ptr.type == PTR_TO_BTF_ID)
4464                         goto mark;
4465
4466                 if (state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL &&
4467                     (state->stack[spi].spilled_ptr.type == SCALAR_VALUE ||
4468                      env->allow_ptr_leaks)) {
4469                         if (clobber) {
4470                                 __mark_reg_unknown(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
4471                                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
4472                                         state->stack[spi].slot_type[j] = STACK_MISC;
4473                         }
4474                         goto mark;
4475                 }
4476
4477 err:
4478                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
4479                         verbose(env, "invalid%s read from stack R%d off %d+%d size %d\n",
4480                                 err_extra, regno, min_off, i - min_off, access_size);
4481                 } else {
4482                         char tn_buf[48];
4483
4484                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4485                         verbose(env, "invalid%s read from stack R%d var_off %s+%d size %d\n",
4486                                 err_extra, regno, tn_buf, i - min_off, access_size);
4487                 }
4488                 return -EACCES;
4489 mark:
4490                 /* reading any byte out of 8-byte 'spill_slot' will cause
4491                  * the whole slot to be marked as 'read'
4492                  */
4493                 mark_reg_read(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
4494                               state->stack[spi].spilled_ptr.parent,
4495                               REG_LIVE_READ64);
4496         }
4497         return update_stack_depth(env, state, min_off);
4498 }
4499
4500 static int check_helper_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
4501                                    int access_size, bool zero_size_allowed,
4502                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
4503 {
4504         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
4505
4506         switch (reg->type) {
4507         case PTR_TO_PACKET:
4508         case PTR_TO_PACKET_META:
4509                 return check_packet_access(env, regno, reg->off, access_size,
4510                                            zero_size_allowed);
4511         case PTR_TO_MAP_KEY:
4512                 return check_mem_region_access(env, regno, reg->off, access_size,
4513                                                reg->map_ptr->key_size, false);
4514         case PTR_TO_MAP_VALUE:
4515                 if (check_map_access_type(env, regno, reg->off, access_size,
4516                                           meta && meta->raw_mode ? BPF_WRITE :
4517                                           BPF_READ))
4518                         return -EACCES;
4519                 return check_map_access(env, regno, reg->off, access_size,
4520                                         zero_size_allowed);
4521         case PTR_TO_MEM:
4522                 return check_mem_region_access(env, regno, reg->off,
4523                                                access_size, reg->mem_size,
4524                                                zero_size_allowed);
4525         case PTR_TO_RDONLY_BUF:
4526                 if (meta && meta->raw_mode)
4527                         return -EACCES;
4528                 return check_buffer_access(env, reg, regno, reg->off,
4529                                            access_size, zero_size_allowed,
4530                                            "rdonly",
4531                                            &env->prog->aux->max_rdonly_access);
4532         case PTR_TO_RDWR_BUF:
4533                 return check_buffer_access(env, reg, regno, reg->off,
4534                                            access_size, zero_size_allowed,
4535                                            "rdwr",
4536                                            &env->prog->aux->max_rdwr_access);
4537         case PTR_TO_STACK:
4538                 return check_stack_range_initialized(
4539                                 env,
4540                                 regno, reg->off, access_size,
4541                                 zero_size_allowed, ACCESS_HELPER, meta);
4542         default: /* scalar_value or invalid ptr */
4543                 /* Allow zero-byte read from NULL, regardless of pointer type */
4544                 if (zero_size_allowed && access_size == 0 &&
4545                     register_is_null(reg))
4546                         return 0;
4547
4548                 verbose(env, "R%d type=%s expected=%s\n", regno,
4549                         reg_type_str[reg->type],
4550                         reg_type_str[PTR_TO_STACK]);
4551                 return -EACCES;
4552         }
4553 }
4554
4555 int check_mem_reg(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
4556                    u32 regno, u32 mem_size)
4557 {
4558         if (register_is_null(reg))
4559                 return 0;
4560
4561         if (reg_type_may_be_null(reg->type)) {
4562                 /* Assuming that the register contains a value check if the memory
4563                  * access is safe. Temporarily save and restore the register's state as
4564                  * the conversion shouldn't be visible to a caller.
4565                  */
4566                 const struct bpf_reg_state saved_reg = *reg;
4567                 int rv;
4568
4569                 mark_ptr_not_null_reg(reg);
4570                 rv = check_helper_mem_access(env, regno, mem_size, true, NULL);
4571                 *reg = saved_reg;
4572                 return rv;
4573         }
4574
4575         return check_helper_mem_access(env, regno, mem_size, true, NULL);
4576 }
4577
4578 /* Implementation details:
4579  * bpf_map_lookup returns PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL
4580  * Two bpf_map_lookups (even with the same key) will have different reg->id.
4581  * For traditional PTR_TO_MAP_VALUE the verifier clears reg->id after
4582  * value_or_null->value transition, since the verifier only cares about
4583  * the range of access to valid map value pointer and doesn't care about actual
4584  * address of the map element.
4585  * For maps with 'struct bpf_spin_lock' inside map value the verifier keeps
4586  * reg->id > 0 after value_or_null->value transition. By doing so
4587  * two bpf_map_lookups will be considered two different pointers that
4588  * point to different bpf_spin_locks.
4589  * The verifier allows taking only one bpf_spin_lock at a time to avoid
4590  * dead-locks.
4591  * Since only one bpf_spin_lock is allowed the checks are simpler than
4592  * reg_is_refcounted() logic. The verifier needs to remember only
4593  * one spin_lock instead of array of acquired_refs.
4594  * cur_state->active_spin_lock remembers which map value element got locked
4595  * and clears it after bpf_spin_unlock.
4596  */
4597 static int process_spin_lock(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
4598                              bool is_lock)
4599 {
4600         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
4601         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
4602         bool is_const = tnum_is_const(reg->var_off);
4603         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
4604         u64 val = reg->var_off.value;
4605
4606         if (!is_const) {
4607                 verbose(env,
4608                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_spin_lock has to be at the constant offset\n",
4609                         regno);
4610                 return -EINVAL;
4611         }
4612         if (!map->btf) {
4613                 verbose(env,
4614                         "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_spin_lock\n",
4615                         map->name);
4616                 return -EINVAL;
4617         }
4618         if (!map_value_has_spin_lock(map)) {
4619                 if (map->spin_lock_off == -E2BIG)
4620                         verbose(env,
4621                                 "map '%s' has more than one 'struct bpf_spin_lock'\n",
4622                                 map->name);
4623                 else if (map->spin_lock_off == -ENOENT)
4624                         verbose(env,
4625                                 "map '%s' doesn't have 'struct bpf_spin_lock'\n",
4626                                 map->name);
4627                 else
4628                         verbose(env,
4629                                 "map '%s' is not a struct type or bpf_spin_lock is mangled\n",
4630                                 map->name);
4631                 return -EINVAL;
4632         }
4633         if (map->spin_lock_off != val + reg->off) {
4634                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_spin_lock'\n",
4635                         val + reg->off);
4636                 return -EINVAL;
4637         }
4638         if (is_lock) {
4639                 if (cur->active_spin_lock) {
4640                         verbose(env,
4641                                 "Locking two bpf_spin_locks are not allowed\n");
4642                         return -EINVAL;
4643                 }
4644                 cur->active_spin_lock = reg->id;
4645         } else {
4646                 if (!cur->active_spin_lock) {
4647                         verbose(env, "bpf_spin_unlock without taking a lock\n");
4648                         return -EINVAL;
4649                 }
4650                 if (cur->active_spin_lock != reg->id) {
4651                         verbose(env, "bpf_spin_unlock of different lock\n");
4652                         return -EINVAL;
4653                 }
4654                 cur->active_spin_lock = 0;
4655         }
4656         return 0;
4657 }
4658
4659 static bool arg_type_is_mem_ptr(enum bpf_arg_type type)
4660 {
4661         return type == ARG_PTR_TO_MEM ||
4662                type == ARG_PTR_TO_MEM_OR_NULL ||
4663                type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM;
4664 }
4665
4666 static bool arg_type_is_mem_size(enum bpf_arg_type type)
4667 {
4668         return type == ARG_CONST_SIZE ||
4669                type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO;
4670 }
4671
4672 static bool arg_type_is_alloc_size(enum bpf_arg_type type)
4673 {
4674         return type == ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO;
4675 }
4676
4677 static bool arg_type_is_int_ptr(enum bpf_arg_type type)
4678 {
4679         return type == ARG_PTR_TO_INT ||
4680                type == ARG_PTR_TO_LONG;
4681 }
4682
4683 static int int_ptr_type_to_size(enum bpf_arg_type type)
4684 {
4685         if (type == ARG_PTR_TO_INT)
4686                 return sizeof(u32);
4687         else if (type == ARG_PTR_TO_LONG)
4688                 return sizeof(u64);
4689
4690         return -EINVAL;
4691 }
4692
4693 static int resolve_map_arg_type(struct bpf_verifier_env *env,
4694                                  const struct bpf_call_arg_meta *meta,
4695                                  enum bpf_arg_type *arg_type)
4696 {
4697         if (!meta->map_ptr) {
4698                 /* kernel subsystem misconfigured verifier */
4699                 verbose(env, "invalid map_ptr to access map->type\n");
4700                 return -EACCES;
4701         }
4702
4703         switch (meta->map_ptr->map_type) {
4704         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
4705         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
4706                 if (*arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
4707                         *arg_type = ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON;
4708                 } else {
4709                         verbose(env, "invalid arg_type for sockmap/sockhash\n");
4710                         return -EINVAL;
4711                 }
4712                 break;
4713
4714         default:
4715                 break;
4716         }
4717         return 0;
4718 }
4719
4720 struct bpf_reg_types {
4721         const enum bpf_reg_type types[10];
4722         u32 *btf_id;
4723 };
4724
4725 static const struct bpf_reg_types map_key_value_types = {
4726         .types = {
4727                 PTR_TO_STACK,
4728                 PTR_TO_PACKET,
4729                 PTR_TO_PACKET_META,
4730                 PTR_TO_MAP_KEY,
4731                 PTR_TO_MAP_VALUE,
4732         },
4733 };
4734
4735 static const struct bpf_reg_types sock_types = {
4736         .types = {
4737                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
4738                 PTR_TO_SOCKET,
4739                 PTR_TO_TCP_SOCK,
4740                 PTR_TO_XDP_SOCK,
4741         },
4742 };
4743
4744 #ifdef CONFIG_NET
4745 static const struct bpf_reg_types btf_id_sock_common_types = {
4746         .types = {
4747                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
4748                 PTR_TO_SOCKET,
4749                 PTR_TO_TCP_SOCK,
4750                 PTR_TO_XDP_SOCK,
4751                 PTR_TO_BTF_ID,
4752         },
4753         .btf_id = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK_COMMON],
4754 };
4755 #endif
4756
4757 static const struct bpf_reg_types mem_types = {
4758         .types = {
4759                 PTR_TO_STACK,
4760                 PTR_TO_PACKET,
4761                 PTR_TO_PACKET_META,
4762                 PTR_TO_MAP_KEY,
4763                 PTR_TO_MAP_VALUE,
4764                 PTR_TO_MEM,
4765                 PTR_TO_RDONLY_BUF,
4766                 PTR_TO_RDWR_BUF,
4767         },
4768 };
4769
4770 static const struct bpf_reg_types int_ptr_types = {
4771         .types = {
4772                 PTR_TO_STACK,
4773                 PTR_TO_PACKET,
4774                 PTR_TO_PACKET_META,
4775                 PTR_TO_MAP_KEY,
4776                 PTR_TO_MAP_VALUE,
4777         },
4778 };
4779
4780 static const struct bpf_reg_types fullsock_types = { .types = { PTR_TO_SOCKET } };
4781 static const struct bpf_reg_types scalar_types = { .types = { SCALAR_VALUE } };
4782 static const struct bpf_reg_types context_types = { .types = { PTR_TO_CTX } };
4783 static const struct bpf_reg_types alloc_mem_types = { .types = { PTR_TO_MEM } };
4784 static const struct bpf_reg_types const_map_ptr_types = { .types = { CONST_PTR_TO_MAP } };
4785 static const struct bpf_reg_types btf_ptr_types = { .types = { PTR_TO_BTF_ID } };
4786 static const struct bpf_reg_types spin_lock_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
4787 static const struct bpf_reg_types percpu_btf_ptr_types = { .types = { PTR_TO_PERCPU_BTF_ID } };
4788 static const struct bpf_reg_types func_ptr_types = { .types = { PTR_TO_FUNC } };
4789 static const struct bpf_reg_types stack_ptr_types = { .types = { PTR_TO_STACK } };
4790 static const struct bpf_reg_types const_str_ptr_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
4791
4792 static const struct bpf_reg_types *compatible_reg_types[__BPF_ARG_TYPE_MAX] = {
4793         [ARG_PTR_TO_MAP_KEY]            = &map_key_value_types,
4794         [ARG_PTR_TO_MAP_VALUE]          = &map_key_value_types,
4795         [ARG_PTR_TO_UNINIT_MAP_VALUE]   = &map_key_value_types,
4796         [ARG_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL]  = &map_key_value_types,
4797         [ARG_CONST_SIZE]                = &scalar_types,
4798         [ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO]        = &scalar_types,
4799         [ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO]  = &scalar_types,
4800         [ARG_CONST_MAP_PTR]             = &const_map_ptr_types,
4801         [ARG_PTR_TO_CTX]                = &context_types,
4802         [ARG_PTR_TO_CTX_OR_NULL]        = &context_types,
4803         [ARG_PTR_TO_SOCK_COMMON]        = &sock_types,
4804 #ifdef CONFIG_NET
4805         [ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON] = &btf_id_sock_common_types,
4806 #endif
4807         [ARG_PTR_TO_SOCKET]             = &fullsock_types,
4808         [ARG_PTR_TO_SOCKET_OR_NULL]     = &fullsock_types,
4809         [ARG_PTR_TO_BTF_ID]             = &btf_ptr_types,
4810         [ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK]          = &spin_lock_types,
4811         [ARG_PTR_TO_MEM]                = &mem_types,
4812         [ARG_PTR_TO_MEM_OR_NULL]        = &mem_types,
4813         [ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM]         = &mem_types,
4814         [ARG_PTR_TO_ALLOC_MEM]          = &alloc_mem_types,
4815         [ARG_PTR_TO_ALLOC_MEM_OR_NULL]  = &alloc_mem_types,
4816         [ARG_PTR_TO_INT]                = &int_ptr_types,
4817         [ARG_PTR_TO_LONG]               = &int_ptr_types,
4818         [ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID]      = &percpu_btf_ptr_types,
4819         [ARG_PTR_TO_FUNC]               = &func_ptr_types,
4820         [ARG_PTR_TO_STACK_OR_NULL]      = &stack_ptr_types,
4821         [ARG_PTR_TO_CONST_STR]          = &const_str_ptr_types,
4822 };
4823
4824 static int check_reg_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
4825                           enum bpf_arg_type arg_type,
4826                           const u32 *arg_btf_id)
4827 {
4828         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
4829         enum bpf_reg_type expected, type = reg->type;
4830         const struct bpf_reg_types *compatible;
4831         int i, j;
4832
4833         compatible = compatible_reg_types[arg_type];
4834         if (!compatible) {
4835                 verbose(env, "verifier internal error: unsupported arg type %d\n", arg_type);
4836                 return -EFAULT;
4837         }
4838
4839         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(compatible->types); i++) {
4840                 expected = compatible->types[i];
4841                 if (expected == NOT_INIT)
4842                         break;
4843
4844                 if (type == expected)
4845                         goto found;
4846         }
4847
4848         verbose(env, "R%d type=%s expected=", regno, reg_type_str[type]);
4849         for (j = 0; j + 1 < i; j++)
4850                 verbose(env, "%s, ", reg_type_str[compatible->types[j]]);
4851         verbose(env, "%s\n", reg_type_str[compatible->types[j]]);
4852         return -EACCES;
4853
4854 found:
4855         if (type == PTR_TO_BTF_ID) {
4856                 if (!arg_btf_id) {
4857                         if (!compatible->btf_id) {
4858                                 verbose(env, "verifier internal error: missing arg compatible BTF ID\n");
4859                                 return -EFAULT;
4860                         }
4861                         arg_btf_id = compatible->btf_id;
4862                 }
4863
4864                 if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, reg->off,
4865                                           btf_vmlinux, *arg_btf_id)) {
4866                         verbose(env, "R%d is of type %s but %s is expected\n",
4867                                 regno, kernel_type_name(reg->btf, reg->btf_id),
4868                                 kernel_type_name(btf_vmlinux, *arg_btf_id));
4869                         return -EACCES;
4870                 }
4871
4872                 if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
4873                         verbose(env, "R%d is a pointer to in-kernel struct with non-zero offset\n",
4874                                 regno);
4875                         return -EACCES;
4876                 }
4877         }
4878
4879         return 0;
4880 }
4881
4882 static int check_func_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 arg,
4883                           struct bpf_call_arg_meta *meta,
4884                           const struct bpf_func_proto *fn)
4885 {
4886         u32 regno = BPF_REG_1 + arg;
4887         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
4888         enum bpf_arg_type arg_type = fn->arg_type[arg];
4889         enum bpf_reg_type type = reg->type;
4890         int err = 0;
4891
4892         if (arg_type == ARG_DONTCARE)
4893                 return 0;
4894
4895         err = check_reg_arg(env, regno, SRC_OP);
4896         if (err)
4897                 return err;
4898
4899         if (arg_type == ARG_ANYTHING) {
4900                 if (is_pointer_value(env, regno)) {
4901                         verbose(env, "R%d leaks addr into helper function\n",
4902                                 regno);
4903                         return -EACCES;
4904                 }
4905                 return 0;
4906         }
4907
4908         if (type_is_pkt_pointer(type) &&
4909             !may_access_direct_pkt_data(env, meta, BPF_READ)) {
4910                 verbose(env, "helper access to the packet is not allowed\n");
4911                 return -EACCES;
4912         }
4913
4914         if (arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE ||
4915             arg_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MAP_VALUE ||
4916             arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL) {
4917                 err = resolve_map_arg_type(env, meta, &arg_type);
4918                 if (err)
4919                         return err;
4920         }
4921
4922         if (register_is_null(reg) && arg_type_may_be_null(arg_type))
4923                 /* A NULL register has a SCALAR_VALUE type, so skip
4924                  * type checking.
4925                  */
4926                 goto skip_type_check;
4927
4928         err = check_reg_type(env, regno, arg_type, fn->arg_btf_id[arg]);
4929         if (err)
4930                 return err;
4931
4932         if (type == PTR_TO_CTX) {
4933                 err = check_ctx_reg(env, reg, regno);
4934                 if (err < 0)
4935                         return err;
4936         }
4937
4938 skip_type_check:
4939         if (reg->ref_obj_id) {
4940                 if (meta->ref_obj_id) {
4941                         verbose(env, "verifier internal error: more than one arg with ref_obj_id R%d %u %u\n",
4942                                 regno, reg->ref_obj_id,
4943                                 meta->ref_obj_id);
4944                         return -EFAULT;
4945                 }
4946                 meta->ref_obj_id = reg->ref_obj_id;
4947         }
4948
4949         if (arg_type == ARG_CONST_MAP_PTR) {
4950                 /* bpf_map_xxx(map_ptr) call: remember that map_ptr */
4951                 meta->map_ptr = reg->map_ptr;
4952         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_KEY) {
4953                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., key) call:
4954                  * check that [key, key + map->key_size) are within
4955                  * stack limits and initialized
4956                  */
4957                 if (!meta->map_ptr) {
4958                         /* in function declaration map_ptr must come before
4959                          * map_key, so that it's verified and known before
4960                          * we have to check map_key here. Otherwise it means
4961                          * that kernel subsystem misconfigured verifier
4962                          */
4963                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->key\n");
4964                         return -EACCES;
4965                 }
4966                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
4967                                               meta->map_ptr->key_size, false,
4968                                               NULL);
4969         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE ||
4970                    (arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL &&
4971                     !register_is_null(reg)) ||
4972                    arg_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MAP_VALUE) {
4973                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., value) call:
4974                  * check [value, value + map->value_size) validity
4975                  */
4976                 if (!meta->map_ptr) {
4977                         /* kernel subsystem misconfigured verifier */
4978                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->value\n");
4979                         return -EACCES;
4980                 }
4981                 meta->raw_mode = (arg_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MAP_VALUE);
4982                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
4983                                               meta->map_ptr->value_size, false,
4984                                               meta);
4985         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID) {
4986                 if (!reg->btf_id) {
4987                         verbose(env, "Helper has invalid btf_id in R%d\n", regno);
4988                         return -EACCES;
4989                 }
4990                 meta->ret_btf = reg->btf;
4991                 meta->ret_btf_id = reg->btf_id;
4992         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK) {
4993                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_lock) {
4994                         if (process_spin_lock(env, regno, true))
4995                                 return -EACCES;
4996                 } else if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_unlock) {
4997                         if (process_spin_lock(env, regno, false))
4998                                 return -EACCES;
4999                 } else {
5000                         verbose(env, "verifier internal error\n");
5001                         return -EFAULT;
5002                 }
5003         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_FUNC) {
5004                 meta->subprogno = reg->subprogno;
5005         } else if (arg_type_is_mem_ptr(arg_type)) {
5006                 /* The access to this pointer is only checked when we hit the
5007                  * next is_mem_size argument below.
5008                  */
5009                 meta->raw_mode = (arg_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM);
5010         } else if (arg_type_is_mem_size(arg_type)) {
5011                 bool zero_size_allowed = (arg_type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO);
5012
5013                 /* This is used to refine r0 return value bounds for helpers
5014                  * that enforce this value as an upper bound on return values.
5015                  * See do_refine_retval_range() for helpers that can refine
5016                  * the return value. C type of helper is u32 so we pull register
5017                  * bound from umax_value however, if negative verifier errors
5018                  * out. Only upper bounds can be learned because retval is an
5019                  * int type and negative retvals are allowed.
5020                  */
5021                 meta->msize_max_value = reg->umax_value;
5022
5023                 /* The register is SCALAR_VALUE; the access check
5024                  * happens using its boundaries.
5025                  */
5026                 if (!tnum_is_const(reg->var_off))
5027                         /* For unprivileged variable accesses, disable raw
5028                          * mode so that the program is required to
5029                          * initialize all the memory that the helper could
5030                          * just partially fill up.
5031                          */
5032                         meta = NULL;
5033
5034                 if (reg->smin_value < 0) {
5035                         verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned or 'var &= const'\n",
5036                                 regno);
5037                         return -EACCES;
5038                 }
5039
5040                 if (reg->umin_value == 0) {
5041                         err = check_helper_mem_access(env, regno - 1, 0,
5042                                                       zero_size_allowed,
5043                                                       meta);
5044                         if (err)
5045                                 return err;
5046                 }
5047
5048                 if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_SIZ) {
5049                         verbose(env, "R%d unbounded memory access, use 'var &= const' or 'if (var < const)'\n",
5050                                 regno);
5051                         return -EACCES;
5052                 }
5053                 err = check_helper_mem_access(env, regno - 1,
5054                                               reg->umax_value,
5055                                               zero_size_allowed, meta);
5056                 if (!err)
5057                         err = mark_chain_precision(env, regno);
5058         } else if (arg_type_is_alloc_size(arg_type)) {
5059                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
5060                         verbose(env, "R%d is not a known constant'\n",
5061                                 regno);
5062                         return -EACCES;
5063                 }
5064                 meta->mem_size = reg->var_off.value;
5065         } else if (arg_type_is_int_ptr(arg_type)) {
5066                 int size = int_ptr_type_to_size(arg_type);
5067
5068                 err = check_helper_mem_access(env, regno, size, false, meta);
5069                 if (err)
5070                         return err;
5071                 err = check_ptr_alignment(env, reg, 0, size, true);
5072         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_CONST_STR) {
5073                 struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
5074                 int map_off;
5075                 u64 map_addr;
5076                 char *str_ptr;
5077
5078                 if (!bpf_map_is_rdonly(map)) {
5079                         verbose(env, "R%d does not point to a readonly map'\n", regno);
5080                         return -EACCES;
5081                 }
5082
5083                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
5084                         verbose(env, "R%d is not a constant address'\n", regno);
5085                         return -EACCES;
5086                 }
5087
5088                 if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
5089                         verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
5090                         return -EACCES;
5091                 }
5092
5093                 err = check_map_access(env, regno, reg->off,
5094                                        map->value_size - reg->off, false);
5095                 if (err)
5096                         return err;
5097
5098                 map_off = reg->off + reg->var_off.value;
5099                 err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &map_addr, map_off);
5100                 if (err) {
5101                         verbose(env, "direct value access on string failed\n");
5102                         return err;
5103                 }
5104
5105                 str_ptr = (char *)(long)(map_addr);
5106                 if (!strnchr(str_ptr + map_off, map->value_size - map_off, 0)) {
5107                         verbose(env, "string is not zero-terminated\n");
5108                         return -EINVAL;
5109                 }
5110         }
5111
5112         return err;
5113 }
5114
5115 static bool may_update_sockmap(struct bpf_verifier_env *env, int func_id)
5116 {
5117         enum bpf_attach_type eatype = env->prog->expected_attach_type;
5118         enum bpf_prog_type type = resolve_prog_type(env->prog);
5119
5120         if (func_id != BPF_FUNC_map_update_elem)
5121                 return false;
5122
5123         /* It's not possible to get access to a locked struct sock in these
5124          * contexts, so updating is safe.
5125          */
5126         switch (type) {
5127         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
5128                 if (eatype == BPF_TRACE_ITER)
5129                         return true;
5130                 break;
5131         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
5132         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
5133         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
5134         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
5135         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
5136         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
5137         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
5138                 return true;
5139         default:
5140                 break;
5141         }
5142
5143         verbose(env, "cannot update sockmap in this context\n");
5144         return false;
5145 }
5146
5147 static bool allow_tail_call_in_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
5148 {
5149         return env->prog->jit_requested && IS_ENABLED(CONFIG_X86_64);
5150 }
5151
5152 static int check_map_func_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
5153                                         struct bpf_map *map, int func_id)
5154 {
5155         if (!map)
5156                 return 0;
5157
5158         /* We need a two way check, first is from map perspective ... */
5159         switch (map->map_type) {
5160         case BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY:
5161                 if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
5162                         goto error;
5163                 break;
5164         case BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY:
5165                 if (func_id != BPF_FUNC_perf_event_read &&
5166                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_output &&
5167                     func_id != BPF_FUNC_skb_output &&
5168                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_read_value &&
5169                     func_id != BPF_FUNC_xdp_output)
5170                         goto error;
5171                 break;
5172         case BPF_MAP_TYPE_RINGBUF:
5173                 if (func_id != BPF_FUNC_ringbuf_output &&
5174                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_reserve &&
5175                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_submit &&
5176                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_discard &&
5177                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_query)
5178                         goto error;
5179                 break;
5180         case BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE:
5181                 if (func_id != BPF_FUNC_get_stackid)
5182                         goto error;
5183                 break;
5184         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY:
5185                 if (func_id != BPF_FUNC_skb_under_cgroup &&
5186                     func_id != BPF_FUNC_current_task_under_cgroup)
5187                         goto error;
5188                 break;
5189         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE:
5190         case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE:
5191                 if (func_id != BPF_FUNC_get_local_storage)
5192                         goto error;
5193                 break;
5194         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP:
5195         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH:
5196                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
5197                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
5198                         goto error;
5199                 break;
5200         /* Restrict bpf side of cpumap and xskmap, open when use-cases
5201          * appear.
5202          */
5203         case BPF_MAP_TYPE_CPUMAP:
5204                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map)
5205                         goto error;
5206                 break;
5207         case BPF_MAP_TYPE_XSKMAP:
5208                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
5209                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
5210                         goto error;
5211                 break;
5212         case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
5213         case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
5214                 if (func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
5215                         goto error;
5216                 break;
5217         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
5218                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_map &&
5219                     func_id != BPF_FUNC_sock_map_update &&
5220                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
5221                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_map &&
5222                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
5223                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
5224                     !may_update_sockmap(env, func_id))
5225                         goto error;
5226                 break;
5227         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
5228                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_hash &&
5229                     func_id != BPF_FUNC_sock_hash_update &&
5230                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
5231                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_hash &&
5232                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
5233                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
5234                     !may_update_sockmap(env, func_id))
5235                         goto error;
5236                 break;
5237         case BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY:
5238                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport)
5239                         goto error;
5240                 break;
5241         case BPF_MAP_TYPE_QUEUE:
5242         case BPF_MAP_TYPE_STACK:
5243                 if (func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
5244                     func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
5245                     func_id != BPF_FUNC_map_push_elem)
5246                         goto error;
5247                 break;
5248         case BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE:
5249                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_storage_get &&
5250                     func_id != BPF_FUNC_sk_storage_delete)
5251                         goto error;
5252                 break;
5253         case BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE:
5254                 if (func_id != BPF_FUNC_inode_storage_get &&
5255                     func_id != BPF_FUNC_inode_storage_delete)
5256                         goto error;
5257                 break;
5258         case BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE:
5259                 if (func_id != BPF_FUNC_task_storage_get &&
5260                     func_id != BPF_FUNC_task_storage_delete)
5261                         goto error;
5262                 break;
5263         default:
5264                 break;
5265         }
5266
5267         /* ... and second from the function itself. */
5268         switch (func_id) {
5269         case BPF_FUNC_tail_call:
5270                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY)
5271                         goto error;
5272                 if (env->subprog_cnt > 1 && !allow_tail_call_in_subprogs(env)) {
5273                         verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
5274                         return -EINVAL;
5275                 }
5276                 break;
5277         case BPF_FUNC_perf_event_read:
5278         case BPF_FUNC_perf_event_output:
5279         case BPF_FUNC_perf_event_read_value:
5280         case BPF_FUNC_skb_output:
5281         case BPF_FUNC_xdp_output:
5282                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY)
5283                         goto error;
5284                 break;
5285         case BPF_FUNC_get_stackid:
5286                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE)
5287                         goto error;
5288                 break;
5289         case BPF_FUNC_current_task_under_cgroup:
5290         case BPF_FUNC_skb_under_cgroup:
5291                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY)
5292                         goto error;
5293                 break;
5294         case BPF_FUNC_redirect_map:
5295                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP &&
5296                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH &&
5297                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CPUMAP &&
5298                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_XSKMAP)
5299                         goto error;
5300                 break;
5301         case BPF_FUNC_sk_redirect_map:
5302         case BPF_FUNC_msg_redirect_map:
5303         case BPF_FUNC_sock_map_update:
5304                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP)
5305                         goto error;
5306                 break;
5307         case BPF_FUNC_sk_redirect_hash:
5308         case BPF_FUNC_msg_redirect_hash:
5309         case BPF_FUNC_sock_hash_update:
5310                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
5311                         goto error;
5312                 break;
5313         case BPF_FUNC_get_local_storage:
5314                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE &&
5315                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE)
5316                         goto error;
5317                 break;
5318         case BPF_FUNC_sk_select_reuseport:
5319                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY &&
5320                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP &&
5321                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
5322                         goto error;
5323                 break;
5324         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
5325         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
5326         case BPF_FUNC_map_push_elem:
5327                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_QUEUE &&
5328                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK)
5329                         goto error;
5330                 break;
5331         case BPF_FUNC_sk_storage_get:
5332         case BPF_FUNC_sk_storage_delete:
5333                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE)
5334                         goto error;
5335                 break;
5336         case BPF_FUNC_inode_storage_get:
5337         case BPF_FUNC_inode_storage_delete:
5338                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE)
5339                         goto error;
5340                 break;
5341         case BPF_FUNC_task_storage_get:
5342         case BPF_FUNC_task_storage_delete:
5343                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE)
5344                         goto error;
5345                 break;
5346         default:
5347                 break;
5348         }
5349
5350         return 0;
5351 error:
5352         verbose(env, "cannot pass map_type %d into func %s#%d\n",
5353                 map->map_type, func_id_name(func_id), func_id);
5354         return -EINVAL;
5355 }
5356
5357 static bool check_raw_mode_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
5358 {
5359         int count = 0;
5360
5361         if (fn->arg1_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
5362                 count++;
5363         if (fn->arg2_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
5364                 count++;
5365         if (fn->arg3_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
5366                 count++;
5367         if (fn->arg4_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
5368                 count++;
5369         if (fn->arg5_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
5370                 count++;
5371
5372         /* We only support one arg being in raw mode at the moment,
5373          * which is sufficient for the helper functions we have
5374          * right now.
5375          */
5376         return count <= 1;
5377 }
5378
5379 static bool check_args_pair_invalid(enum bpf_arg_type arg_curr,
5380                                     enum bpf_arg_type arg_next)
5381 {
5382         return (arg_type_is_mem_ptr(arg_curr) &&
5383                 !arg_type_is_mem_size(arg_next)) ||
5384                (!arg_type_is_mem_ptr(arg_curr) &&
5385                 arg_type_is_mem_size(arg_next));
5386 }
5387
5388 static bool check_arg_pair_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
5389 {
5390         /* bpf_xxx(..., buf, len) call will access 'len'
5391          * bytes from memory 'buf'. Both arg types need
5392          * to be paired, so make sure there's no buggy
5393          * helper function specification.
5394          */
5395         if (arg_type_is_mem_size(fn->arg1_type) ||
5396             arg_type_is_mem_ptr(fn->arg5_type)  ||
5397             check_args_pair_invalid(fn->arg1_type, fn->arg2_type) ||
5398             check_args_pair_invalid(fn->arg2_type, fn->arg3_type) ||
5399             check_args_pair_invalid(fn->arg3_type, fn->arg4_type) ||
5400             check_args_pair_invalid(fn->arg4_type, fn->arg5_type))
5401                 return false;
5402
5403         return true;
5404 }
5405
5406 static bool check_refcount_ok(const struct bpf_func_proto *fn, int func_id)
5407 {
5408         int count = 0;
5409
5410         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg1_type))
5411                 count++;
5412         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg2_type))
5413                 count++;
5414         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg3_type))
5415                 count++;
5416         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg4_type))
5417                 count++;
5418         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg5_type))
5419                 count++;
5420
5421         /* A reference acquiring function cannot acquire
5422          * another refcounted ptr.
5423          */
5424         if (may_be_acquire_function(func_id) && count)
5425                 return false;
5426
5427         /* We only support one arg being unreferenced at the moment,
5428          * which is sufficient for the helper functions we have right now.
5429          */
5430         return count <= 1;
5431 }
5432
5433 static bool check_btf_id_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
5434 {
5435         int i;
5436
5437         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(fn->arg_type); i++) {
5438                 if (fn->arg_type[i] == ARG_PTR_TO_BTF_ID && !fn->arg_btf_id[i])
5439                         return false;
5440
5441                 if (fn->arg_type[i] != ARG_PTR_TO_BTF_ID && fn->arg_btf_id[i])
5442                         return false;
5443         }
5444
5445         return true;
5446 }
5447
5448 static int check_func_proto(const struct bpf_func_proto *fn, int func_id)
5449 {
5450         return check_raw_mode_ok(fn) &&
5451                check_arg_pair_ok(fn) &&
5452                check_btf_id_ok(fn) &&
5453                check_refcount_ok(fn, func_id) ? 0 : -EINVAL;
5454 }
5455
5456 /* Packet data might have moved, any old PTR_TO_PACKET[_META,_END]
5457  * are now invalid, so turn them into unknown SCALAR_VALUE.
5458  */
5459 static void __clear_all_pkt_pointers(struct bpf_verifier_env *env,
5460                                      struct bpf_func_state *state)
5461 {
5462         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *reg;
5463         int i;
5464
5465         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
5466                 if (reg_is_pkt_pointer_any(&regs[i]))
5467                         mark_reg_unknown(env, regs, i);
5468
5469         bpf_for_each_spilled_reg(i, state, reg) {
5470                 if (!reg)
5471                         continue;
5472                 if (reg_is_pkt_pointer_any(reg))
5473                         __mark_reg_unknown(env, reg);
5474         }
5475 }
5476
5477 static void clear_all_pkt_pointers(struct bpf_verifier_env *env)
5478 {
5479         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
5480         int i;
5481
5482         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++)
5483                 __clear_all_pkt_pointers(env, vstate->frame[i]);
5484 }
5485
5486 enum {
5487         AT_PKT_END = -1,
5488         BEYOND_PKT_END = -2,
5489 };
5490
5491 static void mark_pkt_end(struct bpf_verifier_state *vstate, int regn, bool range_open)
5492 {
5493         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
5494         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regn];
5495
5496         if (reg->type != PTR_TO_PACKET)
5497                 /* PTR_TO_PACKET_META is not supported yet */
5498                 return;
5499
5500         /* The 'reg' is pkt > pkt_end or pkt >= pkt_end.
5501          * How far beyond pkt_end it goes is unknown.
5502          * if (!range_open) it's the case of pkt >= pkt_end
5503          * if (range_open) it's the case of pkt > pkt_end
5504          * hence this pointer is at least 1 byte bigger than pkt_end
5505          */
5506         if (range_open)
5507                 reg->range = BEYOND_PKT_END;
5508         else
5509                 reg->range = AT_PKT_END;
5510 }
5511
5512 static void release_reg_references(struct bpf_verifier_env *env,
5513                                    struct bpf_func_state *state,
5514                                    int ref_obj_id)
5515 {
5516         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *reg;
5517         int i;
5518
5519         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
5520                 if (regs[i].ref_obj_id == ref_obj_id)
5521                         mark_reg_unknown(env, regs, i);
5522
5523         bpf_for_each_spilled_reg(i, state, reg) {
5524                 if (!reg)
5525                         continue;
5526                 if (reg->ref_obj_id == ref_obj_id)
5527                         __mark_reg_unknown(env, reg);
5528         }
5529 }
5530
5531 /* The pointer with the specified id has released its reference to kernel
5532  * resources. Identify all copies of the same pointer and clear the reference.
5533  */
5534 static int release_reference(struct bpf_verifier_env *env,
5535                              int ref_obj_id)
5536 {
5537         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
5538         int err;
5539         int i;
5540
5541         err = release_reference_state(cur_func(env), ref_obj_id);
5542         if (err)
5543                 return err;
5544
5545         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++)
5546                 release_reg_references(env, vstate->frame[i], ref_obj_id);
5547
5548         return 0;
5549 }
5550
5551 static void clear_caller_saved_regs(struct bpf_verifier_env *env,
5552                                     struct bpf_reg_state *regs)
5553 {
5554         int i;
5555
5556         /* after the call registers r0 - r5 were scratched */
5557         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
5558                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
5559                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
5560         }
5561 }
5562
5563 typedef int (*set_callee_state_fn)(struct bpf_verifier_env *env,
5564                                    struct bpf_func_state *caller,
5565                                    struct bpf_func_state *callee,
5566                                    int insn_idx);
5567
5568 static int __check_func_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
5569                              int *insn_idx, int subprog,
5570                              set_callee_state_fn set_callee_state_cb)
5571 {
5572         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
5573         struct bpf_func_info_aux *func_info_aux;
5574         struct bpf_func_state *caller, *callee;
5575         int err;
5576         bool is_global = false;
5577
5578         if (state->curframe + 1 >= MAX_CALL_FRAMES) {
5579                 verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep\n",
5580                         state->curframe + 2);
5581                 return -E2BIG;
5582         }
5583
5584         caller = state->frame[state->curframe];
5585         if (state->frame[state->curframe + 1]) {
5586                 verbose(env, "verifier bug. Frame %d already allocated\n",
5587                         state->curframe + 1);
5588                 return -EFAULT;
5589         }
5590
5591         func_info_aux = env->prog->aux->func_info_aux;
5592         if (func_info_aux)
5593                 is_global = func_info_aux[subprog].linkage == BTF_FUNC_GLOBAL;
5594         err = btf_check_subprog_arg_match(env, subprog, caller->regs);
5595         if (err == -EFAULT)
5596                 return err;
5597         if (is_global) {
5598                 if (err) {
5599                         verbose(env, "Caller passes invalid args into func#%d\n",
5600                                 subprog);
5601                         return err;
5602                 } else {
5603                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
5604                                 verbose(env,
5605                                         "Func#%d is global and valid. Skipping.\n",
5606                                         subprog);
5607                         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
5608
5609                         /* All global functions return a 64-bit SCALAR_VALUE */
5610                         mark_reg_unknown(env, caller->regs, BPF_REG_0);
5611                         caller->regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
5612
5613                         /* continue with next insn after call */
5614                         return 0;
5615                 }
5616         }
5617
5618         callee = kzalloc(sizeof(*callee), GFP_KERNEL);
5619         if (!callee)
5620                 return -ENOMEM;
5621         state->frame[state->curframe + 1] = callee;
5622
5623         /* callee cannot access r0, r6 - r9 for reading and has to write
5624          * into its own stack before reading from it.
5625          * callee can read/write into caller's stack
5626          */
5627         init_func_state(env, callee,
5628                         /* remember the callsite, it will be used by bpf_exit */
5629                         *insn_idx /* callsite */,
5630                         state->curframe + 1 /* frameno within this callchain */,
5631                         subprog /* subprog number within this prog */);
5632
5633         /* Transfer references to the callee */
5634         err = copy_reference_state(callee, caller);
5635         if (err)
5636                 return err;
5637
5638         err = set_callee_state_cb(env, caller, callee, *insn_idx);
5639         if (err)
5640                 return err;
5641
5642         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
5643
5644         /* only increment it after check_reg_arg() finished */
5645         state->curframe++;
5646
5647         /* and go analyze first insn of the callee */
5648         *insn_idx = env->subprog_info[subprog].start - 1;
5649
5650         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
5651                 verbose(env, "caller:\n");
5652                 print_verifier_state(env, caller);
5653                 verbose(env, "callee:\n");
5654                 print_verifier_state(env, callee);
5655         }
5656         return 0;
5657 }
5658
5659 int map_set_for_each_callback_args(struct bpf_verifier_env *env,
5660                                    struct bpf_func_state *caller,
5661                                    struct bpf_func_state *callee)
5662 {
5663         /* bpf_for_each_map_elem(struct bpf_map *map, void *callback_fn,
5664          *      void *callback_ctx, u64 flags);
5665          * callback_fn(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
5666          *      void *callback_ctx);
5667          */
5668         callee->regs[BPF_REG_1] = caller->regs[BPF_REG_1];
5669
5670         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_MAP_KEY;
5671         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
5672         callee->regs[BPF_REG_2].map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
5673
5674         callee->regs[BPF_REG_3].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
5675         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_3]);
5676         callee->regs[BPF_REG_3].map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
5677
5678         /* pointer to stack or null */
5679         callee->regs[BPF_REG_4] = caller->regs[BPF_REG_3];
5680
5681         /* unused */
5682         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
5683         return 0;
5684 }
5685
5686 static int set_callee_state(struct bpf_verifier_env *env,
5687                             struct bpf_func_state *caller,
5688                             struct bpf_func_state *callee, int insn_idx)
5689 {
5690         int i;
5691
5692         /* copy r1 - r5 args that callee can access.  The copy includes parent
5693          * pointers, which connects us up to the liveness chain
5694          */
5695         for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++)
5696                 callee->regs[i] = caller->regs[i];
5697         return 0;
5698 }
5699
5700 static int check_func_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
5701                            int *insn_idx)
5702 {
5703         int subprog, target_insn;
5704
5705         target_insn = *insn_idx + insn->imm + 1;
5706         subprog = find_subprog(env, target_insn);
5707         if (subprog < 0) {
5708                 verbose(env, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
5709                         target_insn);
5710                 return -EFAULT;
5711         }
5712
5713         return __check_func_call(env, insn, insn_idx, subprog, set_callee_state);
5714 }
5715
5716 static int set_map_elem_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
5717                                        struct bpf_func_state *caller,
5718                                        struct bpf_func_state *callee,
5719                                        int insn_idx)
5720 {
5721         struct bpf_insn_aux_data *insn_aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
5722         struct bpf_map *map;
5723         int err;
5724
5725         if (bpf_map_ptr_poisoned(insn_aux)) {
5726                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
5727                 return -EINVAL;
5728         }
5729
5730         map = BPF_MAP_PTR(insn_aux->map_ptr_state);
5731         if (!map->ops->map_set_for_each_callback_args ||
5732             !map->ops->map_for_each_callback) {
5733                 verbose(env, "callback function not allowed for map\n");
5734                 return -ENOTSUPP;
5735         }
5736
5737         err = map->ops->map_set_for_each_callback_args(env, caller, callee);
5738         if (err)
5739                 return err;
5740
5741         callee->in_callback_fn = true;
5742         return 0;
5743 }
5744
5745 static int prepare_func_exit(struct bpf_verifier_env *env, int *insn_idx)
5746 {
5747         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
5748         struct bpf_func_state *caller, *callee;
5749         struct bpf_reg_state *r0;
5750         int err;
5751
5752         callee = state->frame[state->curframe];
5753         r0 = &callee->regs[BPF_REG_0];
5754         if (r0->type == PTR_TO_STACK) {
5755                 /* technically it's ok to return caller's stack pointer
5756                  * (or caller's caller's pointer) back to the caller,
5757                  * since these pointers are valid. Only current stack
5758                  * pointer will be invalid as soon as function exits,
5759                  * but let's be conservative
5760                  */
5761                 verbose(env, "cannot return stack pointer to the caller\n");
5762                 return -EINVAL;
5763         }
5764
5765         state->curframe--;
5766         caller = state->frame[state->curframe];
5767         if (callee->in_callback_fn) {
5768                 /* enforce R0 return value range [0, 1]. */
5769                 struct tnum range = tnum_range(0, 1);
5770
5771                 if (r0->type != SCALAR_VALUE) {
5772                         verbose(env, "R0 not a scalar value\n");
5773                         return -EACCES;
5774                 }
5775                 if (!tnum_in(range, r0->var_off)) {
5776                         verbose_invalid_scalar(env, r0, &range, "callback return", "R0");
5777                         return -EINVAL;
5778                 }
5779         } else {
5780                 /* return to the caller whatever r0 had in the callee */
5781                 caller->regs[BPF_REG_0] = *r0;
5782         }
5783
5784         /* Transfer references to the caller */
5785         err = copy_reference_state(caller, callee);
5786         if (err)
5787                 return err;
5788
5789         *insn_idx = callee->callsite + 1;
5790         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
5791                 verbose(env, "returning from callee:\n");
5792                 print_verifier_state(env, callee);
5793                 verbose(env, "to caller at %d:\n", *insn_idx);
5794                 print_verifier_state(env, caller);
5795         }
5796         /* clear everything in the callee */
5797         free_func_state(callee);
5798         state->frame[state->curframe + 1] = NULL;
5799         return 0;
5800 }
5801
5802 static void do_refine_retval_range(struct bpf_reg_state *regs, int ret_type,
5803                                    int func_id,
5804                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
5805 {
5806         struct bpf_reg_state *ret_reg = &regs[BPF_REG_0];
5807
5808         if (ret_type != RET_INTEGER ||
5809             (func_id != BPF_FUNC_get_stack &&
5810              func_id != BPF_FUNC_get_task_stack &&
5811              func_id != BPF_FUNC_probe_read_str &&
5812              func_id != BPF_FUNC_probe_read_kernel_str &&
5813              func_id != BPF_FUNC_probe_read_user_str))
5814                 return;
5815
5816         ret_reg->smax_value = meta->msize_max_value;
5817         ret_reg->s32_max_value = meta->msize_max_value;
5818         ret_reg->smin_value = -MAX_ERRNO;
5819         ret_reg->s32_min_value = -MAX_ERRNO;
5820         __reg_deduce_bounds(ret_reg);
5821         __reg_bound_offset(ret_reg);
5822         __update_reg_bounds(ret_reg);
5823 }
5824
5825 static int
5826 record_func_map(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
5827                 int func_id, int insn_idx)
5828 {
5829         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
5830         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
5831
5832         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call &&
5833             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
5834             func_id != BPF_FUNC_map_update_elem &&
5835             func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
5836             func_id != BPF_FUNC_map_push_elem &&
5837             func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
5838             func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
5839             func_id != BPF_FUNC_for_each_map_elem &&
5840             func_id != BPF_FUNC_redirect_map)
5841                 return 0;
5842
5843         if (map == NULL) {
5844                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
5845                 return -EINVAL;
5846         }
5847
5848         /* In case of read-only, some additional restrictions
5849          * need to be applied in order to prevent altering the
5850          * state of the map from program side.
5851          */
5852         if ((map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) &&
5853             (func_id == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
5854              func_id == BPF_FUNC_map_update_elem ||
5855              func_id == BPF_FUNC_map_push_elem ||
5856              func_id == BPF_FUNC_map_pop_elem)) {
5857                 verbose(env, "write into map forbidden\n");
5858                 return -EACCES;
5859         }
5860
5861         if (!BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state))
5862                 bpf_map_ptr_store(aux, meta->map_ptr,
5863                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
5864         else if (BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) != meta->map_ptr)
5865                 bpf_map_ptr_store(aux, BPF_MAP_PTR_POISON,
5866                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
5867         return 0;
5868 }
5869
5870 static int
5871 record_func_key(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
5872                 int func_id, int insn_idx)
5873 {
5874         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
5875         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg;
5876         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
5877         struct tnum range;
5878         u64 val;
5879         int err;
5880
5881         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
5882                 return 0;
5883         if (!map || map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY) {
5884                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
5885                 return -EINVAL;
5886         }
5887
5888         range = tnum_range(0, map->max_entries - 1);
5889         reg = &regs[BPF_REG_3];
5890
5891         if (!register_is_const(reg) || !tnum_in(range, reg->var_off)) {
5892                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
5893                 return 0;
5894         }
5895
5896         err = mark_chain_precision(env, BPF_REG_3);
5897         if (err)
5898                 return err;
5899
5900         val = reg->var_off.value;
5901         if (bpf_map_key_unseen(aux))
5902                 bpf_map_key_store(aux, val);
5903         else if (!bpf_map_key_poisoned(aux) &&
5904                   bpf_map_key_immediate(aux) != val)
5905                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
5906         return 0;
5907 }
5908
5909 static int check_reference_leak(struct bpf_verifier_env *env)
5910 {
5911         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
5912         int i;
5913
5914         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
5915                 verbose(env, "Unreleased reference id=%d alloc_insn=%d\n",
5916                         state->refs[i].id, state->refs[i].insn_idx);
5917         }
5918         return state->acquired_refs ? -EINVAL : 0;
5919 }
5920
5921 static int check_bpf_snprintf_call(struct bpf_verifier_env *env,
5922                                    struct bpf_reg_state *regs)
5923 {
5924         struct bpf_reg_state *fmt_reg = &regs[BPF_REG_3];
5925         struct bpf_reg_state *data_len_reg = &regs[BPF_REG_5];
5926         struct bpf_map *fmt_map = fmt_reg->map_ptr;
5927         int err, fmt_map_off, num_args;
5928         u64 fmt_addr;
5929         char *fmt;
5930
5931         /* data must be an array of u64 */
5932         if (data_len_reg->var_off.value % 8)
5933                 return -EINVAL;
5934         num_args = data_len_reg->var_off.value / 8;
5935
5936         /* fmt being ARG_PTR_TO_CONST_STR guarantees that var_off is const
5937          * and map_direct_value_addr is set.
5938          */
5939         fmt_map_off = fmt_reg->off + fmt_reg->var_off.value;
5940         err = fmt_map->ops->map_direct_value_addr(fmt_map, &fmt_addr,
5941                                                   fmt_map_off);
5942         if (err) {
5943                 verbose(env, "verifier bug\n");
5944                 return -EFAULT;
5945         }
5946         fmt = (char *)(long)fmt_addr + fmt_map_off;
5947
5948         /* We are also guaranteed that fmt+fmt_map_off is NULL terminated, we
5949          * can focus on validating the format specifiers.
5950          */
5951         err = bpf_bprintf_prepare(fmt, UINT_MAX, NULL, NULL, num_args);
5952         if (err < 0)
5953                 verbose(env, "Invalid format string\n");
5954
5955         return err;
5956 }
5957
5958 static int check_helper_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
5959                              int *insn_idx_p)
5960 {
5961         const struct bpf_func_proto *fn = NULL;
5962         struct bpf_reg_state *regs;
5963         struct bpf_call_arg_meta meta;
5964         int insn_idx = *insn_idx_p;
5965         bool changes_data;
5966         int i, err, func_id;
5967
5968         /* find function prototype */
5969         func_id = insn->imm;
5970         if (func_id < 0 || func_id >= __BPF_FUNC_MAX_ID) {
5971                 verbose(env, "invalid func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
5972                         func_id);
5973                 return -EINVAL;
5974         }
5975
5976         if (env->ops->get_func_proto)
5977                 fn = env->ops->get_func_proto(func_id, env->prog);
5978         if (!fn) {
5979                 verbose(env, "unknown func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
5980                         func_id);
5981                 return -EINVAL;
5982         }
5983
5984         /* eBPF programs must be GPL compatible to use GPL-ed functions */
5985         if (!env->prog->gpl_compatible && fn->gpl_only) {
5986                 verbose(env, "cannot call GPL-restricted function from non-GPL compatible program\n");
5987                 return -EINVAL;
5988         }
5989
5990         if (fn->allowed && !fn->allowed(env->prog)) {
5991                 verbose(env, "helper call is not allowed in probe\n");
5992                 return -EINVAL;
5993         }
5994
5995         /* With LD_ABS/IND some JITs save/restore skb from r1. */
5996         changes_data = bpf_helper_changes_pkt_data(fn->func);
5997         if (changes_data && fn->arg1_type != ARG_PTR_TO_CTX) {
5998                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d: r1 != ctx\n",
5999                         func_id_name(func_id), func_id);
6000                 return -EINVAL;
6001         }
6002
6003         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
6004         meta.pkt_access = fn->pkt_access;
6005
6006         err = check_func_proto(fn, func_id);
6007         if (err) {
6008                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
6009                         func_id_name(func_id), func_id);
6010                 return err;
6011         }
6012
6013         meta.func_id = func_id;
6014         /* check args */
6015         for (i = 0; i < MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS; i++) {
6016                 err = check_func_arg(env, i, &meta, fn);
6017                 if (err)
6018                         return err;
6019         }
6020
6021         err = record_func_map(env, &meta, func_id, insn_idx);
6022         if (err)
6023                 return err;
6024
6025         err = record_func_key(env, &meta, func_id, insn_idx);
6026         if (err)
6027                 return err;
6028
6029         /* Mark slots with STACK_MISC in case of raw mode, stack offset
6030          * is inferred from register state.
6031          */
6032         for (i = 0; i < meta.access_size; i++) {
6033                 err = check_mem_access(env, insn_idx, meta.regno, i, BPF_B,
6034                                        BPF_WRITE, -1, false);
6035                 if (err)
6036                         return err;
6037         }
6038
6039         if (func_id == BPF_FUNC_tail_call) {
6040                 err = check_reference_leak(env);
6041                 if (err) {
6042                         verbose(env, "tail_call would lead to reference leak\n");
6043                         return err;
6044                 }
6045         } else if (is_release_function(func_id)) {
6046                 err = release_reference(env, meta.ref_obj_id);
6047                 if (err) {
6048                         verbose(env, "func %s#%d reference has not been acquired before\n",
6049                                 func_id_name(func_id), func_id);
6050                         return err;
6051                 }
6052         }
6053
6054         regs = cur_regs(env);
6055
6056         /* check that flags argument in get_local_storage(map, flags) is 0,
6057          * this is required because get_local_storage() can't return an error.
6058          */
6059         if (func_id == BPF_FUNC_get_local_storage &&
6060             !register_is_null(&regs[BPF_REG_2])) {
6061                 verbose(env, "get_local_storage() doesn't support non-zero flags\n");
6062                 return -EINVAL;
6063         }
6064
6065         if (func_id == BPF_FUNC_for_each_map_elem) {
6066                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
6067                                         set_map_elem_callback_state);
6068                 if (err < 0)
6069                         return -EINVAL;
6070         }
6071
6072         if (func_id == BPF_FUNC_snprintf) {
6073                 err = check_bpf_snprintf_call(env, regs);
6074                 if (err < 0)
6075                         return err;
6076         }
6077
6078         /* reset caller saved regs */
6079         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
6080                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
6081                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
6082         }
6083
6084         /* helper call returns 64-bit value. */
6085         regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
6086
6087         /* update return register (already marked as written above) */
6088         if (fn->ret_type == RET_INTEGER) {
6089                 /* sets type to SCALAR_VALUE */
6090                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
6091         } else if (fn->ret_type == RET_VOID) {
6092                 regs[BPF_REG_0].type = NOT_INIT;
6093         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL ||
6094                    fn->ret_type == RET_PTR_TO_MAP_VALUE) {
6095                 /* There is no offset yet applied, variable or fixed */
6096                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
6097                 /* remember map_ptr, so that check_map_access()
6098                  * can check 'value_size' boundary of memory access
6099                  * to map element returned from bpf_map_lookup_elem()
6100                  */
6101                 if (meta.map_ptr == NULL) {
6102                         verbose(env,
6103                                 "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
6104                         return -EINVAL;
6105                 }
6106                 regs[BPF_REG_0].map_ptr = meta.map_ptr;
6107                 if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_MAP_VALUE) {
6108                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
6109                         if (map_value_has_spin_lock(meta.map_ptr))
6110                                 regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
6111                 } else {
6112                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL;
6113                 }
6114         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_SOCKET_OR_NULL) {
6115                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
6116                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCKET_OR_NULL;
6117         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL) {
6118                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
6119                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL;
6120         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL) {
6121                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
6122                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL;
6123         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_ALLOC_MEM_OR_NULL) {
6124                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
6125                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM_OR_NULL;
6126                 regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.mem_size;
6127         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_MEM_OR_BTF_ID_OR_NULL ||
6128                    fn->ret_type == RET_PTR_TO_MEM_OR_BTF_ID) {
6129                 const struct btf_type *t;
6130
6131                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
6132                 t = btf_type_skip_modifiers(meta.ret_btf, meta.ret_btf_id, NULL);
6133                 if (!btf_type_is_struct(t)) {
6134                         u32 tsize;
6135                         const struct btf_type *ret;
6136                         const char *tname;
6137
6138                         /* resolve the type size of ksym. */
6139                         ret = btf_resolve_size(meta.ret_btf, t, &tsize);
6140                         if (IS_ERR(ret)) {
6141                                 tname = btf_name_by_offset(meta.ret_btf, t->name_off);
6142                                 verbose(env, "unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
6143                                         tname, PTR_ERR(ret));
6144                                 return -EINVAL;
6145                         }
6146                         regs[BPF_REG_0].type =
6147                                 fn->ret_type == RET_PTR_TO_MEM_OR_BTF_ID ?
6148                                 PTR_TO_MEM : PTR_TO_MEM_OR_NULL;
6149                         regs[BPF_REG_0].mem_size = tsize;
6150                 } else {
6151                         regs[BPF_REG_0].type =
6152                                 fn->ret_type == RET_PTR_TO_MEM_OR_BTF_ID ?
6153                                 PTR_TO_BTF_ID : PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL;
6154                         regs[BPF_REG_0].btf = meta.ret_btf;
6155                         regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.ret_btf_id;
6156                 }
6157         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL ||
6158                    fn->ret_type == RET_PTR_TO_BTF_ID) {
6159                 int ret_btf_id;
6160
6161                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
6162                 regs[BPF_REG_0].type = fn->ret_type == RET_PTR_TO_BTF_ID ?
6163                                                      PTR_TO_BTF_ID :
6164                                                      PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL;
6165                 ret_btf_id = *fn->ret_btf_id;
6166                 if (ret_btf_id == 0) {
6167                         verbose(env, "invalid return type %d of func %s#%d\n",
6168                                 fn->ret_type, func_id_name(func_id), func_id);
6169                         return -EINVAL;
6170                 }
6171                 /* current BPF helper definitions are only coming from
6172                  * built-in code with type IDs from  vmlinux BTF
6173                  */
6174                 regs[BPF_REG_0].btf = btf_vmlinux;
6175                 regs[BPF_REG_0].btf_id = ret_btf_id;
6176         } else {
6177                 verbose(env, "unknown return type %d of func %s#%d\n",
6178                         fn->ret_type, func_id_name(func_id), func_id);
6179                 return -EINVAL;
6180         }
6181
6182         if (reg_type_may_be_null(regs[BPF_REG_0].type))
6183                 regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
6184
6185         if (is_ptr_cast_function(func_id)) {
6186                 /* For release_reference() */
6187                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
6188         } else if (is_acquire_function(func_id, meta.map_ptr)) {
6189                 int id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
6190
6191                 if (id < 0)
6192                         return id;
6193                 /* For mark_ptr_or_null_reg() */
6194                 regs[BPF_REG_0].id = id;
6195                 /* For release_reference() */
6196                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = id;
6197         }
6198
6199         do_refine_retval_range(regs, fn->ret_type, func_id, &meta);
6200
6201         err = check_map_func_compatibility(env, meta.map_ptr, func_id);
6202         if (err)
6203                 return err;
6204
6205         if ((func_id == BPF_FUNC_get_stack ||
6206              func_id == BPF_FUNC_get_task_stack) &&
6207             !env->prog->has_callchain_buf) {
6208                 const char *err_str;
6209
6210 #ifdef CONFIG_PERF_EVENTS
6211                 err = get_callchain_buffers(sysctl_perf_event_max_stack);
6212                 err_str = "cannot get callchain buffer for func %s#%d\n";
6213 #else
6214                 err = -ENOTSUPP;
6215                 err_str = "func %s#%d not supported without CONFIG_PERF_EVENTS\n";
6216 #endif
6217                 if (err) {
6218                         verbose(env, err_str, func_id_name(func_id), func_id);
6219                         return err;
6220                 }
6221
6222                 env->prog->has_callchain_buf = true;
6223         }
6224
6225         if (func_id == BPF_FUNC_get_stackid || func_id == BPF_FUNC_get_stack)
6226                 env->prog->call_get_stack = true;
6227
6228         if (changes_data)
6229                 clear_all_pkt_pointers(env);
6230         return 0;
6231 }
6232
6233 /* mark_btf_func_reg_size() is used when the reg size is determined by
6234  * the BTF func_proto's return value size and argument.
6235  */
6236 static void mark_btf_func_reg_size(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
6237                                    size_t reg_size)
6238 {
6239         struct bpf_reg_state *reg = &cur_regs(env)[regno];
6240
6241         if (regno == BPF_REG_0) {
6242                 /* Function return value */
6243                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
6244                 reg->subreg_def = reg_size == sizeof(u64) ?
6245                         DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
6246         } else {
6247                 /* Function argument */
6248                 if (reg_size == sizeof(u64)) {
6249                         mark_insn_zext(env, reg);
6250                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
6251                 } else {
6252                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ32);
6253                 }
6254         }
6255 }
6256
6257 static int check_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
6258 {
6259         const struct btf_type *t, *func, *func_proto, *ptr_type;
6260         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
6261         const char *func_name, *ptr_type_name;
6262         u32 i, nargs, func_id, ptr_type_id;
6263         const struct btf_param *args;
6264         int err;
6265
6266         func_id = insn->imm;
6267         func = btf_type_by_id(btf_vmlinux, func_id);
6268         func_name = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, func->name_off);
6269         func_proto = btf_type_by_id(btf_vmlinux, func->type);
6270
6271         if (!env->ops->check_kfunc_call ||
6272             !env->ops->check_kfunc_call(func_id)) {
6273                 verbose(env, "calling kernel function %s is not allowed\n",
6274                         func_name);
6275                 return -EACCES;
6276         }
6277
6278         /* Check the arguments */
6279         err = btf_check_kfunc_arg_match(env, btf_vmlinux, func_id, regs);
6280         if (err)
6281                 return err;
6282
6283         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++)
6284                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
6285
6286         /* Check return type */
6287         t = btf_type_skip_modifiers(btf_vmlinux, func_proto->type, NULL);
6288         if (btf_type_is_scalar(t)) {
6289                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
6290                 mark_btf_func_reg_size(env, BPF_REG_0, t->size);
6291         } else if (btf_type_is_ptr(t)) {
6292                 ptr_type = btf_type_skip_modifiers(btf_vmlinux, t->type,
6293                                                    &ptr_type_id);
6294                 if (!btf_type_is_struct(ptr_type)) {
6295                         ptr_type_name = btf_name_by_offset(btf_vmlinux,
6296                                                            ptr_type->name_off);
6297                         verbose(env, "kernel function %s returns pointer type %s %s is not supported\n",
6298                                 func_name, btf_type_str(ptr_type),
6299                                 ptr_type_name);
6300                         return -EINVAL;
6301                 }
6302                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
6303                 regs[BPF_REG_0].btf = btf_vmlinux;
6304                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID;
6305                 regs[BPF_REG_0].btf_id = ptr_type_id;
6306                 mark_btf_func_reg_size(env, BPF_REG_0, sizeof(void *));
6307         } /* else { add_kfunc_call() ensures it is btf_type_is_void(t) } */
6308
6309         nargs = btf_type_vlen(func_proto);
6310         args = (const struct btf_param *)(func_proto + 1);
6311         for (i = 0; i < nargs; i++) {
6312                 u32 regno = i + 1;
6313
6314                 t = btf_type_skip_modifiers(btf_vmlinux, args[i].type, NULL);
6315                 if (btf_type_is_ptr(t))
6316                         mark_btf_func_reg_size(env, regno, sizeof(void *));
6317                 else
6318                         /* scalar. ensured by btf_check_kfunc_arg_match() */
6319                         mark_btf_func_reg_size(env, regno, t->size);
6320         }
6321
6322         return 0;
6323 }
6324
6325 static bool signed_add_overflows(s64 a, s64 b)
6326 {
6327         /* Do the add in u64, where overflow is well-defined */
6328         s64 res = (s64)((u64)a + (u64)b);
6329
6330         if (b < 0)
6331                 return res > a;
6332         return res < a;
6333 }
6334
6335 static bool signed_add32_overflows(s32 a, s32 b)
6336 {
6337         /* Do the add in u32, where overflow is well-defined */
6338         s32 res = (s32)((u32)a + (u32)b);
6339
6340         if (b < 0)
6341                 return res > a;
6342         return res < a;
6343 }
6344
6345 static bool signed_sub_overflows(s64 a, s64 b)
6346 {
6347         /* Do the sub in u64, where overflow is well-defined */
6348         s64 res = (s64)((u64)a - (u64)b);
6349
6350         if (b < 0)
6351                 return res < a;
6352         return res > a;
6353 }
6354
6355 static bool signed_sub32_overflows(s32 a, s32 b)
6356 {
6357         /* Do the sub in u32, where overflow is well-defined */
6358         s32 res = (s32)((u32)a - (u32)b);
6359
6360         if (b < 0)
6361                 return res < a;
6362         return res > a;
6363 }
6364
6365 static bool check_reg_sane_offset(struct bpf_verifier_env *env,
6366                                   const struct bpf_reg_state *reg,
6367                                   enum bpf_reg_type type)
6368 {
6369         bool known = tnum_is_const(reg->var_off);
6370         s64 val = reg->var_off.value;
6371         s64 smin = reg->smin_value;
6372
6373         if (known && (val >= BPF_MAX_VAR_OFF || val <= -BPF_MAX_VAR_OFF)) {
6374                 verbose(env, "math between %s pointer and %lld is not allowed\n",
6375                         reg_type_str[type], val);
6376                 return false;
6377         }
6378
6379         if (reg->off >= BPF_MAX_VAR_OFF || reg->off <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
6380                 verbose(env, "%s pointer offset %d is not allowed\n",
6381                         reg_type_str[type], reg->off);
6382                 return false;
6383         }
6384
6385         if (smin == S64_MIN) {
6386                 verbose(env, "math between %s pointer and register with unbounded min value is not allowed\n",
6387                         reg_type_str[type]);
6388                 return false;
6389         }
6390
6391         if (smin >= BPF_MAX_VAR_OFF || smin <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
6392                 verbose(env, "value %lld makes %s pointer be out of bounds\n",
6393                         smin, reg_type_str[type]);
6394                 return false;
6395         }
6396
6397         return true;
6398 }
6399
6400 static struct bpf_insn_aux_data *cur_aux(struct bpf_verifier_env *env)
6401 {
6402         return &env->insn_aux_data[env->insn_idx];
6403 }
6404
6405 enum {
6406         REASON_BOUNDS   = -1,
6407         REASON_TYPE     = -2,
6408         REASON_PATHS    = -3,
6409         REASON_LIMIT    = -4,
6410         REASON_STACK    = -5,
6411 };
6412
6413 static int retrieve_ptr_limit(const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
6414                               u32 *alu_limit, bool mask_to_left)
6415 {
6416         u32 max = 0, ptr_limit = 0;
6417
6418         switch (ptr_reg->type) {
6419         case PTR_TO_STACK:
6420                 /* Offset 0 is out-of-bounds, but acceptable start for the
6421                  * left direction, see BPF_REG_FP. Also, unknown scalar
6422                  * offset where we would need to deal with min/max bounds is
6423                  * currently prohibited for unprivileged.
6424                  */
6425                 max = MAX_BPF_STACK + mask_to_left;
6426                 ptr_limit = -(ptr_reg->var_off.value + ptr_reg->off);
6427                 break;
6428         case PTR_TO_MAP_VALUE:
6429                 max = ptr_reg->map_ptr->value_size;
6430                 ptr_limit = (mask_to_left ?
6431                              ptr_reg->smin_value :
6432                              ptr_reg->umax_value) + ptr_reg->off;
6433                 break;
6434         default:
6435                 return REASON_TYPE;
6436         }
6437
6438         if (ptr_limit >= max)
6439                 return REASON_LIMIT;
6440         *alu_limit = ptr_limit;
6441         return 0;
6442 }
6443
6444 static bool can_skip_alu_sanitation(const struct bpf_verifier_env *env,
6445                                     const struct bpf_insn *insn)
6446 {
6447         return env->bypass_spec_v1 || BPF_SRC(insn->code) == BPF_K;
6448 }
6449
6450 static int update_alu_sanitation_state(struct bpf_insn_aux_data *aux,
6451                                        u32 alu_state, u32 alu_limit)
6452 {
6453         /* If we arrived here from different branches with different
6454          * state or limits to sanitize, then this won't work.
6455          */
6456         if (aux->alu_state &&
6457             (aux->alu_state != alu_state ||
6458              aux->alu_limit != alu_limit))
6459                 return REASON_PATHS;
6460
6461         /* Corresponding fixup done in do_misc_fixups(). */
6462         aux->alu_state = alu_state;
6463         aux->alu_limit = alu_limit;
6464         return 0;
6465 }
6466
6467 static int sanitize_val_alu(struct bpf_verifier_env *env,
6468                             struct bpf_insn *insn)
6469 {
6470         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
6471
6472         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
6473                 return 0;
6474
6475         return update_alu_sanitation_state(aux, BPF_ALU_NON_POINTER, 0);
6476 }
6477
6478 static bool sanitize_needed(u8 opcode)
6479 {
6480         return opcode == BPF_ADD || opcode == BPF_SUB;
6481 }
6482
6483 struct bpf_sanitize_info {
6484         struct bpf_insn_aux_data aux;
6485         bool mask_to_left;
6486 };
6487
6488 static struct bpf_verifier_state *
6489 sanitize_speculative_path(struct bpf_verifier_env *env,
6490                           const struct bpf_insn *insn,
6491                           u32 next_idx, u32 curr_idx)
6492 {
6493         struct bpf_verifier_state *branch;
6494         struct bpf_reg_state *regs;
6495
6496         branch = push_stack(env, next_idx, curr_idx, true);
6497         if (branch && insn) {
6498                 regs = branch->frame[branch->curframe]->regs;
6499                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
6500                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
6501                 } else if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
6502                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
6503                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->src_reg);
6504                 }
6505         }
6506         return branch;
6507 }
6508
6509 static int sanitize_ptr_alu(struct bpf_verifier_env *env,
6510                             struct bpf_insn *insn,
6511                             const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
6512                             const struct bpf_reg_state *off_reg,
6513                             struct bpf_reg_state *dst_reg,
6514                             struct bpf_sanitize_info *info,
6515                             const bool commit_window)
6516 {
6517         struct bpf_insn_aux_data *aux = commit_window ? cur_aux(env) : &info->aux;
6518         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
6519         bool off_is_imm = tnum_is_const(off_reg->var_off);
6520         bool off_is_neg = off_reg->smin_value < 0;
6521         bool ptr_is_dst_reg = ptr_reg == dst_reg;
6522         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
6523         u32 alu_state, alu_limit;
6524         struct bpf_reg_state tmp;
6525         bool ret;
6526         int err;
6527
6528         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
6529                 return 0;
6530
6531         /* We already marked aux for masking from non-speculative
6532          * paths, thus we got here in the first place. We only care
6533          * to explore bad access from here.
6534          */
6535         if (vstate->speculative)
6536                 goto do_sim;
6537
6538         if (!commit_window) {
6539                 if (!tnum_is_const(off_reg->var_off) &&
6540                     (off_reg->smin_value < 0) != (off_reg->smax_value < 0))
6541                         return REASON_BOUNDS;
6542
6543                 info->mask_to_left = (opcode == BPF_ADD &&  off_is_neg) ||
6544                                      (opcode == BPF_SUB && !off_is_neg);
6545         }
6546
6547         err = retrieve_ptr_limit(ptr_reg, &alu_limit, info->mask_to_left);
6548         if (err < 0)
6549                 return err;
6550
6551         if (commit_window) {
6552                 /* In commit phase we narrow the masking window based on
6553                  * the observed pointer move after the simulated operation.
6554                  */
6555                 alu_state = info->aux.alu_state;
6556                 alu_limit = abs(info->aux.alu_limit - alu_limit);
6557         } else {
6558                 alu_state  = off_is_neg ? BPF_ALU_NEG_VALUE : 0;
6559                 alu_state |= off_is_imm ? BPF_ALU_IMMEDIATE : 0;
6560                 alu_state |= ptr_is_dst_reg ?
6561                              BPF_ALU_SANITIZE_SRC : BPF_ALU_SANITIZE_DST;
6562         }
6563
6564         err = update_alu_sanitation_state(aux, alu_state, alu_limit);
6565         if (err < 0)
6566                 return err;
6567 do_sim:
6568         /* If we're in commit phase, we're done here given we already
6569          * pushed the truncated dst_reg into the speculative verification
6570          * stack.
6571          *
6572          * Also, when register is a known constant, we rewrite register-based
6573          * operation to immediate-based, and thus do not need masking (and as
6574          * a consequence, do not need to simulate the zero-truncation either).
6575          */
6576         if (commit_window || off_is_imm)
6577                 return 0;
6578
6579         /* Simulate and find potential out-of-bounds access under
6580          * speculative execution from truncation as a result of
6581          * masking when off was not within expected range. If off
6582          * sits in dst, then we temporarily need to move ptr there
6583          * to simulate dst (== 0) +/-= ptr. Needed, for example,
6584          * for cases where we use K-based arithmetic in one direction
6585          * and truncated reg-based in the other in order to explore
6586          * bad access.
6587          */
6588         if (!ptr_is_dst_reg) {
6589                 tmp = *dst_reg;
6590                 *dst_reg = *ptr_reg;
6591         }
6592         ret = sanitize_speculative_path(env, NULL, env->insn_idx + 1,
6593                                         env->insn_idx);
6594         if (!ptr_is_dst_reg && ret)
6595                 *dst_reg = tmp;
6596         return !ret ? REASON_STACK : 0;
6597 }
6598
6599 static void sanitize_mark_insn_seen(struct bpf_verifier_env *env)
6600 {
6601         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
6602
6603         /* If we simulate paths under speculation, we don't update the
6604          * insn as 'seen' such that when we verify unreachable paths in
6605          * the non-speculative domain, sanitize_dead_code() can still
6606          * rewrite/sanitize them.
6607          */
6608         if (!vstate->speculative)
6609                 env->insn_aux_data[env->insn_idx].seen = env->pass_cnt;
6610 }
6611
6612 static int sanitize_err(struct bpf_verifier_env *env,
6613                         const struct bpf_insn *insn, int reason,
6614                         const struct bpf_reg_state *off_reg,
6615                         const struct bpf_reg_state *dst_reg)
6616 {
6617         static const char *err = "pointer arithmetic with it prohibited for !root";
6618         const char *op = BPF_OP(insn->code) == BPF_ADD ? "add" : "sub";
6619         u32 dst = insn->dst_reg, src = insn->src_reg;
6620
6621         switch (reason) {
6622         case REASON_BOUNDS:
6623                 verbose(env, "R%d has unknown scalar with mixed signed bounds, %s\n",
6624                         off_reg == dst_reg ? dst : src, err);
6625                 break;
6626         case REASON_TYPE:
6627                 verbose(env, "R%d has pointer with unsupported alu operation, %s\n",
6628                         off_reg == dst_reg ? src : dst, err);
6629                 break;
6630         case REASON_PATHS:
6631                 verbose(env, "R%d tried to %s from different maps, paths or scalars, %s\n",
6632                         dst, op, err);
6633                 break;
6634         case REASON_LIMIT:
6635                 verbose(env, "R%d tried to %s beyond pointer bounds, %s\n",
6636                         dst, op, err);
6637                 break;
6638         case REASON_STACK:
6639                 verbose(env, "R%d could not be pushed for speculative verification, %s\n",
6640                         dst, err);
6641                 break;
6642         default:
6643                 verbose(env, "verifier internal error: unknown reason (%d)\n",
6644                         reason);
6645                 break;
6646         }
6647
6648         return -EACCES;
6649 }
6650
6651 /* check that stack access falls within stack limits and that 'reg' doesn't
6652  * have a variable offset.
6653  *
6654  * Variable offset is prohibited for unprivileged mode for simplicity since it
6655  * requires corresponding support in Spectre masking for stack ALU.  See also
6656  * retrieve_ptr_limit().
6657  *
6658  *
6659  * 'off' includes 'reg->off'.
6660  */
6661 static int check_stack_access_for_ptr_arithmetic(
6662                                 struct bpf_verifier_env *env,
6663                                 int regno,
6664                                 const struct bpf_reg_state *reg,
6665                                 int off)
6666 {
6667         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
6668                 char tn_buf[48];
6669
6670                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
6671                 verbose(env, "R%d variable stack access prohibited for !root, var_off=%s off=%d\n",
6672                         regno, tn_buf, off);
6673                 return -EACCES;
6674         }
6675
6676         if (off >= 0 || off < -MAX_BPF_STACK) {
6677                 verbose(env, "R%d stack pointer arithmetic goes out of range, "
6678                         "prohibited for !root; off=%d\n", regno, off);
6679                 return -EACCES;
6680         }
6681
6682         return 0;
6683 }
6684
6685 static int sanitize_check_bounds(struct bpf_verifier_env *env,
6686                                  const struct bpf_insn *insn,
6687                                  const struct bpf_reg_state *dst_reg)
6688 {
6689         u32 dst = insn->dst_reg;
6690
6691         /* For unprivileged we require that resulting offset must be in bounds
6692          * in order to be able to sanitize access later on.
6693          */
6694         if (env->bypass_spec_v1)
6695                 return 0;
6696
6697         switch (dst_reg->type) {
6698         case PTR_TO_STACK:
6699                 if (check_stack_access_for_ptr_arithmetic(env, dst, dst_reg,
6700                                         dst_reg->off + dst_reg->var_off.value))
6701                         return -EACCES;
6702                 break;
6703         case PTR_TO_MAP_VALUE:
6704                 if (check_map_access(env, dst, dst_reg->off, 1, false)) {
6705                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic of map value goes out of range, "
6706                                 "prohibited for !root\n", dst);
6707                         return -EACCES;
6708                 }
6709                 break;
6710         default:
6711                 break;
6712         }
6713
6714         return 0;
6715 }
6716
6717 /* Handles arithmetic on a pointer and a scalar: computes new min/max and var_off.
6718  * Caller should also handle BPF_MOV case separately.
6719  * If we return -EACCES, caller may want to try again treating pointer as a
6720  * scalar.  So we only emit a diagnostic if !env->allow_ptr_leaks.
6721  */
6722 static int adjust_ptr_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
6723                                    struct bpf_insn *insn,
6724                                    const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
6725                                    const struct bpf_reg_state *off_reg)
6726 {
6727         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
6728         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
6729         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg;
6730         bool known = tnum_is_const(off_reg->var_off);
6731         s64 smin_val = off_reg->smin_value, smax_val = off_reg->smax_value,
6732             smin_ptr = ptr_reg->smin_value, smax_ptr = ptr_reg->smax_value;
6733         u64 umin_val = off_reg->umin_value, umax_val = off_reg->umax_value,
6734             umin_ptr = ptr_reg->umin_value, umax_ptr = ptr_reg->umax_value;
6735         struct bpf_sanitize_info info = {};
6736         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
6737         u32 dst = insn->dst_reg;
6738         int ret;
6739
6740         dst_reg = &regs[dst];
6741
6742         if ((known && (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
6743             smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
6744                 /* Taint dst register if offset had invalid bounds derived from
6745                  * e.g. dead branches.
6746                  */
6747                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
6748                 return 0;
6749         }
6750
6751         if (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64) {
6752                 /* 32-bit ALU ops on pointers produce (meaningless) scalars */
6753                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
6754                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
6755                         return 0;
6756                 }
6757
6758                 verbose(env,
6759                         "R%d 32-bit pointer arithmetic prohibited\n",
6760                         dst);
6761                 return -EACCES;
6762         }
6763
6764         switch (ptr_reg->type) {
6765         case PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL:
6766                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited, null-check it first\n",
6767                         dst, reg_type_str[ptr_reg->type]);
6768                 return -EACCES;
6769         case CONST_PTR_TO_MAP:
6770                 /* smin_val represents the known value */
6771                 if (known && smin_val == 0 && opcode == BPF_ADD)
6772                         break;
6773                 fallthrough;
6774         case PTR_TO_PACKET_END:
6775         case PTR_TO_SOCKET:
6776         case PTR_TO_SOCKET_OR_NULL:
6777         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
6778         case PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL:
6779         case PTR_TO_TCP_SOCK:
6780         case PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL:
6781         case PTR_TO_XDP_SOCK:
6782                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited\n",
6783                         dst, reg_type_str[ptr_reg->type]);
6784                 return -EACCES;
6785         default:
6786                 break;
6787         }
6788
6789         /* In case of 'scalar += pointer', dst_reg inherits pointer type and id.
6790          * The id may be overwritten later if we create a new variable offset.
6791          */
6792         dst_reg->type = ptr_reg->type;
6793         dst_reg->id = ptr_reg->id;
6794
6795         if (!check_reg_sane_offset(env, off_reg, ptr_reg->type) ||
6796             !check_reg_sane_offset(env, ptr_reg, ptr_reg->type))
6797                 return -EINVAL;
6798
6799         /* pointer types do not carry 32-bit bounds at the moment. */
6800         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
6801
6802         if (sanitize_needed(opcode)) {
6803                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, ptr_reg, off_reg, dst_reg,
6804                                        &info, false);
6805                 if (ret < 0)
6806                         return sanitize_err(env, insn, ret, off_reg, dst_reg);
6807         }
6808
6809         switch (opcode) {
6810         case BPF_ADD:
6811                 /* We can take a fixed offset as long as it doesn't overflow
6812                  * the s32 'off' field
6813                  */
6814                 if (known && (ptr_reg->off + smin_val ==
6815                               (s64)(s32)(ptr_reg->off + smin_val))) {
6816                         /* pointer += K.  Accumulate it into fixed offset */
6817                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
6818                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
6819                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
6820                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
6821                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
6822                         dst_reg->off = ptr_reg->off + smin_val;
6823                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
6824                         break;
6825                 }
6826                 /* A new variable offset is created.  Note that off_reg->off
6827                  * == 0, since it's a scalar.
6828                  * dst_reg gets the pointer type and since some positive
6829                  * integer value was added to the pointer, give it a new 'id'
6830                  * if it's a PTR_TO_PACKET.
6831                  * this creates a new 'base' pointer, off_reg (variable) gets
6832                  * added into the variable offset, and we copy the fixed offset
6833                  * from ptr_reg.
6834                  */
6835                 if (signed_add_overflows(smin_ptr, smin_val) ||
6836                     signed_add_overflows(smax_ptr, smax_val)) {
6837                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
6838                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
6839                 } else {
6840                         dst_reg->smin_value = smin_ptr + smin_val;
6841                         dst_reg->smax_value = smax_ptr + smax_val;
6842                 }
6843                 if (umin_ptr + umin_val < umin_ptr ||
6844                     umax_ptr + umax_val < umax_ptr) {
6845                         dst_reg->umin_value = 0;
6846                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
6847                 } else {
6848                         dst_reg->umin_value = umin_ptr + umin_val;
6849                         dst_reg->umax_value = umax_ptr + umax_val;
6850                 }
6851                 dst_reg->var_off = tnum_add(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
6852                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
6853                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
6854                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
6855                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
6856                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
6857                         memset(&dst_reg->raw, 0, sizeof(dst_reg->raw));
6858                 }
6859                 break;
6860         case BPF_SUB:
6861                 if (dst_reg == off_reg) {
6862                         /* scalar -= pointer.  Creates an unknown scalar */
6863                         verbose(env, "R%d tried to subtract pointer from scalar\n",
6864                                 dst);
6865                         return -EACCES;
6866                 }
6867                 /* We don't allow subtraction from FP, because (according to
6868                  * test_verifier.c test "invalid fp arithmetic", JITs might not
6869                  * be able to deal with it.
6870                  */
6871                 if (ptr_reg->type == PTR_TO_STACK) {
6872                         verbose(env, "R%d subtraction from stack pointer prohibited\n",
6873                                 dst);
6874                         return -EACCES;
6875                 }
6876                 if (known && (ptr_reg->off - smin_val ==
6877                               (s64)(s32)(ptr_reg->off - smin_val))) {
6878                         /* pointer -= K.  Subtract it from fixed offset */
6879                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
6880                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
6881                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
6882                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
6883                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
6884                         dst_reg->id = ptr_reg->id;
6885                         dst_reg->off = ptr_reg->off - smin_val;
6886                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
6887                         break;
6888                 }
6889                 /* A new variable offset is created.  If the subtrahend is known
6890                  * nonnegative, then any reg->range we had before is still good.
6891                  */
6892                 if (signed_sub_overflows(smin_ptr, smax_val) ||
6893                     signed_sub_overflows(smax_ptr, smin_val)) {
6894                         /* Overflow possible, we know nothing */
6895                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
6896                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
6897                 } else {
6898                         dst_reg->smin_value = smin_ptr - smax_val;
6899                         dst_reg->smax_value = smax_ptr - smin_val;
6900                 }
6901                 if (umin_ptr < umax_val) {
6902                         /* Overflow possible, we know nothing */
6903                         dst_reg->umin_value = 0;
6904                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
6905                 } else {
6906                         /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
6907                         dst_reg->umin_value = umin_ptr - umax_val;
6908                         dst_reg->umax_value = umax_ptr - umin_val;
6909                 }
6910                 dst_reg->var_off = tnum_sub(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
6911                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
6912                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
6913                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
6914                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
6915                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
6916                         if (smin_val < 0)
6917                                 memset(&dst_reg->raw, 0, sizeof(dst_reg->raw));
6918                 }
6919                 break;
6920         case BPF_AND:
6921         case BPF_OR:
6922         case BPF_XOR:
6923                 /* bitwise ops on pointers are troublesome, prohibit. */
6924                 verbose(env, "R%d bitwise operator %s on pointer prohibited\n",
6925                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
6926                 return -EACCES;
6927         default:
6928                 /* other operators (e.g. MUL,LSH) produce non-pointer results */
6929                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic with %s operator prohibited\n",
6930                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
6931                 return -EACCES;
6932         }
6933
6934         if (!check_reg_sane_offset(env, dst_reg, ptr_reg->type))
6935                 return -EINVAL;
6936
6937         __update_reg_bounds(dst_reg);
6938         __reg_deduce_bounds(dst_reg);
6939         __reg_bound_offset(dst_reg);
6940
6941         if (sanitize_check_bounds(env, insn, dst_reg) < 0)
6942                 return -EACCES;
6943         if (sanitize_needed(opcode)) {
6944                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, dst_reg, off_reg, dst_reg,
6945                                        &info, true);
6946                 if (ret < 0)
6947                         return sanitize_err(env, insn, ret, off_reg, dst_reg);
6948         }
6949
6950         return 0;
6951 }
6952
6953 static void scalar32_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6954                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
6955 {
6956         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
6957         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
6958         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
6959         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
6960
6961         if (signed_add32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smin_val) ||
6962             signed_add32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smax_val)) {
6963                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
6964                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
6965         } else {
6966                 dst_reg->s32_min_value += smin_val;
6967                 dst_reg->s32_max_value += smax_val;
6968         }
6969         if (dst_reg->u32_min_value + umin_val < umin_val ||
6970             dst_reg->u32_max_value + umax_val < umax_val) {
6971                 dst_reg->u32_min_value = 0;
6972                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
6973         } else {
6974                 dst_reg->u32_min_value += umin_val;
6975                 dst_reg->u32_max_value += umax_val;
6976         }
6977 }
6978
6979 static void scalar_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6980                                struct bpf_reg_state *src_reg)
6981 {
6982         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
6983         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
6984         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
6985         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
6986
6987         if (signed_add_overflows(dst_reg->smin_value, smin_val) ||
6988             signed_add_overflows(dst_reg->smax_value, smax_val)) {
6989                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
6990                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
6991         } else {
6992                 dst_reg->smin_value += smin_val;
6993                 dst_reg->smax_value += smax_val;
6994         }
6995         if (dst_reg->umin_value + umin_val < umin_val ||
6996             dst_reg->umax_value + umax_val < umax_val) {
6997                 dst_reg->umin_value = 0;
6998                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
6999         } else {
7000                 dst_reg->umin_value += umin_val;
7001                 dst_reg->umax_value += umax_val;
7002         }
7003 }
7004
7005 static void scalar32_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
7006                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
7007 {
7008         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
7009         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
7010         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
7011         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
7012
7013         if (signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smax_val) ||
7014             signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smin_val)) {
7015                 /* Overflow possible, we know nothing */
7016                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
7017                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
7018         } else {
7019                 dst_reg->s32_min_value -= smax_val;
7020                 dst_reg->s32_max_value -= smin_val;
7021         }
7022         if (dst_reg->u32_min_value < umax_val) {
7023                 /* Overflow possible, we know nothing */
7024                 dst_reg->u32_min_value = 0;
7025                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
7026         } else {
7027                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
7028                 dst_reg->u32_min_value -= umax_val;
7029                 dst_reg->u32_max_value -= umin_val;
7030         }
7031 }
7032
7033 static void scalar_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
7034                                struct bpf_reg_state *src_reg)
7035 {
7036         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
7037         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
7038         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
7039         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
7040
7041         if (signed_sub_overflows(dst_reg->smin_value, smax_val) ||
7042             signed_sub_overflows(dst_reg->smax_value, smin_val)) {
7043                 /* Overflow possible, we know nothing */
7044                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
7045                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
7046         } else {
7047                 dst_reg->smin_value -= smax_val;
7048                 dst_reg->smax_value -= smin_val;
7049         }
7050         if (dst_reg->umin_value < umax_val) {
7051                 /* Overflow possible, we know nothing */
7052                 dst_reg->umin_value = 0;
7053                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
7054         } else {
7055                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
7056                 dst_reg->umin_value -= umax_val;
7057                 dst_reg->umax_value -= umin_val;
7058         }
7059 }
7060
7061 static void scalar32_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
7062                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
7063 {
7064         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
7065         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
7066         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
7067
7068         if (smin_val < 0 || dst_reg->s32_min_value < 0) {
7069                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
7070                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
7071                 return;
7072         }
7073         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
7074          * copy the result to signed (unless it exceeds S32_MAX).
7075          */
7076         if (umax_val > U16_MAX || dst_reg->u32_max_value > U16_MAX) {
7077                 /* Potential overflow, we know nothing */
7078                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
7079                 return;
7080         }
7081         dst_reg->u32_min_value *= umin_val;
7082         dst_reg->u32_max_value *= umax_val;
7083         if (dst_reg->u32_max_value > S32_MAX) {
7084                 /* Overflow possible, we know nothing */
7085                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
7086                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
7087         } else {
7088                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
7089                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
7090         }
7091 }
7092
7093 static void scalar_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
7094                                struct bpf_reg_state *src_reg)
7095 {
7096         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
7097         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
7098         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
7099
7100         if (smin_val < 0 || dst_reg->smin_value < 0) {
7101                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
7102                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
7103                 return;
7104         }
7105         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
7106          * copy the result to signed (unless it exceeds S64_MAX).
7107          */
7108         if (umax_val > U32_MAX || dst_reg->umax_value > U32_MAX) {
7109                 /* Potential overflow, we know nothing */
7110                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
7111                 return;
7112         }
7113         dst_reg->umin_value *= umin_val;
7114         dst_reg->umax_value *= umax_val;
7115         if (dst_reg->umax_value > S64_MAX) {
7116                 /* Overflow possible, we know nothing */
7117                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
7118                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
7119         } else {
7120                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
7121                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
7122         }
7123 }
7124
7125 static void scalar32_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
7126                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
7127 {
7128         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
7129         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
7130         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
7131         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
7132         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
7133
7134         if (src_known && dst_known) {
7135                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
7136                 return;
7137         }
7138
7139         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
7140          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
7141          */
7142         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
7143         dst_reg->u32_max_value = min(dst_reg->u32_max_value, umax_val);
7144         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
7145                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
7146                  * ain't nobody got time for that.
7147                  */
7148                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
7149                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
7150         } else {
7151                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
7152                  * cast result into s64.
7153                  */
7154                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
7155                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
7156         }
7157 }
7158
7159 static void scalar_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
7160                                struct bpf_reg_state *src_reg)
7161 {
7162         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
7163         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
7164         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
7165         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
7166
7167         if (src_known && dst_known) {
7168                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
7169                 return;
7170         }
7171
7172         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
7173          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
7174          */
7175         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
7176         dst_reg->umax_value = min(dst_reg->umax_value, umax_val);
7177         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
7178                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
7179                  * ain't nobody got time for that.
7180                  */
7181                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
7182                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
7183         } else {
7184                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
7185                  * cast result into s64.
7186                  */
7187                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
7188                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
7189         }
7190         /* We may learn something more from the var_off */
7191         __update_reg_bounds(dst_reg);
7192 }
7193
7194 static void scalar32_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
7195                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
7196 {
7197         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
7198         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
7199         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
7200         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
7201         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
7202
7203         if (src_known && dst_known) {
7204                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
7205                 return;
7206         }
7207
7208         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
7209          * maximum of the operands' minima
7210          */
7211         dst_reg->u32_min_value = max(dst_reg->u32_min_value, umin_val);
7212         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
7213         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
7214                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
7215                  * ain't nobody got time for that.
7216                  */
7217                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
7218                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
7219         } else {
7220                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
7221                  * cast result into s64.
7222                  */
7223                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
7224                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
7225         }
7226 }
7227
7228 static void scalar_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
7229                               struct bpf_reg_state *src_reg)
7230 {
7231         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
7232         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
7233         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
7234         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
7235
7236         if (src_known && dst_known) {
7237                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
7238                 return;
7239         }
7240
7241         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
7242          * maximum of the operands' minima
7243          */
7244         dst_reg->umin_value = max(dst_reg->umin_value, umin_val);
7245         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
7246         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
7247                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
7248                  * ain't nobody got time for that.
7249                  */
7250                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
7251                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
7252         } else {
7253                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
7254                  * cast result into s64.
7255                  */
7256                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
7257                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
7258         }
7259         /* We may learn something more from the var_off */
7260         __update_reg_bounds(dst_reg);
7261 }
7262
7263 static void scalar32_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
7264                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
7265 {
7266         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
7267         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
7268         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
7269         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
7270
7271         if (src_known && dst_known) {
7272                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
7273                 return;
7274         }
7275
7276         /* We get both minimum and maximum from the var32_off. */
7277         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
7278         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
7279
7280         if (dst_reg->s32_min_value >= 0 && smin_val >= 0) {
7281                 /* XORing two positive sign numbers gives a positive,
7282                  * so safe to cast u32 result into s32.
7283                  */
7284                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
7285                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
7286         } else {
7287                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
7288                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
7289         }
7290 }
7291
7292 static void scalar_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
7293                                struct bpf_reg_state *src_reg)
7294 {
7295         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
7296         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
7297         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
7298
7299         if (src_known && dst_known) {
7300                 /* dst_reg->var_off.value has been updated earlier */
7301                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
7302                 return;
7303         }
7304
7305         /* We get both minimum and maximum from the var_off. */
7306         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
7307         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
7308
7309         if (dst_reg->smin_value >= 0 && smin_val >= 0) {
7310                 /* XORing two positive sign numbers gives a positive,
7311                  * so safe to cast u64 result into s64.
7312                  */
7313                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
7314                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
7315         } else {
7316                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
7317                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
7318         }
7319
7320         __update_reg_bounds(dst_reg);
7321 }
7322
7323 static void __scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
7324                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
7325 {
7326         /* We lose all sign bit information (except what we can pick
7327          * up from var_off)
7328          */
7329         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
7330         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
7331         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
7332         if (umax_val > 31 || dst_reg->u32_max_value > 1ULL << (31 - umax_val)) {
7333                 dst_reg->u32_min_value = 0;
7334                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
7335         } else {
7336                 dst_reg->u32_min_value <<= umin_val;
7337                 dst_reg->u32_max_value <<= umax_val;
7338         }
7339 }
7340
7341 static void scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
7342                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
7343 {
7344         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
7345         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
7346         /* u32 alu operation will zext upper bits */
7347         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
7348
7349         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
7350         dst_reg->var_off = tnum_subreg(tnum_lshift(subreg, umin_val));
7351         /* Not required but being careful mark reg64 bounds as unknown so
7352          * that we are forced to pick them up from tnum and zext later and
7353          * if some path skips this step we are still safe.
7354          */
7355         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
7356         __update_reg32_bounds(dst_reg);
7357 }
7358
7359 static void __scalar64_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
7360                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
7361 {
7362         /* Special case <<32 because it is a common compiler pattern to sign
7363          * extend subreg by doing <<32 s>>32. In this case if 32bit bounds are
7364          * positive we know this shift will also be positive so we can track
7365          * bounds correctly. Otherwise we lose all sign bit information except
7366          * what we can pick up from var_off. Perhaps we can generalize this
7367          * later to shifts of any length.
7368          */
7369         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_max_value >= 0)
7370                 dst_reg->smax_value = (s64)dst_reg->s32_max_value << 32;
7371         else
7372                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
7373
7374         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_min_value >= 0)
7375                 dst_reg->smin_value = (s64)dst_reg->s32_min_value << 32;
7376         else
7377                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
7378
7379         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
7380         if (dst_reg->umax_value > 1ULL << (63 - umax_val)) {
7381                 dst_reg->umin_value = 0;
7382                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
7383         } else {
7384                 dst_reg->umin_value <<= umin_val;
7385                 dst_reg->umax_value <<= umax_val;
7386         }
7387 }
7388
7389 static void scalar_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
7390                                struct bpf_reg_state *src_reg)
7391 {
7392         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
7393         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
7394
7395         /* scalar64 calc uses 32bit unshifted bounds so must be called first */
7396         __scalar64_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
7397         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
7398
7399         dst_reg->var_off = tnum_lshift(dst_reg->var_off, umin_val);
7400         /* We may learn something more from the var_off */
7401         __update_reg_bounds(dst_reg);
7402 }
7403
7404 static void scalar32_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
7405                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
7406 {
7407         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
7408         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
7409         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
7410
7411         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
7412          * be negative, then either:
7413          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
7414          *    unknown, so we lose our signed bounds
7415          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
7416          *    signed bounds
7417          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
7418          *    about the result
7419          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
7420          * unsigned bounds capture the signed bounds.
7421          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
7422          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
7423          * var_off of the result.
7424          */
7425         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
7426         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
7427
7428         dst_reg->var_off = tnum_rshift(subreg, umin_val);
7429         dst_reg->u32_min_value >>= umax_val;
7430         dst_reg->u32_max_value >>= umin_val;
7431
7432         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
7433         __update_reg32_bounds(dst_reg);
7434 }
7435
7436 static void scalar_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
7437                                struct bpf_reg_state *src_reg)
7438 {
7439         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
7440         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
7441
7442         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
7443          * be negative, then either:
7444          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
7445          *    unknown, so we lose our signed bounds
7446          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
7447          *    signed bounds
7448          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
7449          *    about the result
7450          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
7451          * unsigned bounds capture the signed bounds.
7452          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
7453          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
7454          * var_off of the result.
7455          */
7456         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
7457         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
7458         dst_reg->var_off = tnum_rshift(dst_reg->var_off, umin_val);
7459         dst_reg->umin_value >>= umax_val;
7460         dst_reg->umax_value >>= umin_val;
7461
7462         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
7463          * on bits being shifted in. Take easy way out and mark unbounded
7464          * so we can recalculate later from tnum.
7465          */
7466         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
7467         __update_reg_bounds(dst_reg);
7468 }
7469
7470 static void scalar32_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
7471                                   struct bpf_reg_state *src_reg)
7472 {
7473         u64 umin_val = src_reg->u32_min_value;
7474
7475         /* Upon reaching here, src_known is true and
7476          * umax_val is equal to umin_val.
7477          */
7478         dst_reg->s32_min_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_min_value) >> umin_val);
7479         dst_reg->s32_max_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_max_value) >> umin_val);
7480
7481         dst_reg->var_off = tnum_arshift(tnum_subreg(dst_reg->var_off), umin_val, 32);
7482
7483         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
7484          * dst_reg var_off to refine the result.
7485          */
7486         dst_reg->u32_min_value = 0;
7487         dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
7488
7489         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
7490         __update_reg32_bounds(dst_reg);
7491 }
7492
7493 static void scalar_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
7494                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
7495 {
7496         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
7497
7498         /* Upon reaching here, src_known is true and umax_val is equal
7499          * to umin_val.
7500          */
7501         dst_reg->smin_value >>= umin_val;
7502         dst_reg->smax_value >>= umin_val;
7503
7504         dst_reg->var_off = tnum_arshift(dst_reg->var_off, umin_val, 64);
7505
7506         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
7507          * dst_reg var_off to refine the result.
7508          */
7509         dst_reg->umin_value = 0;
7510         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
7511
7512         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
7513          * on bits being shifted in from upper 32-bits. Take easy way out
7514          * and mark unbounded so we can recalculate later from tnum.
7515          */
7516         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
7517         __update_reg_bounds(dst_reg);
7518 }
7519
7520 /* WARNING: This function does calculations on 64-bit values, but the actual
7521  * execution may occur on 32-bit values. Therefore, things like bitshifts
7522  * need extra checks in the 32-bit case.
7523  */
7524 static int adjust_scalar_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
7525                                       struct bpf_insn *insn,
7526                                       struct bpf_reg_state *dst_reg,
7527                                       struct bpf_reg_state src_reg)
7528 {
7529         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
7530         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
7531         bool src_known;
7532         s64 smin_val, smax_val;
7533         u64 umin_val, umax_val;
7534         s32 s32_min_val, s32_max_val;
7535         u32 u32_min_val, u32_max_val;
7536         u64 insn_bitness = (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) ? 64 : 32;
7537         bool alu32 = (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64);
7538         int ret;
7539
7540         smin_val = src_reg.smin_value;
7541         smax_val = src_reg.smax_value;
7542         umin_val = src_reg.umin_value;
7543         umax_val = src_reg.umax_value;
7544
7545         s32_min_val = src_reg.s32_min_value;
7546         s32_max_val = src_reg.s32_max_value;
7547         u32_min_val = src_reg.u32_min_value;
7548         u32_max_val = src_reg.u32_max_value;
7549
7550         if (alu32) {
7551                 src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg.var_off);
7552                 if ((src_known &&
7553                      (s32_min_val != s32_max_val || u32_min_val != u32_max_val)) ||
7554                     s32_min_val > s32_max_val || u32_min_val > u32_max_val) {
7555                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
7556                          * derived from e.g. dead branches.
7557                          */
7558                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
7559                         return 0;
7560                 }
7561         } else {
7562                 src_known = tnum_is_const(src_reg.var_off);
7563                 if ((src_known &&
7564                      (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
7565                     smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
7566                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
7567                          * derived from e.g. dead branches.
7568                          */
7569                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
7570                         return 0;
7571                 }
7572         }
7573
7574         if (!src_known &&
7575             opcode != BPF_ADD && opcode != BPF_SUB && opcode != BPF_AND) {
7576                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
7577                 return 0;
7578         }
7579
7580         if (sanitize_needed(opcode)) {
7581                 ret = sanitize_val_alu(env, insn);
7582                 if (ret < 0)
7583                         return sanitize_err(env, insn, ret, NULL, NULL);
7584         }
7585
7586         /* Calculate sign/unsigned bounds and tnum for alu32 and alu64 bit ops.
7587          * There are two classes of instructions: The first class we track both
7588          * alu32 and alu64 sign/unsigned bounds independently this provides the
7589          * greatest amount of precision when alu operations are mixed with jmp32
7590          * operations. These operations are BPF_ADD, BPF_SUB, BPF_MUL, BPF_ADD,
7591          * and BPF_OR. This is possible because these ops have fairly easy to
7592          * understand and calculate behavior in both 32-bit and 64-bit alu ops.
7593          * See alu32 verifier tests for examples. The second class of
7594          * operations, BPF_LSH, BPF_RSH, and BPF_ARSH, however are not so easy
7595          * with regards to tracking sign/unsigned bounds because the bits may
7596          * cross subreg boundaries in the alu64 case. When this happens we mark
7597          * the reg unbounded in the subreg bound space and use the resulting
7598          * tnum to calculate an approximation of the sign/unsigned bounds.
7599          */
7600         switch (opcode) {
7601         case BPF_ADD:
7602                 scalar32_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
7603                 scalar_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
7604                 dst_reg->var_off = tnum_add(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
7605                 break;
7606         case BPF_SUB:
7607                 scalar32_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
7608                 scalar_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
7609                 dst_reg->var_off = tnum_sub(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
7610                 break;
7611         case BPF_MUL:
7612                 dst_reg->var_off = tnum_mul(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
7613                 scalar32_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
7614                 scalar_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
7615                 break;
7616         case BPF_AND:
7617                 dst_reg->var_off = tnum_and(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
7618                 scalar32_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
7619                 scalar_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
7620                 break;
7621         case BPF_OR:
7622                 dst_reg->var_off = tnum_or(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
7623                 scalar32_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
7624                 scalar_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
7625                 break;
7626         case BPF_XOR:
7627                 dst_reg->var_off = tnum_xor(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
7628                 scalar32_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
7629                 scalar_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
7630                 break;
7631         case BPF_LSH:
7632                 if (umax_val >= insn_bitness) {
7633                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
7634                          * This includes shifts by a negative number.
7635                          */
7636                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
7637                         break;
7638                 }
7639                 if (alu32)
7640                         scalar32_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
7641                 else
7642                         scalar_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
7643                 break;
7644         case BPF_RSH:
7645                 if (umax_val >= insn_bitness) {
7646                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
7647                          * This includes shifts by a negative number.
7648                          */
7649                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
7650                         break;
7651                 }
7652                 if (alu32)
7653                         scalar32_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
7654                 else
7655                         scalar_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
7656                 break;
7657         case BPF_ARSH:
7658                 if (umax_val >= insn_bitness) {
7659                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
7660                          * This includes shifts by a negative number.
7661                          */
7662                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
7663                         break;
7664                 }
7665                 if (alu32)
7666                         scalar32_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
7667                 else
7668                         scalar_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
7669                 break;
7670         default:
7671                 mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
7672                 break;
7673         }
7674
7675         /* ALU32 ops are zero extended into 64bit register */
7676         if (alu32)
7677                 zext_32_to_64(dst_reg);
7678
7679         __update_reg_bounds(dst_reg);
7680         __reg_deduce_bounds(dst_reg);
7681         __reg_bound_offset(dst_reg);
7682         return 0;
7683 }
7684
7685 /* Handles ALU ops other than BPF_END, BPF_NEG and BPF_MOV: computes new min/max
7686  * and var_off.
7687  */
7688 static int adjust_reg_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
7689                                    struct bpf_insn *insn)
7690 {
7691         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
7692         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
7693         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg, *src_reg;
7694         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, off_reg = {0};
7695         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
7696         int err;
7697
7698         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
7699         src_reg = NULL;
7700         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE)
7701                 ptr_reg = dst_reg;
7702         else
7703                 /* Make sure ID is cleared otherwise dst_reg min/max could be
7704                  * incorrectly propagated into other registers by find_equal_scalars()
7705                  */
7706                 dst_reg->id = 0;
7707         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
7708                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
7709                 if (src_reg->type != SCALAR_VALUE) {
7710                         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE) {
7711                                 /* Combining two pointers by any ALU op yields
7712                                  * an arbitrary scalar. Disallow all math except
7713                                  * pointer subtraction
7714                                  */
7715                                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
7716                                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
7717                                         return 0;
7718                                 }
7719                                 verbose(env, "R%d pointer %s pointer prohibited\n",
7720                                         insn->dst_reg,
7721                                         bpf_alu_string[opcode >> 4]);
7722                                 return -EACCES;
7723                         } else {
7724                                 /* scalar += pointer
7725                                  * This is legal, but we have to reverse our
7726                                  * src/dest handling in computing the range
7727                                  */
7728                                 err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
7729                                 if (err)
7730                                         return err;
7731                                 return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
7732                                                                src_reg, dst_reg);
7733                         }
7734                 } else if (ptr_reg) {
7735                         /* pointer += scalar */
7736                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
7737                         if (err)
7738                                 return err;
7739                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
7740                                                        dst_reg, src_reg);
7741                 }
7742         } else {
7743                 /* Pretend the src is a reg with a known value, since we only
7744                  * need to be able to read from this state.
7745                  */
7746                 off_reg.type = SCALAR_VALUE;
7747                 __mark_reg_known(&off_reg, insn->imm);
7748                 src_reg = &off_reg;
7749                 if (ptr_reg) /* pointer += K */
7750                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
7751                                                        ptr_reg, src_reg);
7752         }
7753
7754         /* Got here implies adding two SCALAR_VALUEs */
7755         if (WARN_ON_ONCE(ptr_reg)) {
7756                 print_verifier_state(env, state);
7757                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected ptr_reg\n");
7758                 return -EINVAL;
7759         }
7760         if (WARN_ON(!src_reg)) {
7761                 print_verifier_state(env, state);
7762                 verbose(env, "verifier internal error: no src_reg\n");
7763                 return -EINVAL;
7764         }
7765         return adjust_scalar_min_max_vals(env, insn, dst_reg, *src_reg);
7766 }
7767
7768 /* check validity of 32-bit and 64-bit arithmetic operations */
7769 static int check_alu_op(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
7770 {
7771         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
7772         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
7773         int err;
7774
7775         if (opcode == BPF_END || opcode == BPF_NEG) {
7776                 if (opcode == BPF_NEG) {
7777                         if (BPF_SRC(insn->code) != 0 ||
7778                             insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
7779                             insn->off != 0 || insn->imm != 0) {
7780                                 verbose(env, "BPF_NEG uses reserved fields\n");
7781                                 return -EINVAL;
7782                         }
7783                 } else {
7784                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
7785                             (insn->imm != 16 && insn->imm != 32 && insn->imm != 64) ||
7786                             BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
7787                                 verbose(env, "BPF_END uses reserved fields\n");
7788                                 return -EINVAL;
7789                         }
7790                 }
7791
7792                 /* check src operand */
7793                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
7794                 if (err)
7795                         return err;
7796
7797                 if (is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
7798                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic prohibited\n",
7799                                 insn->dst_reg);
7800                         return -EACCES;
7801                 }
7802
7803                 /* check dest operand */
7804                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
7805                 if (err)
7806                         return err;
7807
7808         } else if (opcode == BPF_MOV) {
7809
7810                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
7811                         if (insn->imm != 0 || insn->off != 0) {
7812                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
7813                                 return -EINVAL;
7814                         }
7815
7816                         /* check src operand */
7817                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
7818                         if (err)
7819                                 return err;
7820                 } else {
7821                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
7822                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
7823                                 return -EINVAL;
7824                         }
7825                 }
7826
7827                 /* check dest operand, mark as required later */
7828                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
7829                 if (err)
7830                         return err;
7831
7832                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
7833                         struct bpf_reg_state *src_reg = regs + insn->src_reg;
7834                         struct bpf_reg_state *dst_reg = regs + insn->dst_reg;
7835
7836                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
7837                                 /* case: R1 = R2
7838                                  * copy register state to dest reg
7839                                  */
7840                                 if (src_reg->type == SCALAR_VALUE && !src_reg->id)
7841                                         /* Assign src and dst registers the same ID
7842                                          * that will be used by find_equal_scalars()
7843                                          * to propagate min/max range.
7844                                          */
7845                                         src_reg->id = ++env->id_gen;
7846                                 *dst_reg = *src_reg;
7847                                 dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
7848                                 dst_reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
7849                         } else {
7850                                 /* R1 = (u32) R2 */
7851                                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
7852                                         verbose(env,
7853                                                 "R%d partial copy of pointer\n",
7854                                                 insn->src_reg);
7855                                         return -EACCES;
7856                                 } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
7857                                         *dst_reg = *src_reg;
7858                                         /* Make sure ID is cleared otherwise
7859                                          * dst_reg min/max could be incorrectly
7860                                          * propagated into src_reg by find_equal_scalars()
7861                                          */
7862                                         dst_reg->id = 0;
7863                                         dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
7864                                         dst_reg->subreg_def = env->insn_idx + 1;
7865                                 } else {
7866                                         mark_reg_unknown(env, regs,
7867                                                          insn->dst_reg);
7868                                 }
7869                                 zext_32_to_64(dst_reg);
7870                         }
7871                 } else {
7872                         /* case: R = imm
7873                          * remember the value we stored into this reg
7874                          */
7875                         /* clear any state __mark_reg_known doesn't set */
7876                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
7877                         regs[insn->dst_reg].type = SCALAR_VALUE;
7878                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
7879                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
7880                                                  insn->imm);
7881                         } else {
7882                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
7883                                                  (u32)insn->imm);
7884                         }
7885                 }
7886
7887         } else if (opcode > BPF_END) {
7888                 verbose(env, "invalid BPF_ALU opcode %x\n", opcode);
7889                 return -EINVAL;
7890
7891         } else {        /* all other ALU ops: and, sub, xor, add, ... */
7892
7893                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
7894                         if (insn->imm != 0 || insn->off != 0) {
7895                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
7896                                 return -EINVAL;
7897                         }
7898                         /* check src1 operand */
7899                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
7900                         if (err)
7901                                 return err;
7902                 } else {
7903                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
7904                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
7905                                 return -EINVAL;
7906                         }
7907                 }
7908
7909                 /* check src2 operand */
7910                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
7911                 if (err)
7912                         return err;
7913
7914                 if ((opcode == BPF_MOD || opcode == BPF_DIV) &&
7915                     BPF_SRC(insn->code) == BPF_K && insn->imm == 0) {
7916                         verbose(env, "div by zero\n");
7917                         return -EINVAL;
7918                 }
7919
7920                 if ((opcode == BPF_LSH || opcode == BPF_RSH ||
7921                      opcode == BPF_ARSH) && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
7922                         int size = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 ? 64 : 32;
7923
7924                         if (insn->imm < 0 || insn->imm >= size) {
7925                                 verbose(env, "invalid shift %d\n", insn->imm);
7926                                 return -EINVAL;
7927                         }
7928                 }
7929
7930                 /* check dest operand */
7931                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
7932                 if (err)
7933                         return err;
7934
7935                 return adjust_reg_min_max_vals(env, insn);
7936         }
7937
7938         return 0;
7939 }
7940
7941 static void __find_good_pkt_pointers(struct bpf_func_state *state,
7942                                      struct bpf_reg_state *dst_reg,
7943                                      enum bpf_reg_type type, int new_range)
7944 {
7945         struct bpf_reg_state *reg;
7946         int i;
7947
7948         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
7949                 reg = &state->regs[i];
7950                 if (reg->type == type && reg->id == dst_reg->id)
7951                         /* keep the maximum range already checked */
7952                         reg->range = max(reg->range, new_range);
7953         }
7954
7955         bpf_for_each_spilled_reg(i, state, reg) {
7956                 if (!reg)
7957                         continue;
7958                 if (reg->type == type && reg->id == dst_reg->id)
7959                         reg->range = max(reg->range, new_range);
7960         }
7961 }
7962
7963 static void find_good_pkt_pointers(struct bpf_verifier_state *vstate,
7964                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
7965                                    enum bpf_reg_type type,
7966                                    bool range_right_open)
7967 {
7968         int new_range, i;
7969
7970         if (dst_reg->off < 0 ||
7971             (dst_reg->off == 0 && range_right_open))
7972                 /* This doesn't give us any range */
7973                 return;
7974
7975         if (dst_reg->umax_value > MAX_PACKET_OFF ||
7976             dst_reg->umax_value + dst_reg->off > MAX_PACKET_OFF)
7977                 /* Risk of overflow.  For instance, ptr + (1<<63) may be less
7978                  * than pkt_end, but that's because it's also less than pkt.
7979                  */
7980                 return;
7981
7982         new_range = dst_reg->off;
7983         if (range_right_open)
7984                 new_range--;
7985
7986         /* Examples for register markings:
7987          *
7988          * pkt_data in dst register:
7989          *
7990          *   r2 = r3;
7991          *   r2 += 8;
7992          *   if (r2 > pkt_end) goto <handle exception>
7993          *   <access okay>
7994          *
7995          *   r2 = r3;
7996          *   r2 += 8;
7997          *   if (r2 < pkt_end) goto <access okay>
7998          *   <handle exception>
7999          *
8000          *   Where:
8001          *     r2 == dst_reg, pkt_end == src_reg
8002          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
8003          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
8004          *
8005          * pkt_data in src register:
8006          *
8007          *   r2 = r3;
8008          *   r2 += 8;
8009          *   if (pkt_end >= r2) goto <access okay>
8010          *   <handle exception>
8011          *
8012          *   r2 = r3;
8013          *   r2 += 8;
8014          *   if (pkt_end <= r2) goto <handle exception>
8015          *   <access okay>
8016          *
8017          *   Where:
8018          *     pkt_end == dst_reg, r2 == src_reg
8019          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
8020          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
8021          *
8022          * Find register r3 and mark its range as r3=pkt(id=n,off=0,r=8)
8023          * or r3=pkt(id=n,off=0,r=8-1), so that range of bytes [r3, r3 + 8)
8024          * and [r3, r3 + 8-1) respectively is safe to access depending on
8025          * the check.
8026          */
8027
8028         /* If our ids match, then we must have the same max_value.  And we
8029          * don't care about the other reg's fixed offset, since if it's too big
8030          * the range won't allow anything.
8031          * dst_reg->off is known < MAX_PACKET_OFF, therefore it fits in a u16.
8032          */
8033         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++)
8034                 __find_good_pkt_pointers(vstate->frame[i], dst_reg, type,
8035                                          new_range);
8036 }
8037
8038 static int is_branch32_taken(struct bpf_reg_state *reg, u32 val, u8 opcode)
8039 {
8040         struct tnum subreg = tnum_subreg(reg->var_off);
8041         s32 sval = (s32)val;
8042
8043         switch (opcode) {
8044         case BPF_JEQ:
8045                 if (tnum_is_const(subreg))
8046                         return !!tnum_equals_const(subreg, val);
8047                 break;
8048         case BPF_JNE:
8049                 if (tnum_is_const(subreg))
8050                         return !tnum_equals_const(subreg, val);
8051                 break;
8052         case BPF_JSET:
8053                 if ((~subreg.mask & subreg.value) & val)
8054                         return 1;
8055                 if (!((subreg.mask | subreg.value) & val))
8056                         return 0;
8057                 break;
8058         case BPF_JGT:
8059                 if (reg->u32_min_value > val)
8060                         return 1;
8061                 else if (reg->u32_max_value <= val)
8062                         return 0;
8063                 break;
8064         case BPF_JSGT:
8065                 if (reg->s32_min_value > sval)
8066                         return 1;
8067                 else if (reg->s32_max_value <= sval)
8068                         return 0;
8069                 break;
8070         case BPF_JLT:
8071                 if (reg->u32_max_value < val)
8072                         return 1;
8073                 else if (reg->u32_min_value >= val)
8074                         return 0;
8075                 break;
8076         case BPF_JSLT:
8077                 if (reg->s32_max_value < sval)
8078                         return 1;
8079                 else if (reg->s32_min_value >= sval)
8080                         return 0;
8081                 break;
8082         case BPF_JGE:
8083                 if (reg->u32_min_value >= val)
8084                         return 1;
8085                 else if (reg->u32_max_value < val)
8086                         return 0;
8087                 break;
8088         case BPF_JSGE:
8089                 if (reg->s32_min_value >= sval)
8090                         return 1;
8091                 else if (reg->s32_max_value < sval)
8092                         return 0;
8093                 break;
8094         case BPF_JLE:
8095                 if (reg->u32_max_value <= val)
8096                         return 1;
8097                 else if (reg->u32_min_value > val)
8098                         return 0;
8099                 break;
8100         case BPF_JSLE:
8101                 if (reg->s32_max_value <= sval)
8102                         return 1;
8103                 else if (reg->s32_min_value > sval)
8104                         return 0;
8105                 break;
8106         }
8107
8108         return -1;
8109 }
8110
8111
8112 static int is_branch64_taken(struct bpf_reg_state *reg, u64 val, u8 opcode)
8113 {
8114         s64 sval = (s64)val;
8115
8116         switch (opcode) {
8117         case BPF_JEQ:
8118                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
8119                         return !!tnum_equals_const(reg->var_off, val);
8120                 break;
8121         case BPF_JNE:
8122                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
8123                         return !tnum_equals_const(reg->var_off, val);
8124                 break;
8125         case BPF_JSET:
8126                 if ((~reg->var_off.mask & reg->var_off.value) & val)
8127                         return 1;
8128                 if (!((reg->var_off.mask | reg->var_off.value) & val))
8129                         return 0;
8130                 break;
8131         case BPF_JGT:
8132                 if (reg->umin_value > val)
8133                         return 1;
8134                 else if (reg->umax_value <= val)
8135                         return 0;
8136                 break;
8137         case BPF_JSGT:
8138                 if (reg->smin_value > sval)
8139                         return 1;
8140                 else if (reg->smax_value <= sval)
8141                         return 0;
8142                 break;
8143         case BPF_JLT:
8144                 if (reg->umax_value < val)
8145                         return 1;
8146                 else if (reg->umin_value >= val)
8147                         return 0;
8148                 break;
8149         case BPF_JSLT:
8150                 if (reg->smax_value < sval)
8151                         return 1;
8152                 else if (reg->smin_value >= sval)
8153                         return 0;
8154                 break;
8155         case BPF_JGE:
8156                 if (reg->umin_value >= val)
8157                         return 1;
8158                 else if (reg->umax_value < val)
8159                         return 0;
8160                 break;
8161         case BPF_JSGE:
8162                 if (reg->smin_value >= sval)
8163                         return 1;
8164                 else if (reg->smax_value < sval)
8165                         return 0;
8166                 break;
8167         case BPF_JLE:
8168                 if (reg->umax_value <= val)
8169                         return 1;
8170                 else if (reg->umin_value > val)
8171                         return 0;
8172                 break;
8173         case BPF_JSLE:
8174                 if (reg->smax_value <= sval)
8175                         return 1;
8176                 else if (reg->smin_value > sval)
8177                         return 0;
8178                 break;
8179         }
8180
8181         return -1;
8182 }
8183
8184 /* compute branch direction of the expression "if (reg opcode val) goto target;"
8185  * and return:
8186  *  1 - branch will be taken and "goto target" will be executed
8187  *  0 - branch will not be taken and fall-through to next insn
8188  * -1 - unknown. Example: "if (reg < 5)" is unknown when register value
8189  *      range [0,10]
8190  */
8191 static int is_branch_taken(struct bpf_reg_state *reg, u64 val, u8 opcode,
8192                            bool is_jmp32)
8193 {
8194         if (__is_pointer_value(false, reg)) {
8195                 if (!reg_type_not_null(reg->type))
8196                         return -1;
8197
8198                 /* If pointer is valid tests against zero will fail so we can
8199                  * use this to direct branch taken.
8200                  */
8201                 if (val != 0)
8202                         return -1;
8203
8204                 switch (opcode) {
8205                 case BPF_JEQ:
8206                         return 0;
8207                 case BPF_JNE:
8208                         return 1;
8209                 default:
8210                         return -1;
8211                 }
8212         }
8213
8214         if (is_jmp32)
8215                 return is_branch32_taken(reg, val, opcode);
8216         return is_branch64_taken(reg, val, opcode);
8217 }
8218
8219 static int flip_opcode(u32 opcode)
8220 {
8221         /* How can we transform "a <op> b" into "b <op> a"? */
8222         static const u8 opcode_flip[16] = {
8223                 /* these stay the same */
8224                 [BPF_JEQ  >> 4] = BPF_JEQ,
8225                 [BPF_JNE  >> 4] = BPF_JNE,
8226                 [BPF_JSET >> 4] = BPF_JSET,
8227                 /* these swap "lesser" and "greater" (L and G in the opcodes) */
8228                 [BPF_JGE  >> 4] = BPF_JLE,
8229                 [BPF_JGT  >> 4] = BPF_JLT,
8230                 [BPF_JLE  >> 4] = BPF_JGE,
8231                 [BPF_JLT  >> 4] = BPF_JGT,
8232                 [BPF_JSGE >> 4] = BPF_JSLE,
8233                 [BPF_JSGT >> 4] = BPF_JSLT,
8234                 [BPF_JSLE >> 4] = BPF_JSGE,
8235                 [BPF_JSLT >> 4] = BPF_JSGT
8236         };
8237         return opcode_flip[opcode >> 4];
8238 }
8239
8240 static int is_pkt_ptr_branch_taken(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8241                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
8242                                    u8 opcode)
8243 {
8244         struct bpf_reg_state *pkt;
8245
8246         if (src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) {
8247                 pkt = dst_reg;
8248         } else if (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) {
8249                 pkt = src_reg;
8250                 opcode = flip_opcode(opcode);
8251         } else {
8252                 return -1;
8253         }
8254
8255         if (pkt->range >= 0)
8256                 return -1;
8257
8258         switch (opcode) {
8259         case BPF_JLE:
8260                 /* pkt <= pkt_end */
8261                 fallthrough;
8262         case BPF_JGT:
8263                 /* pkt > pkt_end */
8264                 if (pkt->range == BEYOND_PKT_END)
8265                         /* pkt has at last one extra byte beyond pkt_end */
8266                         return opcode == BPF_JGT;
8267                 break;
8268         case BPF_JLT:
8269                 /* pkt < pkt_end */
8270                 fallthrough;
8271         case BPF_JGE:
8272                 /* pkt >= pkt_end */
8273                 if (pkt->range == BEYOND_PKT_END || pkt->range == AT_PKT_END)
8274                         return opcode == BPF_JGE;
8275                 break;
8276         }
8277         return -1;
8278 }
8279
8280 /* Adjusts the register min/max values in the case that the dst_reg is the
8281  * variable register that we are working on, and src_reg is a constant or we're
8282  * simply doing a BPF_K check.
8283  * In JEQ/JNE cases we also adjust the var_off values.
8284  */
8285 static void reg_set_min_max(struct bpf_reg_state *true_reg,
8286                             struct bpf_reg_state *false_reg,
8287                             u64 val, u32 val32,
8288                             u8 opcode, bool is_jmp32)
8289 {
8290         struct tnum false_32off = tnum_subreg(false_reg->var_off);
8291         struct tnum false_64off = false_reg->var_off;
8292         struct tnum true_32off = tnum_subreg(true_reg->var_off);
8293         struct tnum true_64off = true_reg->var_off;
8294         s64 sval = (s64)val;
8295         s32 sval32 = (s32)val32;
8296
8297         /* If the dst_reg is a pointer, we can't learn anything about its
8298          * variable offset from the compare (unless src_reg were a pointer into
8299          * the same object, but we don't bother with that.
8300          * Since false_reg and true_reg have the same type by construction, we
8301          * only need to check one of them for pointerness.
8302          */
8303         if (__is_pointer_value(false, false_reg))
8304                 return;
8305
8306         switch (opcode) {
8307         case BPF_JEQ:
8308         case BPF_JNE:
8309         {
8310                 struct bpf_reg_state *reg =
8311                         opcode == BPF_JEQ ? true_reg : false_reg;
8312
8313                 /* JEQ/JNE comparison doesn't change the register equivalence.
8314                  * r1 = r2;
8315                  * if (r1 == 42) goto label;
8316                  * ...
8317                  * label: // here both r1 and r2 are known to be 42.
8318                  *
8319                  * Hence when marking register as known preserve it's ID.
8320                  */
8321                 if (is_jmp32)
8322                         __mark_reg32_known(reg, val32);
8323                 else
8324                         ___mark_reg_known(reg, val);
8325                 break;
8326         }
8327         case BPF_JSET:
8328                 if (is_jmp32) {
8329                         false_32off = tnum_and(false_32off, tnum_const(~val32));
8330                         if (is_power_of_2(val32))
8331                                 true_32off = tnum_or(true_32off,
8332                                                      tnum_const(val32));
8333                 } else {
8334                         false_64off = tnum_and(false_64off, tnum_const(~val));
8335                         if (is_power_of_2(val))
8336                                 true_64off = tnum_or(true_64off,
8337                                                      tnum_const(val));
8338                 }
8339                 break;
8340         case BPF_JGE:
8341         case BPF_JGT:
8342         {
8343                 if (is_jmp32) {
8344                         u32 false_umax = opcode == BPF_JGT ? val32  : val32 - 1;
8345                         u32 true_umin = opcode == BPF_JGT ? val32 + 1 : val32;
8346
8347                         false_reg->u32_max_value = min(false_reg->u32_max_value,
8348                                                        false_umax);
8349                         true_reg->u32_min_value = max(true_reg->u32_min_value,
8350                                                       true_umin);
8351                 } else {
8352                         u64 false_umax = opcode == BPF_JGT ? val    : val - 1;
8353                         u64 true_umin = opcode == BPF_JGT ? val + 1 : val;
8354
8355                         false_reg->umax_value = min(false_reg->umax_value, false_umax);
8356                         true_reg->umin_value = max(true_reg->umin_value, true_umin);
8357                 }
8358                 break;
8359         }
8360         case BPF_JSGE:
8361         case BPF_JSGT:
8362         {
8363                 if (is_jmp32) {
8364                         s32 false_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval32    : sval32 - 1;
8365                         s32 true_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval32 + 1 : sval32;
8366
8367                         false_reg->s32_max_value = min(false_reg->s32_max_value, false_smax);
8368                         true_reg->s32_min_value = max(true_reg->s32_min_value, true_smin);
8369                 } else {
8370                         s64 false_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval    : sval - 1;
8371                         s64 true_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval + 1 : sval;
8372
8373                         false_reg->smax_value = min(false_reg->smax_value, false_smax);
8374                         true_reg->smin_value = max(true_reg->smin_value, true_smin);
8375                 }
8376                 break;
8377         }
8378         case BPF_JLE:
8379         case BPF_JLT:
8380         {
8381                 if (is_jmp32) {
8382                         u32 false_umin = opcode == BPF_JLT ? val32  : val32 + 1;
8383                         u32 true_umax = opcode == BPF_JLT ? val32 - 1 : val32;
8384
8385                         false_reg->u32_min_value = max(false_reg->u32_min_value,
8386                                                        false_umin);
8387                         true_reg->u32_max_value = min(true_reg->u32_max_value,
8388                                                       true_umax);
8389                 } else {
8390                         u64 false_umin = opcode == BPF_JLT ? val    : val + 1;
8391                         u64 true_umax = opcode == BPF_JLT ? val - 1 : val;
8392
8393                         false_reg->umin_value = max(false_reg->umin_value, false_umin);
8394                         true_reg->umax_value = min(true_reg->umax_value, true_umax);
8395                 }
8396                 break;
8397         }
8398         case BPF_JSLE:
8399         case BPF_JSLT:
8400         {
8401                 if (is_jmp32) {
8402                         s32 false_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval32    : sval32 + 1;
8403                         s32 true_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval32 - 1 : sval32;
8404
8405                         false_reg->s32_min_value = max(false_reg->s32_min_value, false_smin);
8406                         true_reg->s32_max_value = min(true_reg->s32_max_value, true_smax);
8407                 } else {
8408                         s64 false_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval    : sval + 1;
8409                         s64 true_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval - 1 : sval;
8410
8411                         false_reg->smin_value = max(false_reg->smin_value, false_smin);
8412                         true_reg->smax_value = min(true_reg->smax_value, true_smax);
8413                 }
8414                 break;
8415         }
8416         default:
8417                 return;
8418         }
8419
8420         if (is_jmp32) {
8421                 false_reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(false_64off),
8422                                              tnum_subreg(false_32off));
8423                 true_reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(true_64off),
8424                                             tnum_subreg(true_32off));
8425                 __reg_combine_32_into_64(false_reg);
8426                 __reg_combine_32_into_64(true_reg);
8427         } else {
8428                 false_reg->var_off = false_64off;
8429                 true_reg->var_off = true_64off;
8430                 __reg_combine_64_into_32(false_reg);
8431                 __reg_combine_64_into_32(true_reg);
8432         }
8433 }
8434
8435 /* Same as above, but for the case that dst_reg holds a constant and src_reg is
8436  * the variable reg.
8437  */
8438 static void reg_set_min_max_inv(struct bpf_reg_state *true_reg,
8439                                 struct bpf_reg_state *false_reg,
8440                                 u64 val, u32 val32,
8441                                 u8 opcode, bool is_jmp32)
8442 {
8443         opcode = flip_opcode(opcode);
8444         /* This uses zero as "not present in table"; luckily the zero opcode,
8445          * BPF_JA, can't get here.
8446          */
8447         if (opcode)
8448                 reg_set_min_max(true_reg, false_reg, val, val32, opcode, is_jmp32);
8449 }
8450
8451 /* Regs are known to be equal, so intersect their min/max/var_off */
8452 static void __reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *src_reg,
8453                                   struct bpf_reg_state *dst_reg)
8454 {
8455         src_reg->umin_value = dst_reg->umin_value = max(src_reg->umin_value,
8456                                                         dst_reg->umin_value);
8457         src_reg->umax_value = dst_reg->umax_value = min(src_reg->umax_value,
8458                                                         dst_reg->umax_value);
8459         src_reg->smin_value = dst_reg->smin_value = max(src_reg->smin_value,
8460                                                         dst_reg->smin_value);
8461         src_reg->smax_value = dst_reg->smax_value = min(src_reg->smax_value,
8462                                                         dst_reg->smax_value);
8463         src_reg->var_off = dst_reg->var_off = tnum_intersect(src_reg->var_off,
8464                                                              dst_reg->var_off);
8465         /* We might have learned new bounds from the var_off. */
8466         __update_reg_bounds(src_reg);
8467         __update_reg_bounds(dst_reg);
8468         /* We might have learned something about the sign bit. */
8469         __reg_deduce_bounds(src_reg);
8470         __reg_deduce_bounds(dst_reg);
8471         /* We might have learned some bits from the bounds. */
8472         __reg_bound_offset(src_reg);
8473         __reg_bound_offset(dst_reg);
8474         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
8475          * slightly.  e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
8476          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
8477          */
8478         __update_reg_bounds(src_reg);
8479         __update_reg_bounds(dst_reg);
8480 }
8481
8482 static void reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *true_src,
8483                                 struct bpf_reg_state *true_dst,
8484                                 struct bpf_reg_state *false_src,
8485                                 struct bpf_reg_state *false_dst,
8486                                 u8 opcode)
8487 {
8488         switch (opcode) {
8489         case BPF_JEQ:
8490                 __reg_combine_min_max(true_src, true_dst);
8491                 break;
8492         case BPF_JNE:
8493                 __reg_combine_min_max(false_src, false_dst);
8494                 break;
8495         }
8496 }
8497
8498 static void mark_ptr_or_null_reg(struct bpf_func_state *state,
8499                                  struct bpf_reg_state *reg, u32 id,
8500                                  bool is_null)
8501 {
8502         if (reg_type_may_be_null(reg->type) && reg->id == id &&
8503             !WARN_ON_ONCE(!reg->id)) {
8504                 /* Old offset (both fixed and variable parts) should
8505                  * have been known-zero, because we don't allow pointer
8506                  * arithmetic on pointers that might be NULL.
8507                  */
8508                 if (WARN_ON_ONCE(reg->smin_value || reg->smax_value ||
8509                                  !tnum_equals_const(reg->var_off, 0) ||
8510                                  reg->off)) {
8511                         __mark_reg_known_zero(reg);
8512                         reg->off = 0;
8513                 }
8514                 if (is_null) {
8515                         reg->type = SCALAR_VALUE;
8516                         /* We don't need id and ref_obj_id from this point
8517                          * onwards anymore, thus we should better reset it,
8518                          * so that state pruning has chances to take effect.
8519                          */
8520                         reg->id = 0;
8521                         reg->ref_obj_id = 0;
8522
8523                         return;
8524                 }
8525
8526                 mark_ptr_not_null_reg(reg);
8527
8528                 if (!reg_may_point_to_spin_lock(reg)) {
8529                         /* For not-NULL ptr, reg->ref_obj_id will be reset
8530                          * in release_reg_references().
8531                          *
8532                          * reg->id is still used by spin_lock ptr. Other
8533                          * than spin_lock ptr type, reg->id can be reset.
8534                          */
8535                         reg->id = 0;
8536                 }
8537         }
8538 }
8539
8540 static void __mark_ptr_or_null_regs(struct bpf_func_state *state, u32 id,
8541                                     bool is_null)
8542 {
8543         struct bpf_reg_state *reg;
8544         int i;
8545
8546         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
8547                 mark_ptr_or_null_reg(state, &state->regs[i], id, is_null);
8548
8549         bpf_for_each_spilled_reg(i, state, reg) {
8550                 if (!reg)
8551                         continue;
8552                 mark_ptr_or_null_reg(state, reg, id, is_null);
8553         }
8554 }
8555
8556 /* The logic is similar to find_good_pkt_pointers(), both could eventually
8557  * be folded together at some point.
8558  */
8559 static void mark_ptr_or_null_regs(struct bpf_verifier_state *vstate, u32 regno,
8560                                   bool is_null)
8561 {
8562         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
8563         struct bpf_reg_state *regs = state->regs;
8564         u32 ref_obj_id = regs[regno].ref_obj_id;
8565         u32 id = regs[regno].id;
8566         int i;
8567
8568         if (ref_obj_id && ref_obj_id == id && is_null)
8569                 /* regs[regno] is in the " == NULL" branch.
8570                  * No one could have freed the reference state before
8571                  * doing the NULL check.
8572                  */
8573                 WARN_ON_ONCE(release_reference_state(state, id));
8574
8575         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++)
8576                 __mark_ptr_or_null_regs(vstate->frame[i], id, is_null);
8577 }
8578
8579 static bool try_match_pkt_pointers(const struct bpf_insn *insn,
8580                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
8581                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
8582                                    struct bpf_verifier_state *this_branch,
8583                                    struct bpf_verifier_state *other_branch)
8584 {
8585         if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_X)
8586                 return false;
8587
8588         /* Pointers are always 64-bit. */
8589         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32)
8590                 return false;
8591
8592         switch (BPF_OP(insn->code)) {
8593         case BPF_JGT:
8594                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
8595                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
8596                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
8597                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
8598                         /* pkt_data' > pkt_end, pkt_meta' > pkt_data */
8599                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
8600                                                dst_reg->type, false);
8601                         mark_pkt_end(other_branch, insn->dst_reg, true);
8602                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
8603                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
8604                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
8605                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
8606                         /* pkt_end > pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
8607                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
8608                                                src_reg->type, true);
8609                         mark_pkt_end(this_branch, insn->src_reg, false);
8610                 } else {
8611                         return false;
8612                 }
8613                 break;
8614         case BPF_JLT:
8615                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
8616                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
8617                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
8618                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
8619                         /* pkt_data' < pkt_end, pkt_meta' < pkt_data */
8620                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
8621                                                dst_reg->type, true);
8622                         mark_pkt_end(this_branch, insn->dst_reg, false);
8623                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
8624                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
8625                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
8626                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
8627                         /* pkt_end < pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
8628                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
8629                                                src_reg->type, false);
8630                         mark_pkt_end(other_branch, insn->src_reg, true);
8631                 } else {
8632                         return false;
8633                 }
8634                 break;
8635         case BPF_JGE:
8636                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
8637                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
8638                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
8639                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
8640                         /* pkt_data' >= pkt_end, pkt_meta' >= pkt_data */
8641                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
8642                                                dst_reg->type, true);
8643                         mark_pkt_end(other_branch, insn->dst_reg, false);
8644                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
8645                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
8646                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
8647                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
8648                         /* pkt_end >= pkt_data', pkt_data >= pkt_meta' */
8649                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
8650                                                src_reg->type, false);
8651                         mark_pkt_end(this_branch, insn->src_reg, true);
8652                 } else {
8653                         return false;
8654                 }
8655                 break;
8656         case BPF_JLE:
8657                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
8658                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
8659                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
8660                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
8661                         /* pkt_data' <= pkt_end, pkt_meta' <= pkt_data */
8662                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
8663                                                dst_reg->type, false);
8664                         mark_pkt_end(this_branch, insn->dst_reg, true);
8665                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
8666                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
8667                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
8668                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
8669                         /* pkt_end <= pkt_data', pkt_data <= pkt_meta' */
8670                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
8671                                                src_reg->type, true);
8672                         mark_pkt_end(other_branch, insn->src_reg, false);
8673                 } else {
8674                         return false;
8675                 }
8676                 break;
8677         default:
8678                 return false;
8679         }
8680
8681         return true;
8682 }
8683
8684 static void find_equal_scalars(struct bpf_verifier_state *vstate,
8685                                struct bpf_reg_state *known_reg)
8686 {
8687         struct bpf_func_state *state;
8688         struct bpf_reg_state *reg;
8689         int i, j;
8690
8691         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++) {
8692                 state = vstate->frame[i];
8693                 for (j = 0; j < MAX_BPF_REG; j++) {
8694                         reg = &state->regs[j];
8695                         if (reg->type == SCALAR_VALUE && reg->id == known_reg->id)
8696                                 *reg = *known_reg;
8697                 }
8698
8699                 bpf_for_each_spilled_reg(j, state, reg) {
8700                         if (!reg)
8701                                 continue;
8702                         if (reg->type == SCALAR_VALUE && reg->id == known_reg->id)
8703                                 *reg = *known_reg;
8704                 }
8705         }
8706 }
8707
8708 static int check_cond_jmp_op(struct bpf_verifier_env *env,
8709                              struct bpf_insn *insn, int *insn_idx)
8710 {
8711         struct bpf_verifier_state *this_branch = env->cur_state;
8712         struct bpf_verifier_state *other_branch;
8713         struct bpf_reg_state *regs = this_branch->frame[this_branch->curframe]->regs;
8714         struct bpf_reg_state *dst_reg, *other_branch_regs, *src_reg = NULL;
8715         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
8716         bool is_jmp32;
8717         int pred = -1;
8718         int err;
8719
8720         /* Only conditional jumps are expected to reach here. */
8721         if (opcode == BPF_JA || opcode > BPF_JSLE) {
8722                 verbose(env, "invalid BPF_JMP/JMP32 opcode %x\n", opcode);
8723                 return -EINVAL;
8724         }
8725
8726         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
8727                 if (insn->imm != 0) {
8728                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
8729                         return -EINVAL;
8730                 }
8731
8732                 /* check src1 operand */
8733                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
8734                 if (err)
8735                         return err;
8736
8737                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
8738                         verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
8739                                 insn->src_reg);
8740                         return -EACCES;
8741                 }
8742                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
8743         } else {
8744                 if (insn->src_reg != BPF_REG_0) {
8745                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
8746                         return -EINVAL;
8747                 }
8748         }
8749
8750         /* check src2 operand */
8751         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
8752         if (err)
8753                 return err;
8754
8755         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
8756         is_jmp32 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32;
8757
8758         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
8759                 pred = is_branch_taken(dst_reg, insn->imm, opcode, is_jmp32);
8760         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE &&
8761                    is_jmp32 && tnum_is_const(tnum_subreg(src_reg->var_off))) {
8762                 pred = is_branch_taken(dst_reg,
8763                                        tnum_subreg(src_reg->var_off).value,
8764                                        opcode,
8765                                        is_jmp32);
8766         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE &&
8767                    !is_jmp32 && tnum_is_const(src_reg->var_off)) {
8768                 pred = is_branch_taken(dst_reg,
8769                                        src_reg->var_off.value,
8770                                        opcode,
8771                                        is_jmp32);
8772         } else if (reg_is_pkt_pointer_any(dst_reg) &&
8773                    reg_is_pkt_pointer_any(src_reg) &&
8774                    !is_jmp32) {
8775                 pred = is_pkt_ptr_branch_taken(dst_reg, src_reg, opcode);
8776         }
8777
8778         if (pred >= 0) {
8779                 /* If we get here with a dst_reg pointer type it is because
8780                  * above is_branch_taken() special cased the 0 comparison.
8781                  */
8782                 if (!__is_pointer_value(false, dst_reg))
8783                         err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
8784                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X && !err &&
8785                     !__is_pointer_value(false, src_reg))
8786                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
8787                 if (err)
8788                         return err;
8789         }
8790
8791         if (pred == 1) {
8792                 /* Only follow the goto, ignore fall-through. If needed, push
8793                  * the fall-through branch for simulation under speculative
8794                  * execution.
8795                  */
8796                 if (!env->bypass_spec_v1 &&
8797                     !sanitize_speculative_path(env, insn, *insn_idx + 1,
8798                                                *insn_idx))
8799                         return -EFAULT;
8800                 *insn_idx += insn->off;
8801                 return 0;
8802         } else if (pred == 0) {
8803                 /* Only follow the fall-through branch, since that's where the
8804                  * program will go. If needed, push the goto branch for
8805                  * simulation under speculative execution.
8806                  */
8807                 if (!env->bypass_spec_v1 &&
8808                     !sanitize_speculative_path(env, insn,
8809                                                *insn_idx + insn->off + 1,
8810                                                *insn_idx))
8811                         return -EFAULT;
8812                 return 0;
8813         }
8814
8815         other_branch = push_stack(env, *insn_idx + insn->off + 1, *insn_idx,
8816                                   false);
8817         if (!other_branch)
8818                 return -EFAULT;
8819         other_branch_regs = other_branch->frame[other_branch->curframe]->regs;
8820
8821         /* detect if we are comparing against a constant value so we can adjust
8822          * our min/max values for our dst register.
8823          * this is only legit if both are scalars (or pointers to the same
8824          * object, I suppose, but we don't support that right now), because
8825          * otherwise the different base pointers mean the offsets aren't
8826          * comparable.
8827          */
8828         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
8829                 struct bpf_reg_state *src_reg = &regs[insn->src_reg];
8830
8831                 if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE &&
8832                     src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
8833                         if (tnum_is_const(src_reg->var_off) ||
8834                             (is_jmp32 &&
8835                              tnum_is_const(tnum_subreg(src_reg->var_off))))
8836                                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
8837                                                 dst_reg,
8838                                                 src_reg->var_off.value,
8839                                                 tnum_subreg(src_reg->var_off).value,
8840                                                 opcode, is_jmp32);
8841                         else if (tnum_is_const(dst_reg->var_off) ||
8842                                  (is_jmp32 &&
8843                                   tnum_is_const(tnum_subreg(dst_reg->var_off))))
8844                                 reg_set_min_max_inv(&other_branch_regs[insn->src_reg],
8845                                                     src_reg,
8846                                                     dst_reg->var_off.value,
8847                                                     tnum_subreg(dst_reg->var_off).value,
8848                                                     opcode, is_jmp32);
8849                         else if (!is_jmp32 &&
8850                                  (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE))
8851                                 /* Comparing for equality, we can combine knowledge */
8852                                 reg_combine_min_max(&other_branch_regs[insn->src_reg],
8853                                                     &other_branch_regs[insn->dst_reg],
8854                                                     src_reg, dst_reg, opcode);
8855                         if (src_reg->id &&
8856                             !WARN_ON_ONCE(src_reg->id != other_branch_regs[insn->src_reg].id)) {
8857                                 find_equal_scalars(this_branch, src_reg);
8858                                 find_equal_scalars(other_branch, &other_branch_regs[insn->src_reg]);
8859                         }
8860
8861                 }
8862         } else if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE) {
8863                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
8864                                         dst_reg, insn->imm, (u32)insn->imm,
8865                                         opcode, is_jmp32);
8866         }
8867
8868         if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE && dst_reg->id &&
8869             !WARN_ON_ONCE(dst_reg->id != other_branch_regs[insn->dst_reg].id)) {
8870                 find_equal_scalars(this_branch, dst_reg);
8871                 find_equal_scalars(other_branch, &other_branch_regs[insn->dst_reg]);
8872         }
8873
8874         /* detect if R == 0 where R is returned from bpf_map_lookup_elem().
8875          * NOTE: these optimizations below are related with pointer comparison
8876          *       which will never be JMP32.
8877          */
8878         if (!is_jmp32 && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K &&
8879             insn->imm == 0 && (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE) &&
8880             reg_type_may_be_null(dst_reg->type)) {
8881                 /* Mark all identical registers in each branch as either
8882                  * safe or unknown depending R == 0 or R != 0 conditional.
8883                  */
8884                 mark_ptr_or_null_regs(this_branch, insn->dst_reg,
8885                                       opcode == BPF_JNE);
8886                 mark_ptr_or_null_regs(other_branch, insn->dst_reg,
8887                                       opcode == BPF_JEQ);
8888         } else if (!try_match_pkt_pointers(insn, dst_reg, &regs[insn->src_reg],
8889                                            this_branch, other_branch) &&
8890                    is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
8891                 verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
8892                         insn->dst_reg);
8893                 return -EACCES;
8894         }
8895         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
8896                 print_verifier_state(env, this_branch->frame[this_branch->curframe]);
8897         return 0;
8898 }
8899
8900 /* verify BPF_LD_IMM64 instruction */
8901 static int check_ld_imm(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
8902 {
8903         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
8904         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
8905         struct bpf_reg_state *dst_reg;
8906         struct bpf_map *map;
8907         int err;
8908
8909         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
8910                 verbose(env, "invalid BPF_LD_IMM insn\n");
8911                 return -EINVAL;
8912         }
8913         if (insn->off != 0) {
8914                 verbose(env, "BPF_LD_IMM64 uses reserved fields\n");
8915                 return -EINVAL;
8916         }
8917
8918         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
8919         if (err)
8920                 return err;
8921
8922         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
8923         if (insn->src_reg == 0) {
8924                 u64 imm = ((u64)(insn + 1)->imm << 32) | (u32)insn->imm;
8925
8926                 dst_reg->type = SCALAR_VALUE;
8927                 __mark_reg_known(&regs[insn->dst_reg], imm);
8928                 return 0;
8929         }
8930
8931         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
8932                 mark_reg_known_zero(env, regs, insn->dst_reg);
8933
8934                 dst_reg->type = aux->btf_var.reg_type;
8935                 switch (dst_reg->type) {
8936                 case PTR_TO_MEM:
8937                         dst_reg->mem_size = aux->btf_var.mem_size;
8938                         break;
8939                 case PTR_TO_BTF_ID:
8940                 case PTR_TO_PERCPU_BTF_ID:
8941                         dst_reg->btf = aux->btf_var.btf;
8942                         dst_reg->btf_id = aux->btf_var.btf_id;
8943                         break;
8944                 default:
8945                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
8946                         return -EFAULT;
8947                 }
8948                 return 0;
8949         }
8950
8951         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC) {
8952                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
8953                 u32 subprogno = insn[1].imm;
8954
8955                 if (!aux->func_info) {
8956                         verbose(env, "missing btf func_info\n");
8957                         return -EINVAL;
8958                 }
8959                 if (aux->func_info_aux[subprogno].linkage != BTF_FUNC_STATIC) {
8960                         verbose(env, "callback function not static\n");
8961                         return -EINVAL;
8962                 }
8963
8964                 dst_reg->type = PTR_TO_FUNC;
8965                 dst_reg->subprogno = subprogno;
8966                 return 0;
8967         }
8968
8969         map = env->used_maps[aux->map_index];
8970         mark_reg_known_zero(env, regs, insn->dst_reg);
8971         dst_reg->map_ptr = map;
8972
8973         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_VALUE ||
8974             insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE) {
8975                 dst_reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
8976                 dst_reg->off = aux->map_off;
8977                 if (map_value_has_spin_lock(map))
8978                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
8979         } else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD ||
8980                    insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX) {
8981                 dst_reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
8982         } else {
8983                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
8984                 return -EINVAL;
8985         }
8986
8987         return 0;
8988 }
8989
8990 static bool may_access_skb(enum bpf_prog_type type)
8991 {
8992         switch (type) {
8993         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
8994         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
8995         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
8996                 return true;
8997         default:
8998                 return false;
8999         }
9000 }
9001
9002 /* verify safety of LD_ABS|LD_IND instructions:
9003  * - they can only appear in the programs where ctx == skb
9004  * - since they are wrappers of function calls, they scratch R1-R5 registers,
9005  *   preserve R6-R9, and store return value into R0
9006  *
9007  * Implicit input:
9008  *   ctx == skb == R6 == CTX
9009  *
9010  * Explicit input:
9011  *   SRC == any register
9012  *   IMM == 32-bit immediate
9013  *
9014  * Output:
9015  *   R0 - 8/16/32-bit skb data converted to cpu endianness
9016  */
9017 static int check_ld_abs(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
9018 {
9019         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
9020         static const int ctx_reg = BPF_REG_6;
9021         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
9022         int i, err;
9023
9024         if (!may_access_skb(resolve_prog_type(env->prog))) {
9025                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] instructions not allowed for this program type\n");
9026                 return -EINVAL;
9027         }
9028
9029         if (!env->ops->gen_ld_abs) {
9030                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
9031                 return -EINVAL;
9032         }
9033
9034         if (insn->dst_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
9035             BPF_SIZE(insn->code) == BPF_DW ||
9036             (mode == BPF_ABS && insn->src_reg != BPF_REG_0)) {
9037                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] uses reserved fields\n");
9038                 return -EINVAL;
9039         }
9040
9041         /* check whether implicit source operand (register R6) is readable */
9042         err = check_reg_arg(env, ctx_reg, SRC_OP);
9043         if (err)
9044                 return err;
9045
9046         /* Disallow usage of BPF_LD_[ABS|IND] with reference tracking, as
9047          * gen_ld_abs() may terminate the program at runtime, leading to
9048          * reference leak.
9049          */
9050         err = check_reference_leak(env);
9051         if (err) {
9052                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be mixed with socket references\n");
9053                 return err;
9054         }
9055
9056         if (env->cur_state->active_spin_lock) {
9057                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be used inside bpf_spin_lock-ed region\n");
9058                 return -EINVAL;
9059         }
9060
9061         if (regs[ctx_reg].type != PTR_TO_CTX) {
9062                 verbose(env,
9063                         "at the time of BPF_LD_ABS|IND R6 != pointer to skb\n");
9064                 return -EINVAL;
9065         }
9066
9067         if (mode == BPF_IND) {
9068                 /* check explicit source operand */
9069                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
9070                 if (err)
9071                         return err;
9072         }
9073
9074         err = check_ctx_reg(env, &regs[ctx_reg], ctx_reg);
9075         if (err < 0)
9076                 return err;
9077
9078         /* reset caller saved regs to unreadable */
9079         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
9080                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
9081                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
9082         }
9083
9084         /* mark destination R0 register as readable, since it contains
9085          * the value fetched from the packet.
9086          * Already marked as written above.
9087          */
9088         mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
9089         /* ld_abs load up to 32-bit skb data. */
9090         regs[BPF_REG_0].subreg_def = env->insn_idx + 1;
9091         return 0;
9092 }
9093
9094 static int check_return_code(struct bpf_verifier_env *env)
9095 {
9096         struct tnum enforce_attach_type_range = tnum_unknown;
9097         const struct bpf_prog *prog = env->prog;
9098         struct bpf_reg_state *reg;
9099         struct tnum range = tnum_range(0, 1);
9100         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
9101         int err;
9102         const bool is_subprog = env->cur_state->frame[0]->subprogno;
9103
9104         /* LSM and struct_ops func-ptr's return type could be "void" */
9105         if (!is_subprog &&
9106             (prog_type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS ||
9107              prog_type == BPF_PROG_TYPE_LSM) &&
9108             !prog->aux->attach_func_proto->type)
9109                 return 0;
9110
9111         /* eBPF calling convention is such that R0 is used
9112          * to return the value from eBPF program.
9113          * Make sure that it's readable at this time
9114          * of bpf_exit, which means that program wrote
9115          * something into it earlier
9116          */
9117         err = check_reg_arg(env, BPF_REG_0, SRC_OP);
9118         if (err)
9119                 return err;
9120
9121         if (is_pointer_value(env, BPF_REG_0)) {
9122                 verbose(env, "R0 leaks addr as return value\n");
9123                 return -EACCES;
9124         }
9125
9126         reg = cur_regs(env) + BPF_REG_0;
9127         if (is_subprog) {
9128                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
9129                         verbose(env, "At subprogram exit the register R0 is not a scalar value (%s)\n",
9130                                 reg_type_str[reg->type]);
9131                         return -EINVAL;
9132                 }
9133                 return 0;
9134         }
9135
9136         switch (prog_type) {
9137         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK_ADDR:
9138                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP4_RECVMSG ||
9139                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP6_RECVMSG ||
9140                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETPEERNAME ||
9141                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETPEERNAME ||
9142                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETSOCKNAME ||
9143                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETSOCKNAME)
9144                         range = tnum_range(1, 1);
9145                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_BIND ||
9146                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_BIND)
9147                         range = tnum_range(0, 3);
9148                 break;
9149         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
9150                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET_EGRESS) {
9151                         range = tnum_range(0, 3);
9152                         enforce_attach_type_range = tnum_range(2, 3);
9153                 }
9154                 break;
9155         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK:
9156         case BPF_PROG_TYPE_SOCK_OPS:
9157         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_DEVICE:
9158         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SYSCTL:
9159         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
9160                 break;
9161         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
9162                 if (!env->prog->aux->attach_btf_id)
9163                         return 0;
9164                 range = tnum_const(0);
9165                 break;
9166         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
9167                 switch (env->prog->expected_attach_type) {
9168                 case BPF_TRACE_FENTRY:
9169                 case BPF_TRACE_FEXIT:
9170                         range = tnum_const(0);
9171                         break;
9172                 case BPF_TRACE_RAW_TP:
9173                 case BPF_MODIFY_RETURN:
9174                         return 0;
9175                 case BPF_TRACE_ITER:
9176                         break;
9177                 default:
9178                         return -ENOTSUPP;
9179                 }
9180                 break;
9181         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
9182                 range = tnum_range(SK_DROP, SK_PASS);
9183                 break;
9184         case BPF_PROG_TYPE_EXT:
9185                 /* freplace program can return anything as its return value
9186                  * depends on the to-be-replaced kernel func or bpf program.
9187                  */
9188         default:
9189                 return 0;
9190         }
9191
9192         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
9193                 verbose(env, "At program exit the register R0 is not a known value (%s)\n",
9194                         reg_type_str[reg->type]);
9195                 return -EINVAL;
9196         }
9197
9198         if (!tnum_in(range, reg->var_off)) {
9199                 verbose_invalid_scalar(env, reg, &range, "program exit", "R0");
9200                 return -EINVAL;
9201         }
9202
9203         if (!tnum_is_unknown(enforce_attach_type_range) &&
9204             tnum_in(enforce_attach_type_range, reg->var_off))
9205                 env->prog->enforce_expected_attach_type = 1;
9206         return 0;
9207 }
9208
9209 /* non-recursive DFS pseudo code
9210  * 1  procedure DFS-iterative(G,v):
9211  * 2      label v as discovered
9212  * 3      let S be a stack
9213  * 4      S.push(v)
9214  * 5      while S is not empty
9215  * 6            t <- S.pop()
9216  * 7            if t is what we're looking for:
9217  * 8                return t
9218  * 9            for all edges e in G.adjacentEdges(t) do
9219  * 10               if edge e is already labelled
9220  * 11                   continue with the next edge
9221  * 12               w <- G.adjacentVertex(t,e)
9222  * 13               if vertex w is not discovered and not explored
9223  * 14                   label e as tree-edge
9224  * 15                   label w as discovered
9225  * 16                   S.push(w)
9226  * 17                   continue at 5
9227  * 18               else if vertex w is discovered
9228  * 19                   label e as back-edge
9229  * 20               else
9230  * 21                   // vertex w is explored
9231  * 22                   label e as forward- or cross-edge
9232  * 23           label t as explored
9233  * 24           S.pop()
9234  *
9235  * convention:
9236  * 0x10 - discovered
9237  * 0x11 - discovered and fall-through edge labelled
9238  * 0x12 - discovered and fall-through and branch edges labelled
9239  * 0x20 - explored
9240  */
9241
9242 enum {
9243         DISCOVERED = 0x10,
9244         EXPLORED = 0x20,
9245         FALLTHROUGH = 1,
9246         BRANCH = 2,
9247 };
9248
9249 static u32 state_htab_size(struct bpf_verifier_env *env)
9250 {
9251         return env->prog->len;
9252 }
9253
9254 static struct bpf_verifier_state_list **explored_state(
9255                                         struct bpf_verifier_env *env,
9256                                         int idx)
9257 {
9258         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
9259         struct bpf_func_state *state = cur->frame[cur->curframe];
9260
9261         return &env->explored_states[(idx ^ state->callsite) % state_htab_size(env)];
9262 }
9263
9264 static void init_explored_state(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
9265 {
9266         env->insn_aux_data[idx].prune_point = true;
9267 }
9268
9269 enum {
9270         DONE_EXPLORING = 0,
9271         KEEP_EXPLORING = 1,
9272 };
9273
9274 /* t, w, e - match pseudo-code above:
9275  * t - index of current instruction
9276  * w - next instruction
9277  * e - edge
9278  */
9279 static int push_insn(int t, int w, int e, struct bpf_verifier_env *env,
9280                      bool loop_ok)
9281 {
9282         int *insn_stack = env->cfg.insn_stack;
9283         int *insn_state = env->cfg.insn_state;
9284
9285         if (e == FALLTHROUGH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | FALLTHROUGH))
9286                 return DONE_EXPLORING;
9287
9288         if (e == BRANCH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | BRANCH))
9289                 return DONE_EXPLORING;
9290
9291         if (w < 0 || w >= env->prog->len) {
9292                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
9293                 verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", t, w);
9294                 return -EINVAL;
9295         }
9296
9297         if (e == BRANCH)
9298                 /* mark branch target for state pruning */
9299                 init_explored_state(env, w);
9300
9301         if (insn_state[w] == 0) {
9302                 /* tree-edge */
9303                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
9304                 insn_state[w] = DISCOVERED;
9305                 if (env->cfg.cur_stack >= env->prog->len)
9306                         return -E2BIG;
9307                 insn_stack[env->cfg.cur_stack++] = w;
9308                 return KEEP_EXPLORING;
9309         } else if ((insn_state[w] & 0xF0) == DISCOVERED) {
9310                 if (loop_ok && env->bpf_capable)
9311                         return DONE_EXPLORING;
9312                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
9313                 verbose_linfo(env, w, "%d: ", w);
9314                 verbose(env, "back-edge from insn %d to %d\n", t, w);
9315                 return -EINVAL;
9316         } else if (insn_state[w] == EXPLORED) {
9317                 /* forward- or cross-edge */
9318                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
9319         } else {
9320                 verbose(env, "insn state internal bug\n");
9321                 return -EFAULT;
9322         }
9323         return DONE_EXPLORING;
9324 }
9325
9326 static int visit_func_call_insn(int t, int insn_cnt,
9327                                 struct bpf_insn *insns,
9328                                 struct bpf_verifier_env *env,
9329                                 bool visit_callee)
9330 {
9331         int ret;
9332
9333         ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, false);
9334         if (ret)
9335                 return ret;
9336
9337         if (t + 1 < insn_cnt)
9338                 init_explored_state(env, t + 1);
9339         if (visit_callee) {
9340                 init_explored_state(env, t);
9341                 ret = push_insn(t, t + insns[t].imm + 1, BRANCH,
9342                                 env, false);
9343         }
9344         return ret;
9345 }
9346
9347 /* Visits the instruction at index t and returns one of the following:
9348  *  < 0 - an error occurred
9349  *  DONE_EXPLORING - the instruction was fully explored
9350  *  KEEP_EXPLORING - there is still work to be done before it is fully explored
9351  */
9352 static int visit_insn(int t, int insn_cnt, struct bpf_verifier_env *env)
9353 {
9354         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
9355         int ret;
9356
9357         if (bpf_pseudo_func(insns + t))
9358                 return visit_func_call_insn(t, insn_cnt, insns, env, true);
9359
9360         /* All non-branch instructions have a single fall-through edge. */
9361         if (BPF_CLASS(insns[t].code) != BPF_JMP &&
9362             BPF_CLASS(insns[t].code) != BPF_JMP32)
9363                 return push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, false);
9364
9365         switch (BPF_OP(insns[t].code)) {
9366         case BPF_EXIT:
9367                 return DONE_EXPLORING;
9368
9369         case BPF_CALL:
9370                 return visit_func_call_insn(t, insn_cnt, insns, env,
9371                                             insns[t].src_reg == BPF_PSEUDO_CALL);
9372
9373         case BPF_JA:
9374                 if (BPF_SRC(insns[t].code) != BPF_K)
9375                         return -EINVAL;
9376
9377                 /* unconditional jump with single edge */
9378                 ret = push_insn(t, t + insns[t].off + 1, FALLTHROUGH, env,
9379                                 true);
9380                 if (ret)
9381                         return ret;
9382
9383                 /* unconditional jmp is not a good pruning point,
9384                  * but it's marked, since backtracking needs
9385                  * to record jmp history in is_state_visited().
9386                  */
9387                 init_explored_state(env, t + insns[t].off + 1);
9388                 /* tell verifier to check for equivalent states
9389                  * after every call and jump
9390                  */
9391                 if (t + 1 < insn_cnt)
9392                         init_explored_state(env, t + 1);
9393
9394                 return ret;
9395
9396         default:
9397                 /* conditional jump with two edges */
9398                 init_explored_state(env, t);
9399                 ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, true);
9400                 if (ret)
9401                         return ret;
9402
9403                 return push_insn(t, t + insns[t].off + 1, BRANCH, env, true);
9404         }
9405 }
9406
9407 /* non-recursive depth-first-search to detect loops in BPF program
9408  * loop == back-edge in directed graph
9409  */
9410 static int check_cfg(struct bpf_verifier_env *env)
9411 {
9412         int insn_cnt = env->prog->len;
9413         int *insn_stack, *insn_state;
9414         int ret = 0;
9415         int i;
9416
9417         insn_state = env->cfg.insn_state = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
9418         if (!insn_state)
9419                 return -ENOMEM;
9420
9421         insn_stack = env->cfg.insn_stack = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
9422         if (!insn_stack) {
9423                 kvfree(insn_state);
9424                 return -ENOMEM;
9425         }
9426
9427         insn_state[0] = DISCOVERED; /* mark 1st insn as discovered */
9428         insn_stack[0] = 0; /* 0 is the first instruction */
9429         env->cfg.cur_stack = 1;
9430
9431         while (env->cfg.cur_stack > 0) {
9432                 int t = insn_stack[env->cfg.cur_stack - 1];
9433
9434                 ret = visit_insn(t, insn_cnt, env);
9435                 switch (ret) {
9436                 case DONE_EXPLORING:
9437                         insn_state[t] = EXPLORED;
9438                         env->cfg.cur_stack--;
9439                         break;
9440                 case KEEP_EXPLORING:
9441                         break;
9442                 default:
9443                         if (ret > 0) {
9444                                 verbose(env, "visit_insn internal bug\n");
9445                                 ret = -EFAULT;
9446                         }
9447                         goto err_free;
9448                 }
9449         }
9450
9451         if (env->cfg.cur_stack < 0) {
9452                 verbose(env, "pop stack internal bug\n");
9453                 ret = -EFAULT;
9454                 goto err_free;
9455         }
9456
9457         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
9458                 if (insn_state[i] != EXPLORED) {
9459                         verbose(env, "unreachable insn %d\n", i);
9460                         ret = -EINVAL;
9461                         goto err_free;
9462                 }
9463         }
9464         ret = 0; /* cfg looks good */
9465
9466 err_free:
9467         kvfree(insn_state);
9468         kvfree(insn_stack);
9469         env->cfg.insn_state = env->cfg.insn_stack = NULL;
9470         return ret;
9471 }
9472
9473 static int check_abnormal_return(struct bpf_verifier_env *env)
9474 {
9475         int i;
9476
9477         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
9478                 if (env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
9479                         verbose(env, "LD_ABS is not allowed in subprogs without BTF\n");
9480                         return -EINVAL;
9481                 }
9482                 if (env->subprog_info[i].has_tail_call) {
9483                         verbose(env, "tail_call is not allowed in subprogs without BTF\n");
9484                         return -EINVAL;
9485                 }
9486         }
9487         return 0;
9488 }
9489
9490 /* The minimum supported BTF func info size */
9491 #define MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE   8
9492 #define MAX_FUNCINFO_REC_SIZE   252
9493
9494 static int check_btf_func(struct bpf_verifier_env *env,
9495                           const union bpf_attr *attr,
9496                           bpfptr_t uattr)
9497 {
9498         const struct btf_type *type, *func_proto, *ret_type;
9499         u32 i, nfuncs, urec_size, min_size;
9500         u32 krec_size = sizeof(struct bpf_func_info);
9501         struct bpf_func_info *krecord;
9502         struct bpf_func_info_aux *info_aux = NULL;
9503         struct bpf_prog *prog;
9504         const struct btf *btf;
9505         bpfptr_t urecord;
9506         u32 prev_offset = 0;
9507         bool scalar_return;
9508         int ret = -ENOMEM;
9509
9510         nfuncs = attr->func_info_cnt;
9511         if (!nfuncs) {
9512                 if (check_abnormal_return(env))
9513                         return -EINVAL;
9514                 return 0;
9515         }
9516
9517         if (nfuncs != env->subprog_cnt) {
9518                 verbose(env, "number of funcs in func_info doesn't match number of subprogs\n");
9519                 return -EINVAL;
9520         }
9521
9522         urec_size = attr->func_info_rec_size;
9523         if (urec_size < MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE ||
9524             urec_size > MAX_FUNCINFO_REC_SIZE ||
9525             urec_size % sizeof(u32)) {
9526                 verbose(env, "invalid func info rec size %u\n", urec_size);
9527                 return -EINVAL;
9528         }
9529
9530         prog = env->prog;
9531         btf = prog->aux->btf;
9532
9533         urecord = make_bpfptr(attr->func_info, uattr.is_kernel);
9534         min_size = min_t(u32, krec_size, urec_size);
9535
9536         krecord = kvcalloc(nfuncs, krec_size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
9537         if (!krecord)
9538                 return -ENOMEM;
9539         info_aux = kcalloc(nfuncs, sizeof(*info_aux), GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
9540         if (!info_aux)
9541                 goto err_free;
9542
9543         for (i = 0; i < nfuncs; i++) {
9544                 ret = bpf_check_uarg_tail_zero(urecord, krec_size, urec_size);
9545                 if (ret) {
9546                         if (ret == -E2BIG) {
9547                                 verbose(env, "nonzero tailing record in func info");
9548                                 /* set the size kernel expects so loader can zero
9549                                  * out the rest of the record.
9550                                  */
9551                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
9552                                                           offsetof(union bpf_attr, func_info_rec_size),
9553                                                           &min_size, sizeof(min_size)))
9554                                         ret = -EFAULT;
9555                         }
9556                         goto err_free;
9557                 }
9558
9559                 if (copy_from_bpfptr(&krecord[i], urecord, min_size)) {
9560                         ret = -EFAULT;
9561                         goto err_free;
9562                 }
9563
9564                 /* check insn_off */
9565                 ret = -EINVAL;
9566                 if (i == 0) {
9567                         if (krecord[i].insn_off) {
9568                                 verbose(env,
9569                                         "nonzero insn_off %u for the first func info record",
9570                                         krecord[i].insn_off);
9571                                 goto err_free;
9572                         }
9573                 } else if (krecord[i].insn_off <= prev_offset) {
9574                         verbose(env,
9575                                 "same or smaller insn offset (%u) than previous func info record (%u)",
9576                                 krecord[i].insn_off, prev_offset);
9577                         goto err_free;
9578                 }
9579
9580                 if (env->subprog_info[i].start != krecord[i].insn_off) {
9581                         verbose(env, "func_info BTF section doesn't match subprog layout in BPF program\n");
9582                         goto err_free;
9583                 }
9584
9585                 /* check type_id */
9586                 type = btf_type_by_id(btf, krecord[i].type_id);
9587                 if (!type || !btf_type_is_func(type)) {
9588                         verbose(env, "invalid type id %d in func info",
9589                                 krecord[i].type_id);
9590                         goto err_free;
9591                 }
9592                 info_aux[i].linkage = BTF_INFO_VLEN(type->info);
9593
9594                 func_proto = btf_type_by_id(btf, type->type);
9595                 if (unlikely(!func_proto || !btf_type_is_func_proto(func_proto)))
9596                         /* btf_func_check() already verified it during BTF load */
9597                         goto err_free;
9598                 ret_type = btf_type_skip_modifiers(btf, func_proto->type, NULL);
9599                 scalar_return =
9600                         btf_type_is_small_int(ret_type) || btf_type_is_enum(ret_type);
9601                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
9602                         verbose(env, "LD_ABS is only allowed in functions that return 'int'.\n");
9603                         goto err_free;
9604                 }
9605                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_tail_call) {
9606                         verbose(env, "tail_call is only allowed in functions that return 'int'.\n");
9607                         goto err_free;
9608                 }
9609
9610                 prev_offset = krecord[i].insn_off;
9611                 bpfptr_add(&urecord, urec_size);
9612         }
9613
9614         prog->aux->func_info = krecord;
9615         prog->aux->func_info_cnt = nfuncs;
9616         prog->aux->func_info_aux = info_aux;
9617         return 0;
9618
9619 err_free:
9620         kvfree(krecord);
9621         kfree(info_aux);
9622         return ret;
9623 }
9624
9625 static void adjust_btf_func(struct bpf_verifier_env *env)
9626 {
9627         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
9628         int i;
9629
9630         if (!aux->func_info)
9631                 return;
9632
9633         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
9634                 aux->func_info[i].insn_off = env->subprog_info[i].start;
9635 }
9636
9637 #define MIN_BPF_LINEINFO_SIZE   (offsetof(struct bpf_line_info, line_col) + \
9638                 sizeof(((struct bpf_line_info *)(0))->line_col))
9639 #define MAX_LINEINFO_REC_SIZE   MAX_FUNCINFO_REC_SIZE
9640
9641 static int check_btf_line(struct bpf_verifier_env *env,
9642                           const union bpf_attr *attr,
9643                           bpfptr_t uattr)
9644 {
9645         u32 i, s, nr_linfo, ncopy, expected_size, rec_size, prev_offset = 0;
9646         struct bpf_subprog_info *sub;
9647         struct bpf_line_info *linfo;
9648         struct bpf_prog *prog;
9649         const struct btf *btf;
9650         bpfptr_t ulinfo;
9651         int err;
9652
9653         nr_linfo = attr->line_info_cnt;
9654         if (!nr_linfo)
9655                 return 0;
9656
9657         rec_size = attr->line_info_rec_size;
9658         if (rec_size < MIN_BPF_LINEINFO_SIZE ||
9659             rec_size > MAX_LINEINFO_REC_SIZE ||
9660             rec_size & (sizeof(u32) - 1))
9661                 return -EINVAL;
9662
9663         /* Need to zero it in case the userspace may
9664          * pass in a smaller bpf_line_info object.
9665          */
9666         linfo = kvcalloc(nr_linfo, sizeof(struct bpf_line_info),
9667                          GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
9668         if (!linfo)
9669                 return -ENOMEM;
9670
9671         prog = env->prog;
9672         btf = prog->aux->btf;
9673
9674         s = 0;
9675         sub = env->subprog_info;
9676         ulinfo = make_bpfptr(attr->line_info, uattr.is_kernel);
9677         expected_size = sizeof(struct bpf_line_info);
9678         ncopy = min_t(u32, expected_size, rec_size);
9679         for (i = 0; i < nr_linfo; i++) {
9680                 err = bpf_check_uarg_tail_zero(ulinfo, expected_size, rec_size);
9681                 if (err) {
9682                         if (err == -E2BIG) {
9683                                 verbose(env, "nonzero tailing record in line_info");
9684                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
9685                                                           offsetof(union bpf_attr, line_info_rec_size),
9686                                                           &expected_size, sizeof(expected_size)))
9687                                         err = -EFAULT;
9688                         }
9689                         goto err_free;
9690                 }
9691
9692                 if (copy_from_bpfptr(&linfo[i], ulinfo, ncopy)) {
9693                         err = -EFAULT;
9694                         goto err_free;
9695                 }
9696
9697                 /*
9698                  * Check insn_off to ensure
9699                  * 1) strictly increasing AND
9700                  * 2) bounded by prog->len
9701                  *
9702                  * The linfo[0].insn_off == 0 check logically falls into
9703                  * the later "missing bpf_line_info for func..." case
9704                  * because the first linfo[0].insn_off must be the
9705                  * first sub also and the first sub must have
9706                  * subprog_info[0].start == 0.
9707                  */
9708                 if ((i && linfo[i].insn_off <= prev_offset) ||
9709                     linfo[i].insn_off >= prog->len) {
9710                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].insn_off:%u (prev_offset:%u prog->len:%u)\n",
9711                                 i, linfo[i].insn_off, prev_offset,
9712                                 prog->len);
9713                         err = -EINVAL;
9714                         goto err_free;
9715                 }
9716
9717                 if (!prog->insnsi[linfo[i].insn_off].code) {
9718                         verbose(env,
9719                                 "Invalid insn code at line_info[%u].insn_off\n",
9720                                 i);
9721                         err = -EINVAL;
9722                         goto err_free;
9723                 }
9724
9725                 if (!btf_name_by_offset(btf, linfo[i].line_off) ||
9726                     !btf_name_by_offset(btf, linfo[i].file_name_off)) {
9727                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].line_off or .file_name_off\n", i);
9728                         err = -EINVAL;
9729                         goto err_free;
9730                 }
9731
9732                 if (s != env->subprog_cnt) {
9733                         if (linfo[i].insn_off == sub[s].start) {
9734                                 sub[s].linfo_idx = i;
9735                                 s++;
9736                         } else if (sub[s].start < linfo[i].insn_off) {
9737                                 verbose(env, "missing bpf_line_info for func#%u\n", s);
9738                                 err = -EINVAL;
9739                                 goto err_free;
9740                         }
9741                 }
9742
9743                 prev_offset = linfo[i].insn_off;
9744                 bpfptr_add(&ulinfo, rec_size);
9745         }
9746
9747         if (s != env->subprog_cnt) {
9748                 verbose(env, "missing bpf_line_info for %u funcs starting from func#%u\n",
9749                         env->subprog_cnt - s, s);
9750                 err = -EINVAL;
9751                 goto err_free;
9752         }
9753
9754         prog->aux->linfo = linfo;
9755         prog->aux->nr_linfo = nr_linfo;
9756
9757         return 0;
9758
9759 err_free:
9760         kvfree(linfo);
9761         return err;
9762 }
9763
9764 static int check_btf_info(struct bpf_verifier_env *env,
9765                           const union bpf_attr *attr,
9766                           bpfptr_t uattr)
9767 {
9768         struct btf *btf;
9769         int err;
9770
9771         if (!attr->func_info_cnt && !attr->line_info_cnt) {
9772                 if (check_abnormal_return(env))
9773                         return -EINVAL;
9774                 return 0;
9775         }
9776
9777         btf = btf_get_by_fd(attr->prog_btf_fd);
9778         if (IS_ERR(btf))
9779                 return PTR_ERR(btf);
9780         if (btf_is_kernel(btf)) {
9781                 btf_put(btf);
9782                 return -EACCES;
9783         }
9784         env->prog->aux->btf = btf;
9785
9786         err = check_btf_func(env, attr, uattr);
9787         if (err)
9788                 return err;
9789
9790         err = check_btf_line(env, attr, uattr);
9791         if (err)
9792                 return err;
9793
9794         return 0;
9795 }
9796
9797 /* check %cur's range satisfies %old's */
9798 static bool range_within(struct bpf_reg_state *old,
9799                          struct bpf_reg_state *cur)
9800 {
9801         return old->umin_value <= cur->umin_value &&
9802                old->umax_value >= cur->umax_value &&
9803                old->smin_value <= cur->smin_value &&
9804                old->smax_value >= cur->smax_value &&
9805                old->u32_min_value <= cur->u32_min_value &&
9806                old->u32_max_value >= cur->u32_max_value &&
9807                old->s32_min_value <= cur->s32_min_value &&
9808                old->s32_max_value >= cur->s32_max_value;
9809 }
9810
9811 /* If in the old state two registers had the same id, then they need to have
9812  * the same id in the new state as well.  But that id could be different from
9813  * the old state, so we need to track the mapping from old to new ids.
9814  * Once we have seen that, say, a reg with old id 5 had new id 9, any subsequent
9815  * regs with old id 5 must also have new id 9 for the new state to be safe.  But
9816  * regs with a different old id could still have new id 9, we don't care about
9817  * that.
9818  * So we look through our idmap to see if this old id has been seen before.  If
9819  * so, we require the new id to match; otherwise, we add the id pair to the map.
9820  */
9821 static bool check_ids(u32 old_id, u32 cur_id, struct bpf_id_pair *idmap)
9822 {
9823         unsigned int i;
9824
9825         for (i = 0; i < BPF_ID_MAP_SIZE; i++) {
9826                 if (!idmap[i].old) {
9827                         /* Reached an empty slot; haven't seen this id before */
9828                         idmap[i].old = old_id;
9829                         idmap[i].cur = cur_id;
9830                         return true;
9831                 }
9832                 if (idmap[i].old == old_id)
9833                         return idmap[i].cur == cur_id;
9834         }
9835         /* We ran out of idmap slots, which should be impossible */
9836         WARN_ON_ONCE(1);
9837         return false;
9838 }
9839
9840 static void clean_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
9841                              struct bpf_func_state *st)
9842 {
9843         enum bpf_reg_liveness live;
9844         int i, j;
9845
9846         for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
9847                 live = st->regs[i].live;
9848                 /* liveness must not touch this register anymore */
9849                 st->regs[i].live |= REG_LIVE_DONE;
9850                 if (!(live & REG_LIVE_READ))
9851                         /* since the register is unused, clear its state
9852                          * to make further comparison simpler
9853                          */
9854                         __mark_reg_not_init(env, &st->regs[i]);
9855         }
9856
9857         for (i = 0; i < st->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
9858                 live = st->stack[i].spilled_ptr.live;
9859                 /* liveness must not touch this stack slot anymore */
9860                 st->stack[i].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_DONE;
9861                 if (!(live & REG_LIVE_READ)) {
9862                         __mark_reg_not_init(env, &st->stack[i].spilled_ptr);
9863                         for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
9864                                 st->stack[i].slot_type[j] = STACK_INVALID;
9865                 }
9866         }
9867 }
9868
9869 static void clean_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
9870                                  struct bpf_verifier_state *st)
9871 {
9872         int i;
9873
9874         if (st->frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE)
9875                 /* all regs in this state in all frames were already marked */
9876                 return;
9877
9878         for (i = 0; i <= st->curframe; i++)
9879                 clean_func_state(env, st->frame[i]);
9880 }
9881
9882 /* the parentage chains form a tree.
9883  * the verifier states are added to state lists at given insn and
9884  * pushed into state stack for future exploration.
9885  * when the verifier reaches bpf_exit insn some of the verifer states
9886  * stored in the state lists have their final liveness state already,
9887  * but a lot of states will get revised from liveness point of view when
9888  * the verifier explores other branches.
9889  * Example:
9890  * 1: r0 = 1
9891  * 2: if r1 == 100 goto pc+1
9892  * 3: r0 = 2
9893  * 4: exit
9894  * when the verifier reaches exit insn the register r0 in the state list of
9895  * insn 2 will be seen as !REG_LIVE_READ. Then the verifier pops the other_branch
9896  * of insn 2 and goes exploring further. At the insn 4 it will walk the
9897  * parentage chain from insn 4 into insn 2 and will mark r0 as REG_LIVE_READ.
9898  *
9899  * Since the verifier pushes the branch states as it sees them while exploring
9900  * the program the condition of walking the branch instruction for the second
9901  * time means that all states below this branch were already explored and
9902  * their final liveness marks are already propagated.
9903  * Hence when the verifier completes the search of state list in is_state_visited()
9904  * we can call this clean_live_states() function to mark all liveness states
9905  * as REG_LIVE_DONE to indicate that 'parent' pointers of 'struct bpf_reg_state'
9906  * will not be used.
9907  * This function also clears the registers and stack for states that !READ
9908  * to simplify state merging.
9909  *
9910  * Important note here that walking the same branch instruction in the callee
9911  * doesn't meant that the states are DONE. The verifier has to compare
9912  * the callsites
9913  */
9914 static void clean_live_states(struct bpf_verifier_env *env, int insn,
9915                               struct bpf_verifier_state *cur)
9916 {
9917         struct bpf_verifier_state_list *sl;
9918         int i;
9919
9920         sl = *explored_state(env, insn);
9921         while (sl) {
9922                 if (sl->state.branches)
9923                         goto next;
9924                 if (sl->state.insn_idx != insn ||
9925                     sl->state.curframe != cur->curframe)
9926                         goto next;
9927                 for (i = 0; i <= cur->curframe; i++)
9928                         if (sl->state.frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
9929                                 goto next;
9930                 clean_verifier_state(env, &sl->state);
9931 next:
9932                 sl = sl->next;
9933         }
9934 }
9935
9936 /* Returns true if (rold safe implies rcur safe) */
9937 static bool regsafe(struct bpf_reg_state *rold, struct bpf_reg_state *rcur,
9938                     struct bpf_id_pair *idmap)
9939 {
9940         bool equal;
9941
9942         if (!(rold->live & REG_LIVE_READ))
9943                 /* explored state didn't use this */
9944                 return true;
9945
9946         equal = memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, parent)) == 0;
9947
9948         if (rold->type == PTR_TO_STACK)
9949                 /* two stack pointers are equal only if they're pointing to
9950                  * the same stack frame, since fp-8 in foo != fp-8 in bar
9951                  */
9952                 return equal && rold->frameno == rcur->frameno;
9953
9954         if (equal)
9955                 return true;
9956
9957         if (rold->type == NOT_INIT)
9958                 /* explored state can't have used this */
9959                 return true;
9960         if (rcur->type == NOT_INIT)
9961                 return false;
9962         switch (rold->type) {
9963         case SCALAR_VALUE:
9964                 if (rcur->type == SCALAR_VALUE) {
9965                         if (!rold->precise && !rcur->precise)
9966                                 return true;
9967                         /* new val must satisfy old val knowledge */
9968                         return range_within(rold, rcur) &&
9969                                tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
9970                 } else {
9971                         /* We're trying to use a pointer in place of a scalar.
9972                          * Even if the scalar was unbounded, this could lead to
9973                          * pointer leaks because scalars are allowed to leak
9974                          * while pointers are not. We could make this safe in
9975                          * special cases if root is calling us, but it's
9976                          * probably not worth the hassle.
9977                          */
9978                         return false;
9979                 }
9980         case PTR_TO_MAP_KEY:
9981         case PTR_TO_MAP_VALUE:
9982                 /* If the new min/max/var_off satisfy the old ones and
9983                  * everything else matches, we are OK.
9984                  * 'id' is not compared, since it's only used for maps with
9985                  * bpf_spin_lock inside map element and in such cases if
9986                  * the rest of the prog is valid for one map element then
9987                  * it's valid for all map elements regardless of the key
9988                  * used in bpf_map_lookup()
9989                  */
9990                 return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)) == 0 &&
9991                        range_within(rold, rcur) &&
9992                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
9993         case PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL:
9994                 /* a PTR_TO_MAP_VALUE could be safe to use as a
9995                  * PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL into the same map.
9996                  * However, if the old PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL then got NULL-
9997                  * checked, doing so could have affected others with the same
9998                  * id, and we can't check for that because we lost the id when
9999                  * we converted to a PTR_TO_MAP_VALUE.
10000                  */
10001                 if (rcur->type != PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL)
10002                         return false;
10003                 if (memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)))
10004                         return false;
10005                 /* Check our ids match any regs they're supposed to */
10006                 return check_ids(rold->id, rcur->id, idmap);
10007         case PTR_TO_PACKET_META:
10008         case PTR_TO_PACKET:
10009                 if (rcur->type != rold->type)
10010                         return false;
10011                 /* We must have at least as much range as the old ptr
10012                  * did, so that any accesses which were safe before are
10013                  * still safe.  This is true even if old range < old off,
10014                  * since someone could have accessed through (ptr - k), or
10015                  * even done ptr -= k in a register, to get a safe access.
10016                  */
10017                 if (rold->range > rcur->range)
10018                         return false;
10019                 /* If the offsets don't match, we can't trust our alignment;
10020                  * nor can we be sure that we won't fall out of range.
10021                  */
10022                 if (rold->off != rcur->off)
10023                         return false;
10024                 /* id relations must be preserved */
10025                 if (rold->id && !check_ids(rold->id, rcur->id, idmap))
10026                         return false;
10027                 /* new val must satisfy old val knowledge */
10028                 return range_within(rold, rcur) &&
10029                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
10030         case PTR_TO_CTX:
10031         case CONST_PTR_TO_MAP:
10032         case PTR_TO_PACKET_END:
10033         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
10034         case PTR_TO_SOCKET:
10035         case PTR_TO_SOCKET_OR_NULL:
10036         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
10037         case PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL:
10038         case PTR_TO_TCP_SOCK:
10039         case PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL:
10040         case PTR_TO_XDP_SOCK:
10041                 /* Only valid matches are exact, which memcmp() above
10042                  * would have accepted
10043                  */
10044         default:
10045                 /* Don't know what's going on, just say it's not safe */
10046                 return false;
10047         }
10048
10049         /* Shouldn't get here; if we do, say it's not safe */
10050         WARN_ON_ONCE(1);
10051         return false;
10052 }
10053
10054 static bool stacksafe(struct bpf_func_state *old,
10055                       struct bpf_func_state *cur,
10056                       struct bpf_id_pair *idmap)
10057 {
10058         int i, spi;
10059
10060         /* walk slots of the explored stack and ignore any additional
10061          * slots in the current stack, since explored(safe) state
10062          * didn't use them
10063          */
10064         for (i = 0; i < old->allocated_stack; i++) {
10065                 spi = i / BPF_REG_SIZE;
10066
10067                 if (!(old->stack[spi].spilled_ptr.live & REG_LIVE_READ)) {
10068                         i += BPF_REG_SIZE - 1;
10069                         /* explored state didn't use this */
10070                         continue;
10071                 }
10072
10073                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_INVALID)
10074                         continue;
10075
10076                 /* explored stack has more populated slots than current stack
10077                  * and these slots were used
10078                  */
10079                 if (i >= cur->allocated_stack)
10080                         return false;
10081
10082                 /* if old state was safe with misc data in the stack
10083                  * it will be safe with zero-initialized stack.
10084                  * The opposite is not true
10085                  */
10086                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC &&
10087                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_ZERO)
10088                         continue;
10089                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] !=
10090                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE])
10091                         /* Ex: old explored (safe) state has STACK_SPILL in
10092                          * this stack slot, but current has STACK_MISC ->
10093                          * this verifier states are not equivalent,
10094                          * return false to continue verification of this path
10095                          */
10096                         return false;
10097                 if (i % BPF_REG_SIZE)
10098                         continue;
10099                 if (old->stack[spi].slot_type[0] != STACK_SPILL)
10100                         continue;
10101                 if (!regsafe(&old->stack[spi].spilled_ptr,
10102                              &cur->stack[spi].spilled_ptr,
10103                              idmap))
10104                         /* when explored and current stack slot are both storing
10105                          * spilled registers, check that stored pointers types
10106                          * are the same as well.
10107                          * Ex: explored safe path could have stored
10108                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -8}
10109                          * but current path has stored:
10110                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -16}
10111                          * such verifier states are not equivalent.
10112                          * return false to continue verification of this path
10113                          */
10114                         return false;
10115         }
10116         return true;
10117 }
10118
10119 static bool refsafe(struct bpf_func_state *old, struct bpf_func_state *cur)
10120 {
10121         if (old->acquired_refs != cur->acquired_refs)
10122                 return false;
10123         return !memcmp(old->refs, cur->refs,
10124                        sizeof(*old->refs) * old->acquired_refs);
10125 }
10126
10127 /* compare two verifier states
10128  *
10129  * all states stored in state_list are known to be valid, since
10130  * verifier reached 'bpf_exit' instruction through them
10131  *
10132  * this function is called when verifier exploring different branches of
10133  * execution popped from the state stack. If it sees an old state that has
10134  * more strict register state and more strict stack state then this execution
10135  * branch doesn't need to be explored further, since verifier already
10136  * concluded that more strict state leads to valid finish.
10137  *
10138  * Therefore two states are equivalent if register state is more conservative
10139  * and explored stack state is more conservative than the current one.
10140  * Example:
10141  *       explored                   current
10142  * (slot1=INV slot2=MISC) == (slot1=MISC slot2=MISC)
10143  * (slot1=MISC slot2=MISC) != (slot1=INV slot2=MISC)
10144  *
10145  * In other words if current stack state (one being explored) has more
10146  * valid slots than old one that already passed validation, it means
10147  * the verifier can stop exploring and conclude that current state is valid too
10148  *
10149  * Similarly with registers. If explored state has register type as invalid
10150  * whereas register type in current state is meaningful, it means that
10151  * the current state will reach 'bpf_exit' instruction safely
10152  */
10153 static bool func_states_equal(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *old,
10154                               struct bpf_func_state *cur)
10155 {
10156         int i;
10157
10158         memset(env->idmap_scratch, 0, sizeof(env->idmap_scratch));
10159         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
10160                 if (!regsafe(&old->regs[i], &cur->regs[i], env->idmap_scratch))
10161                         return false;
10162
10163         if (!stacksafe(old, cur, env->idmap_scratch))
10164                 return false;
10165
10166         if (!refsafe(old, cur))
10167                 return false;
10168
10169         return true;
10170 }
10171
10172 static bool states_equal(struct bpf_verifier_env *env,
10173                          struct bpf_verifier_state *old,
10174                          struct bpf_verifier_state *cur)
10175 {
10176         int i;
10177
10178         if (old->curframe != cur->curframe)
10179                 return false;
10180
10181         /* Verification state from speculative execution simulation
10182          * must never prune a non-speculative execution one.
10183          */
10184         if (old->speculative && !cur->speculative)
10185                 return false;
10186
10187         if (old->active_spin_lock != cur->active_spin_lock)
10188                 return false;
10189
10190         /* for states to be equal callsites have to be the same
10191          * and all frame states need to be equivalent
10192          */
10193         for (i = 0; i <= old->curframe; i++) {
10194                 if (old->frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
10195                         return false;
10196                 if (!func_states_equal(env, old->frame[i], cur->frame[i]))
10197                         return false;
10198         }
10199         return true;
10200 }
10201
10202 /* Return 0 if no propagation happened. Return negative error code if error
10203  * happened. Otherwise, return the propagated bit.
10204  */
10205 static int propagate_liveness_reg(struct bpf_verifier_env *env,
10206                                   struct bpf_reg_state *reg,
10207                                   struct bpf_reg_state *parent_reg)
10208 {
10209         u8 parent_flag = parent_reg->live & REG_LIVE_READ;
10210         u8 flag = reg->live & REG_LIVE_READ;
10211         int err;
10212
10213         /* When comes here, read flags of PARENT_REG or REG could be any of
10214          * REG_LIVE_READ64, REG_LIVE_READ32, REG_LIVE_NONE. There is no need
10215          * of propagation if PARENT_REG has strongest REG_LIVE_READ64.
10216          */
10217         if (parent_flag == REG_LIVE_READ64 ||
10218             /* Or if there is no read flag from REG. */
10219             !flag ||
10220             /* Or if the read flag from REG is the same as PARENT_REG. */
10221             parent_flag == flag)
10222                 return 0;
10223
10224         err = mark_reg_read(env, reg, parent_reg, flag);
10225         if (err)
10226                 return err;
10227
10228         return flag;
10229 }
10230
10231 /* A write screens off any subsequent reads; but write marks come from the
10232  * straight-line code between a state and its parent.  When we arrive at an
10233  * equivalent state (jump target or such) we didn't arrive by the straight-line
10234  * code, so read marks in the state must propagate to the parent regardless
10235  * of the state's write marks. That's what 'parent == state->parent' comparison
10236  * in mark_reg_read() is for.
10237  */
10238 static int propagate_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
10239                               const struct bpf_verifier_state *vstate,
10240                               struct bpf_verifier_state *vparent)
10241 {
10242         struct bpf_reg_state *state_reg, *parent_reg;
10243         struct bpf_func_state *state, *parent;
10244         int i, frame, err = 0;
10245
10246         if (vparent->curframe != vstate->curframe) {
10247                 WARN(1, "propagate_live: parent frame %d current frame %d\n",
10248                      vparent->curframe, vstate->curframe);
10249                 return -EFAULT;
10250         }
10251         /* Propagate read liveness of registers... */
10252         BUILD_BUG_ON(BPF_REG_FP + 1 != MAX_BPF_REG);
10253         for (frame = 0; frame <= vstate->curframe; frame++) {
10254                 parent = vparent->frame[frame];
10255                 state = vstate->frame[frame];
10256                 parent_reg = parent->regs;
10257                 state_reg = state->regs;
10258                 /* We don't need to worry about FP liveness, it's read-only */
10259                 for (i = frame < vstate->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
10260                         err = propagate_liveness_reg(env, &state_reg[i],
10261                                                      &parent_reg[i]);
10262                         if (err < 0)
10263                                 return err;
10264                         if (err == REG_LIVE_READ64)
10265                                 mark_insn_zext(env, &parent_reg[i]);
10266                 }
10267
10268                 /* Propagate stack slots. */
10269                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE &&
10270                             i < parent->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
10271                         parent_reg = &parent->stack[i].spilled_ptr;
10272                         state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
10273                         err = propagate_liveness_reg(env, state_reg,
10274                                                      parent_reg);
10275                         if (err < 0)
10276                                 return err;
10277                 }
10278         }
10279         return 0;
10280 }
10281
10282 /* find precise scalars in the previous equivalent state and
10283  * propagate them into the current state
10284  */
10285 static int propagate_precision(struct bpf_verifier_env *env,
10286                                const struct bpf_verifier_state *old)
10287 {
10288         struct bpf_reg_state *state_reg;
10289         struct bpf_func_state *state;
10290         int i, err = 0;
10291
10292         state = old->frame[old->curframe];
10293         state_reg = state->regs;
10294         for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++, state_reg++) {
10295                 if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
10296                     !state_reg->precise)
10297                         continue;
10298                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
10299                         verbose(env, "propagating r%d\n", i);
10300                 err = mark_chain_precision(env, i);
10301                 if (err < 0)
10302                         return err;
10303         }
10304
10305         for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
10306                 if (state->stack[i].slot_type[0] != STACK_SPILL)
10307                         continue;
10308                 state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
10309                 if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
10310                     !state_reg->precise)
10311                         continue;
10312                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
10313                         verbose(env, "propagating fp%d\n",
10314                                 (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
10315                 err = mark_chain_precision_stack(env, i);
10316                 if (err < 0)
10317                         return err;
10318         }
10319         return 0;
10320 }
10321
10322 static bool states_maybe_looping(struct bpf_verifier_state *old,
10323                                  struct bpf_verifier_state *cur)
10324 {
10325         struct bpf_func_state *fold, *fcur;
10326         int i, fr = cur->curframe;
10327
10328         if (old->curframe != fr)
10329                 return false;
10330
10331         fold = old->frame[fr];
10332         fcur = cur->frame[fr];
10333         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
10334                 if (memcmp(&fold->regs[i], &fcur->regs[i],
10335                            offsetof(struct bpf_reg_state, parent)))
10336                         return false;
10337         return true;
10338 }
10339
10340
10341 static int is_state_visited(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
10342 {
10343         struct bpf_verifier_state_list *new_sl;
10344         struct bpf_verifier_state_list *sl, **pprev;
10345         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state, *new;
10346         int i, j, err, states_cnt = 0;
10347         bool add_new_state = env->test_state_freq ? true : false;
10348
10349         cur->last_insn_idx = env->prev_insn_idx;
10350         if (!env->insn_aux_data[insn_idx].prune_point)
10351                 /* this 'insn_idx' instruction wasn't marked, so we will not
10352                  * be doing state search here
10353                  */
10354                 return 0;
10355
10356         /* bpf progs typically have pruning point every 4 instructions
10357          * http://vger.kernel.org/bpfconf2019.html#session-1
10358          * Do not add new state for future pruning if the verifier hasn't seen
10359          * at least 2 jumps and at least 8 instructions.
10360          * This heuristics helps decrease 'total_states' and 'peak_states' metric.
10361          * In tests that amounts to up to 50% reduction into total verifier
10362          * memory consumption and 20% verifier time speedup.
10363          */
10364         if (env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed >= 2 &&
10365             env->insn_processed - env->prev_insn_processed >= 8)
10366                 add_new_state = true;
10367
10368         pprev = explored_state(env, insn_idx);
10369         sl = *pprev;
10370
10371         clean_live_states(env, insn_idx, cur);
10372
10373         while (sl) {
10374                 states_cnt++;
10375                 if (sl->state.insn_idx != insn_idx)
10376                         goto next;
10377                 if (sl->state.branches) {
10378                         if (states_maybe_looping(&sl->state, cur) &&
10379                             states_equal(env, &sl->state, cur)) {
10380                                 verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
10381                                 verbose(env, "infinite loop detected at insn %d\n", insn_idx);
10382                                 return -EINVAL;
10383                         }
10384                         /* if the verifier is processing a loop, avoid adding new state
10385                          * too often, since different loop iterations have distinct
10386                          * states and may not help future pruning.
10387                          * This threshold shouldn't be too low to make sure that
10388                          * a loop with large bound will be rejected quickly.
10389                          * The most abusive loop will be:
10390                          * r1 += 1
10391                          * if r1 < 1000000 goto pc-2
10392                          * 1M insn_procssed limit / 100 == 10k peak states.
10393                          * This threshold shouldn't be too high either, since states
10394                          * at the end of the loop are likely to be useful in pruning.
10395                          */
10396                         if (env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed < 20 &&
10397                             env->insn_processed - env->prev_insn_processed < 100)
10398                                 add_new_state = false;
10399                         goto miss;
10400                 }
10401                 if (states_equal(env, &sl->state, cur)) {
10402                         sl->hit_cnt++;
10403                         /* reached equivalent register/stack state,
10404                          * prune the search.
10405                          * Registers read by the continuation are read by us.
10406                          * If we have any write marks in env->cur_state, they
10407                          * will prevent corresponding reads in the continuation
10408                          * from reaching our parent (an explored_state).  Our
10409                          * own state will get the read marks recorded, but
10410                          * they'll be immediately forgotten as we're pruning
10411                          * this state and will pop a new one.
10412                          */
10413                         err = propagate_liveness(env, &sl->state, cur);
10414
10415                         /* if previous state reached the exit with precision and
10416                          * current state is equivalent to it (except precsion marks)
10417                          * the precision needs to be propagated back in
10418                          * the current state.
10419                          */
10420                         err = err ? : push_jmp_history(env, cur);
10421                         err = err ? : propagate_precision(env, &sl->state);
10422                         if (err)
10423                                 return err;
10424                         return 1;
10425                 }
10426 miss:
10427                 /* when new state is not going to be added do not increase miss count.
10428                  * Otherwise several loop iterations will remove the state
10429                  * recorded earlier. The goal of these heuristics is to have
10430                  * states from some iterations of the loop (some in the beginning
10431                  * and some at the end) to help pruning.
10432                  */
10433                 if (add_new_state)
10434                         sl->miss_cnt++;
10435                 /* heuristic to determine whether this state is beneficial
10436                  * to keep checking from state equivalence point of view.
10437                  * Higher numbers increase max_states_per_insn and verification time,
10438                  * but do not meaningfully decrease insn_processed.
10439                  */
10440                 if (sl->miss_cnt > sl->hit_cnt * 3 + 3) {
10441                         /* the state is unlikely to be useful. Remove it to
10442                          * speed up verification
10443                          */
10444                         *pprev = sl->next;
10445                         if (sl->state.frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE) {
10446                                 u32 br = sl->state.branches;
10447
10448                                 WARN_ONCE(br,
10449                                           "BUG live_done but branches_to_explore %d\n",
10450                                           br);
10451                                 free_verifier_state(&sl->state, false);
10452                                 kfree(sl);
10453                                 env->peak_states--;
10454                         } else {
10455                                 /* cannot free this state, since parentage chain may
10456                                  * walk it later. Add it for free_list instead to
10457                                  * be freed at the end of verification
10458                                  */
10459                                 sl->next = env->free_list;
10460                                 env->free_list = sl;
10461                         }
10462                         sl = *pprev;
10463                         continue;
10464                 }
10465 next:
10466                 pprev = &sl->next;
10467                 sl = *pprev;
10468         }
10469
10470         if (env->max_states_per_insn < states_cnt)
10471                 env->max_states_per_insn = states_cnt;
10472
10473         if (!env->bpf_capable && states_cnt > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES)
10474                 return push_jmp_history(env, cur);
10475
10476         if (!add_new_state)
10477                 return push_jmp_history(env, cur);
10478
10479         /* There were no equivalent states, remember the current one.
10480          * Technically the current state is not proven to be safe yet,
10481          * but it will either reach outer most bpf_exit (which means it's safe)
10482          * or it will be rejected. When there are no loops the verifier won't be
10483          * seeing this tuple (frame[0].callsite, frame[1].callsite, .. insn_idx)
10484          * again on the way to bpf_exit.
10485          * When looping the sl->state.branches will be > 0 and this state
10486          * will not be considered for equivalence until branches == 0.
10487          */
10488         new_sl = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state_list), GFP_KERNEL);
10489         if (!new_sl)
10490                 return -ENOMEM;
10491         env->total_states++;
10492         env->peak_states++;
10493         env->prev_jmps_processed = env->jmps_processed;
10494         env->prev_insn_processed = env->insn_processed;
10495
10496         /* add new state to the head of linked list */
10497         new = &new_sl->state;
10498         err = copy_verifier_state(new, cur);
10499         if (err) {
10500                 free_verifier_state(new, false);
10501                 kfree(new_sl);
10502                 return err;
10503         }
10504         new->insn_idx = insn_idx;
10505         WARN_ONCE(new->branches != 1,
10506                   "BUG is_state_visited:branches_to_explore=%d insn %d\n", new->branches, insn_idx);
10507
10508         cur->parent = new;
10509         cur->first_insn_idx = insn_idx;
10510         clear_jmp_history(cur);
10511         new_sl->next = *explored_state(env, insn_idx);
10512         *explored_state(env, insn_idx) = new_sl;
10513         /* connect new state to parentage chain. Current frame needs all
10514          * registers connected. Only r6 - r9 of the callers are alive (pushed
10515          * to the stack implicitly by JITs) so in callers' frames connect just
10516          * r6 - r9 as an optimization. Callers will have r1 - r5 connected to
10517          * the state of the call instruction (with WRITTEN set), and r0 comes
10518          * from callee with its full parentage chain, anyway.
10519          */
10520         /* clear write marks in current state: the writes we did are not writes
10521          * our child did, so they don't screen off its reads from us.
10522          * (There are no read marks in current state, because reads always mark
10523          * their parent and current state never has children yet.  Only
10524          * explored_states can get read marks.)
10525          */
10526         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
10527                 for (i = j < cur->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++)
10528                         cur->frame[j]->regs[i].parent = &new->frame[j]->regs[i];
10529                 for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++)
10530                         cur->frame[j]->regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
10531         }
10532
10533         /* all stack frames are accessible from callee, clear them all */
10534         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
10535                 struct bpf_func_state *frame = cur->frame[j];
10536                 struct bpf_func_state *newframe = new->frame[j];
10537
10538                 for (i = 0; i < frame->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
10539                         frame->stack[i].spilled_ptr.live = REG_LIVE_NONE;
10540                         frame->stack[i].spilled_ptr.parent =
10541                                                 &newframe->stack[i].spilled_ptr;
10542                 }
10543         }
10544         return 0;
10545 }
10546
10547 /* Return true if it's OK to have the same insn return a different type. */
10548 static bool reg_type_mismatch_ok(enum bpf_reg_type type)
10549 {
10550         switch (type) {
10551         case PTR_TO_CTX:
10552         case PTR_TO_SOCKET:
10553         case PTR_TO_SOCKET_OR_NULL:
10554         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
10555         case PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL:
10556         case PTR_TO_TCP_SOCK:
10557         case PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL:
10558         case PTR_TO_XDP_SOCK:
10559         case PTR_TO_BTF_ID:
10560         case PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL:
10561                 return false;
10562         default:
10563                 return true;
10564         }
10565 }
10566
10567 /* If an instruction was previously used with particular pointer types, then we
10568  * need to be careful to avoid cases such as the below, where it may be ok
10569  * for one branch accessing the pointer, but not ok for the other branch:
10570  *
10571  * R1 = sock_ptr
10572  * goto X;
10573  * ...
10574  * R1 = some_other_valid_ptr;
10575  * goto X;
10576  * ...
10577  * R2 = *(u32 *)(R1 + 0);
10578  */
10579 static bool reg_type_mismatch(enum bpf_reg_type src, enum bpf_reg_type prev)
10580 {
10581         return src != prev && (!reg_type_mismatch_ok(src) ||
10582                                !reg_type_mismatch_ok(prev));
10583 }
10584
10585 static int do_check(struct bpf_verifier_env *env)
10586 {
10587         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
10588         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
10589         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
10590         struct bpf_reg_state *regs;
10591         int insn_cnt = env->prog->len;
10592         bool do_print_state = false;
10593         int prev_insn_idx = -1;
10594
10595         for (;;) {
10596                 struct bpf_insn *insn;
10597                 u8 class;
10598                 int err;
10599
10600                 env->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
10601                 if (env->insn_idx >= insn_cnt) {
10602                         verbose(env, "invalid insn idx %d insn_cnt %d\n",
10603                                 env->insn_idx, insn_cnt);
10604                         return -EFAULT;
10605                 }
10606
10607                 insn = &insns[env->insn_idx];
10608                 class = BPF_CLASS(insn->code);
10609
10610                 if (++env->insn_processed > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS) {
10611                         verbose(env,
10612                                 "BPF program is too large. Processed %d insn\n",
10613                                 env->insn_processed);
10614                         return -E2BIG;
10615                 }
10616
10617                 err = is_state_visited(env, env->insn_idx);
10618                 if (err < 0)
10619                         return err;
10620                 if (err == 1) {
10621                         /* found equivalent state, can prune the search */
10622                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
10623                                 if (do_print_state)
10624                                         verbose(env, "\nfrom %d to %d%s: safe\n",
10625                                                 env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
10626                                                 env->cur_state->speculative ?
10627                                                 " (speculative execution)" : "");
10628                                 else
10629                                         verbose(env, "%d: safe\n", env->insn_idx);
10630                         }
10631                         goto process_bpf_exit;
10632                 }
10633
10634                 if (signal_pending(current))
10635                         return -EAGAIN;
10636
10637                 if (need_resched())
10638                         cond_resched();
10639
10640                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2 ||
10641                     (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL && do_print_state)) {
10642                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
10643                                 verbose(env, "%d:", env->insn_idx);
10644                         else
10645                                 verbose(env, "\nfrom %d to %d%s:",
10646                                         env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
10647                                         env->cur_state->speculative ?
10648                                         " (speculative execution)" : "");
10649                         print_verifier_state(env, state->frame[state->curframe]);
10650                         do_print_state = false;
10651                 }
10652
10653                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
10654                         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
10655                                 .cb_call        = disasm_kfunc_name,
10656                                 .cb_print       = verbose,
10657                                 .private_data   = env,
10658                         };
10659
10660                         verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
10661                         verbose(env, "%d: ", env->insn_idx);
10662                         print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
10663                 }
10664
10665                 if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
10666                         err = bpf_prog_offload_verify_insn(env, env->insn_idx,
10667                                                            env->prev_insn_idx);
10668                         if (err)
10669                                 return err;
10670                 }
10671
10672                 regs = cur_regs(env);
10673                 sanitize_mark_insn_seen(env);
10674                 prev_insn_idx = env->insn_idx;
10675
10676                 if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
10677                         err = check_alu_op(env, insn);
10678                         if (err)
10679                                 return err;
10680
10681                 } else if (class == BPF_LDX) {
10682                         enum bpf_reg_type *prev_src_type, src_reg_type;
10683
10684                         /* check for reserved fields is already done */
10685
10686                         /* check src operand */
10687                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
10688                         if (err)
10689                                 return err;
10690
10691                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
10692                         if (err)
10693                                 return err;
10694
10695                         src_reg_type = regs[insn->src_reg].type;
10696
10697                         /* check that memory (src_reg + off) is readable,
10698                          * the state of dst_reg will be updated by this func
10699                          */
10700                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->src_reg,
10701                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
10702                                                BPF_READ, insn->dst_reg, false);
10703                         if (err)
10704                                 return err;
10705
10706                         prev_src_type = &env->insn_aux_data[env->insn_idx].ptr_type;
10707
10708                         if (*prev_src_type == NOT_INIT) {
10709                                 /* saw a valid insn
10710                                  * dst_reg = *(u32 *)(src_reg + off)
10711                                  * save type to validate intersecting paths
10712                                  */
10713                                 *prev_src_type = src_reg_type;
10714
10715                         } else if (reg_type_mismatch(src_reg_type, *prev_src_type)) {
10716                                 /* ABuser program is trying to use the same insn
10717                                  * dst_reg = *(u32*) (src_reg + off)
10718                                  * with different pointer types:
10719                                  * src_reg == ctx in one branch and
10720                                  * src_reg == stack|map in some other branch.
10721                                  * Reject it.
10722                                  */
10723                                 verbose(env, "same insn cannot be used with different pointers\n");
10724                                 return -EINVAL;
10725                         }
10726
10727                 } else if (class == BPF_STX) {
10728                         enum bpf_reg_type *prev_dst_type, dst_reg_type;
10729
10730                         if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC) {
10731                                 err = check_atomic(env, env->insn_idx, insn);
10732                                 if (err)
10733                                         return err;
10734                                 env->insn_idx++;
10735                                 continue;
10736                         }
10737
10738                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM || insn->imm != 0) {
10739                                 verbose(env, "BPF_STX uses reserved fields\n");
10740                                 return -EINVAL;
10741                         }
10742
10743                         /* check src1 operand */
10744                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
10745                         if (err)
10746                                 return err;
10747                         /* check src2 operand */
10748                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
10749                         if (err)
10750                                 return err;
10751
10752                         dst_reg_type = regs[insn->dst_reg].type;
10753
10754                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
10755                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
10756                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
10757                                                BPF_WRITE, insn->src_reg, false);
10758                         if (err)
10759                                 return err;
10760
10761                         prev_dst_type = &env->insn_aux_data[env->insn_idx].ptr_type;
10762
10763                         if (*prev_dst_type == NOT_INIT) {
10764                                 *prev_dst_type = dst_reg_type;
10765                         } else if (reg_type_mismatch(dst_reg_type, *prev_dst_type)) {
10766                                 verbose(env, "same insn cannot be used with different pointers\n");
10767                                 return -EINVAL;
10768                         }
10769
10770                 } else if (class == BPF_ST) {
10771                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM ||
10772                             insn->src_reg != BPF_REG_0) {
10773                                 verbose(env, "BPF_ST uses reserved fields\n");
10774                                 return -EINVAL;
10775                         }
10776                         /* check src operand */
10777                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
10778                         if (err)
10779                                 return err;
10780
10781                         if (is_ctx_reg(env, insn->dst_reg)) {
10782                                 verbose(env, "BPF_ST stores into R%d %s is not allowed\n",
10783                                         insn->dst_reg,
10784                                         reg_type_str[reg_state(env, insn->dst_reg)->type]);
10785                                 return -EACCES;
10786                         }
10787
10788                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
10789                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
10790                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
10791                                                BPF_WRITE, -1, false);
10792                         if (err)
10793                                 return err;
10794
10795                 } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
10796                         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
10797
10798                         env->jmps_processed++;
10799                         if (opcode == BPF_CALL) {
10800                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
10801                                     insn->off != 0 ||
10802                                     (insn->src_reg != BPF_REG_0 &&
10803                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL &&
10804                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) ||
10805                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
10806                                     class == BPF_JMP32) {
10807                                         verbose(env, "BPF_CALL uses reserved fields\n");
10808                                         return -EINVAL;
10809                                 }
10810
10811                                 if (env->cur_state->active_spin_lock &&
10812                                     (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL ||
10813                                      insn->imm != BPF_FUNC_spin_unlock)) {
10814                                         verbose(env, "function calls are not allowed while holding a lock\n");
10815                                         return -EINVAL;
10816                                 }
10817                                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
10818                                         err = check_func_call(env, insn, &env->insn_idx);
10819                                 else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL)
10820                                         err = check_kfunc_call(env, insn);
10821                                 else
10822                                         err = check_helper_call(env, insn, &env->insn_idx);
10823                                 if (err)
10824                                         return err;
10825                         } else if (opcode == BPF_JA) {
10826                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
10827                                     insn->imm != 0 ||
10828                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
10829                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
10830                                     class == BPF_JMP32) {
10831                                         verbose(env, "BPF_JA uses reserved fields\n");
10832                                         return -EINVAL;
10833                                 }
10834
10835                                 env->insn_idx += insn->off + 1;
10836                                 continue;
10837
10838                         } else if (opcode == BPF_EXIT) {
10839                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
10840                                     insn->imm != 0 ||
10841                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
10842                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
10843                                     class == BPF_JMP32) {
10844                                         verbose(env, "BPF_EXIT uses reserved fields\n");
10845                                         return -EINVAL;
10846                                 }
10847
10848                                 if (env->cur_state->active_spin_lock) {
10849                                         verbose(env, "bpf_spin_unlock is missing\n");
10850                                         return -EINVAL;
10851                                 }
10852
10853                                 if (state->curframe) {
10854                                         /* exit from nested function */
10855                                         err = prepare_func_exit(env, &env->insn_idx);
10856                                         if (err)
10857                                                 return err;
10858                                         do_print_state = true;
10859                                         continue;
10860                                 }
10861
10862                                 err = check_reference_leak(env);
10863                                 if (err)
10864                                         return err;
10865
10866                                 err = check_return_code(env);
10867                                 if (err)
10868                                         return err;
10869 process_bpf_exit:
10870                                 update_branch_counts(env, env->cur_state);
10871                                 err = pop_stack(env, &prev_insn_idx,
10872                                                 &env->insn_idx, pop_log);
10873                                 if (err < 0) {
10874                                         if (err != -ENOENT)
10875                                                 return err;
10876                                         break;
10877                                 } else {
10878                                         do_print_state = true;
10879                                         continue;
10880                                 }
10881                         } else {
10882                                 err = check_cond_jmp_op(env, insn, &env->insn_idx);
10883                                 if (err)
10884                                         return err;
10885                         }
10886                 } else if (class == BPF_LD) {
10887                         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
10888
10889                         if (mode == BPF_ABS || mode == BPF_IND) {
10890                                 err = check_ld_abs(env, insn);
10891                                 if (err)
10892                                         return err;
10893
10894                         } else if (mode == BPF_IMM) {
10895                                 err = check_ld_imm(env, insn);
10896                                 if (err)
10897                                         return err;
10898
10899                                 env->insn_idx++;
10900                                 sanitize_mark_insn_seen(env);
10901                         } else {
10902                                 verbose(env, "invalid BPF_LD mode\n");
10903                                 return -EINVAL;
10904                         }
10905                 } else {
10906                         verbose(env, "unknown insn class %d\n", class);
10907                         return -EINVAL;
10908                 }
10909
10910                 env->insn_idx++;
10911         }
10912
10913         return 0;
10914 }
10915
10916 static int find_btf_percpu_datasec(struct btf *btf)
10917 {
10918         const struct btf_type *t;
10919         const char *tname;
10920         int i, n;
10921
10922         /*
10923          * Both vmlinux and module each have their own ".data..percpu"
10924          * DATASECs in BTF. So for module's case, we need to skip vmlinux BTF
10925          * types to look at only module's own BTF types.
10926          */
10927         n = btf_nr_types(btf);
10928         if (btf_is_module(btf))
10929                 i = btf_nr_types(btf_vmlinux);
10930         else
10931                 i = 1;
10932
10933         for(; i < n; i++) {
10934                 t = btf_type_by_id(btf, i);
10935                 if (BTF_INFO_KIND(t->info) != BTF_KIND_DATASEC)
10936                         continue;
10937
10938                 tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
10939                 if (!strcmp(tname, ".data..percpu"))
10940                         return i;
10941         }
10942
10943         return -ENOENT;
10944 }
10945
10946 /* replace pseudo btf_id with kernel symbol address */
10947 static int check_pseudo_btf_id(struct bpf_verifier_env *env,
10948                                struct bpf_insn *insn,
10949                                struct bpf_insn_aux_data *aux)
10950 {
10951         const struct btf_var_secinfo *vsi;
10952         const struct btf_type *datasec;
10953         struct btf_mod_pair *btf_mod;
10954         const struct btf_type *t;
10955         const char *sym_name;
10956         bool percpu = false;
10957         u32 type, id = insn->imm;
10958         struct btf *btf;
10959         s32 datasec_id;
10960         u64 addr;
10961         int i, btf_fd, err;
10962
10963         btf_fd = insn[1].imm;
10964         if (btf_fd) {
10965                 btf = btf_get_by_fd(btf_fd);
10966                 if (IS_ERR(btf)) {
10967                         verbose(env, "invalid module BTF object FD specified.\n");
10968                         return -EINVAL;
10969                 }
10970         } else {
10971                 if (!btf_vmlinux) {
10972                         verbose(env, "kernel is missing BTF, make sure CONFIG_DEBUG_INFO_BTF=y is specified in Kconfig.\n");
10973                         return -EINVAL;
10974                 }
10975                 btf = btf_vmlinux;
10976                 btf_get(btf);
10977         }
10978
10979         t = btf_type_by_id(btf, id);
10980         if (!t) {
10981                 verbose(env, "ldimm64 insn specifies invalid btf_id %d.\n", id);
10982                 err = -ENOENT;
10983                 goto err_put;
10984         }
10985
10986         if (!btf_type_is_var(t)) {
10987                 verbose(env, "pseudo btf_id %d in ldimm64 isn't KIND_VAR.\n", id);
10988                 err = -EINVAL;
10989                 goto err_put;
10990         }
10991
10992         sym_name = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
10993         addr = kallsyms_lookup_name(sym_name);
10994         if (!addr) {
10995                 verbose(env, "ldimm64 failed to find the address for kernel symbol '%s'.\n",
10996                         sym_name);
10997                 err = -ENOENT;
10998                 goto err_put;
10999         }
11000
11001         datasec_id = find_btf_percpu_datasec(btf);
11002         if (datasec_id > 0) {
11003                 datasec = btf_type_by_id(btf, datasec_id);
11004                 for_each_vsi(i, datasec, vsi) {
11005                         if (vsi->type == id) {
11006                                 percpu = true;
11007                                 break;
11008                         }
11009                 }
11010         }
11011
11012         insn[0].imm = (u32)addr;
11013         insn[1].imm = addr >> 32;
11014
11015         type = t->type;
11016         t = btf_type_skip_modifiers(btf, type, NULL);
11017         if (percpu) {
11018                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_PERCPU_BTF_ID;
11019                 aux->btf_var.btf = btf;
11020                 aux->btf_var.btf_id = type;
11021         } else if (!btf_type_is_struct(t)) {
11022                 const struct btf_type *ret;
11023                 const char *tname;
11024                 u32 tsize;
11025
11026                 /* resolve the type size of ksym. */
11027                 ret = btf_resolve_size(btf, t, &tsize);
11028                 if (IS_ERR(ret)) {
11029                         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
11030                         verbose(env, "ldimm64 unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
11031                                 tname, PTR_ERR(ret));
11032                         err = -EINVAL;
11033                         goto err_put;
11034                 }
11035                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_MEM;
11036                 aux->btf_var.mem_size = tsize;
11037         } else {
11038                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_BTF_ID;
11039                 aux->btf_var.btf = btf;
11040                 aux->btf_var.btf_id = type;
11041         }
11042
11043         /* check whether we recorded this BTF (and maybe module) already */
11044         for (i = 0; i < env->used_btf_cnt; i++) {
11045                 if (env->used_btfs[i].btf == btf) {
11046                         btf_put(btf);
11047                         return 0;
11048                 }
11049         }
11050
11051         if (env->used_btf_cnt >= MAX_USED_BTFS) {
11052                 err = -E2BIG;
11053                 goto err_put;
11054         }
11055
11056         btf_mod = &env->used_btfs[env->used_btf_cnt];
11057         btf_mod->btf = btf;
11058         btf_mod->module = NULL;
11059
11060         /* if we reference variables from kernel module, bump its refcount */
11061         if (btf_is_module(btf)) {
11062                 btf_mod->module = btf_try_get_module(btf);
11063                 if (!btf_mod->module) {
11064                         err = -ENXIO;
11065                         goto err_put;
11066                 }
11067         }
11068
11069         env->used_btf_cnt++;
11070
11071         return 0;
11072 err_put:
11073         btf_put(btf);
11074         return err;
11075 }
11076
11077 static int check_map_prealloc(struct bpf_map *map)
11078 {
11079         return (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_HASH &&
11080                 map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH &&
11081                 map->map_type != BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS) ||
11082                 !(map->map_flags & BPF_F_NO_PREALLOC);
11083 }
11084
11085 static bool is_tracing_prog_type(enum bpf_prog_type type)
11086 {
11087         switch (type) {
11088         case BPF_PROG_TYPE_KPROBE:
11089         case BPF_PROG_TYPE_TRACEPOINT:
11090         case BPF_PROG_TYPE_PERF_EVENT:
11091         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
11092                 return true;
11093         default:
11094                 return false;
11095         }
11096 }
11097
11098 static bool is_preallocated_map(struct bpf_map *map)
11099 {
11100         if (!check_map_prealloc(map))
11101                 return false;
11102         if (map->inner_map_meta && !check_map_prealloc(map->inner_map_meta))
11103                 return false;
11104         return true;
11105 }
11106
11107 static int check_map_prog_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
11108                                         struct bpf_map *map,
11109                                         struct bpf_prog *prog)
11110
11111 {
11112         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(prog);
11113         /*
11114          * Validate that trace type programs use preallocated hash maps.
11115          *
11116          * For programs attached to PERF events this is mandatory as the
11117          * perf NMI can hit any arbitrary code sequence.
11118          *
11119          * All other trace types using preallocated hash maps are unsafe as
11120          * well because tracepoint or kprobes can be inside locked regions
11121          * of the memory allocator or at a place where a recursion into the
11122          * memory allocator would see inconsistent state.
11123          *
11124          * On RT enabled kernels run-time allocation of all trace type
11125          * programs is strictly prohibited due to lock type constraints. On
11126          * !RT kernels it is allowed for backwards compatibility reasons for
11127          * now, but warnings are emitted so developers are made aware of
11128          * the unsafety and can fix their programs before this is enforced.
11129          */
11130         if (is_tracing_prog_type(prog_type) && !is_preallocated_map(map)) {
11131                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_PERF_EVENT) {
11132                         verbose(env, "perf_event programs can only use preallocated hash map\n");
11133                         return -EINVAL;
11134                 }
11135                 if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT)) {
11136                         verbose(env, "trace type programs can only use preallocated hash map\n");
11137                         return -EINVAL;
11138                 }
11139                 WARN_ONCE(1, "trace type BPF program uses run-time allocation\n");
11140                 verbose(env, "trace type programs with run-time allocated hash maps are unsafe. Switch to preallocated hash maps.\n");
11141         }
11142
11143         if (map_value_has_spin_lock(map)) {
11144                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER) {
11145                         verbose(env, "socket filter progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
11146                         return -EINVAL;
11147                 }
11148
11149                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
11150                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
11151                         return -EINVAL;
11152                 }
11153
11154                 if (prog->aux->sleepable) {
11155                         verbose(env, "sleepable progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
11156                         return -EINVAL;
11157                 }
11158         }
11159
11160         if ((bpf_prog_is_dev_bound(prog->aux) || bpf_map_is_dev_bound(map)) &&
11161             !bpf_offload_prog_map_match(prog, map)) {
11162                 verbose(env, "offload device mismatch between prog and map\n");
11163                 return -EINVAL;
11164         }
11165
11166         if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_STRUCT_OPS) {
11167                 verbose(env, "bpf_struct_ops map cannot be used in prog\n");
11168                 return -EINVAL;
11169         }
11170
11171         if (prog->aux->sleepable)
11172                 switch (map->map_type) {
11173                 case BPF_MAP_TYPE_HASH:
11174                 case BPF_MAP_TYPE_LRU_HASH:
11175                 case BPF_MAP_TYPE_ARRAY:
11176                 case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH:
11177                 case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY:
11178                 case BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH:
11179                 case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
11180                 case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
11181                         if (!is_preallocated_map(map)) {
11182                                 verbose(env,
11183                                         "Sleepable programs can only use preallocated maps\n");
11184                                 return -EINVAL;
11185                         }
11186                         break;
11187                 case BPF_MAP_TYPE_RINGBUF:
11188                         break;
11189                 default:
11190                         verbose(env,
11191                                 "Sleepable programs can only use array, hash, and ringbuf maps\n");
11192                         return -EINVAL;
11193                 }
11194
11195         return 0;
11196 }
11197
11198 static bool bpf_map_is_cgroup_storage(struct bpf_map *map)
11199 {
11200         return (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE ||
11201                 map->map_type == BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE);
11202 }
11203
11204 /* find and rewrite pseudo imm in ld_imm64 instructions:
11205  *
11206  * 1. if it accesses map FD, replace it with actual map pointer.
11207  * 2. if it accesses btf_id of a VAR, replace it with pointer to the var.
11208  *
11209  * NOTE: btf_vmlinux is required for converting pseudo btf_id.
11210  */
11211 static int resolve_pseudo_ldimm64(struct bpf_verifier_env *env)
11212 {
11213         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
11214         int insn_cnt = env->prog->len;
11215         int i, j, err;
11216
11217         err = bpf_prog_calc_tag(env->prog);
11218         if (err)
11219                 return err;
11220
11221         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
11222                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
11223                     (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM || insn->imm != 0)) {
11224                         verbose(env, "BPF_LDX uses reserved fields\n");
11225                         return -EINVAL;
11226                 }
11227
11228                 if (insn[0].code == (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW)) {
11229                         struct bpf_insn_aux_data *aux;
11230                         struct bpf_map *map;
11231                         struct fd f;
11232                         u64 addr;
11233                         u32 fd;
11234
11235                         if (i == insn_cnt - 1 || insn[1].code != 0 ||
11236                             insn[1].dst_reg != 0 || insn[1].src_reg != 0 ||
11237                             insn[1].off != 0) {
11238                                 verbose(env, "invalid bpf_ld_imm64 insn\n");
11239                                 return -EINVAL;
11240                         }
11241
11242                         if (insn[0].src_reg == 0)
11243                                 /* valid generic load 64-bit imm */
11244                                 goto next_insn;
11245
11246                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
11247                                 aux = &env->insn_aux_data[i];
11248                                 err = check_pseudo_btf_id(env, insn, aux);
11249                                 if (err)
11250                                         return err;
11251                                 goto next_insn;
11252                         }
11253
11254                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC) {
11255                                 aux = &env->insn_aux_data[i];
11256                                 aux->ptr_type = PTR_TO_FUNC;
11257                                 goto next_insn;
11258                         }
11259
11260                         /* In final convert_pseudo_ld_imm64() step, this is
11261                          * converted into regular 64-bit imm load insn.
11262                          */
11263                         switch (insn[0].src_reg) {
11264                         case BPF_PSEUDO_MAP_VALUE:
11265                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE:
11266                                 break;
11267                         case BPF_PSEUDO_MAP_FD:
11268                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX:
11269                                 if (insn[1].imm == 0)
11270                                         break;
11271                                 fallthrough;
11272                         default:
11273                                 verbose(env, "unrecognized bpf_ld_imm64 insn\n");
11274                                 return -EINVAL;
11275                         }
11276
11277                         switch (insn[0].src_reg) {
11278                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE:
11279                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX:
11280                                 if (bpfptr_is_null(env->fd_array)) {
11281                                         verbose(env, "fd_idx without fd_array is invalid\n");
11282                                         return -EPROTO;
11283                                 }
11284                                 if (copy_from_bpfptr_offset(&fd, env->fd_array,
11285                                                             insn[0].imm * sizeof(fd),
11286                                                             sizeof(fd)))
11287                                         return -EFAULT;
11288                                 break;
11289                         default:
11290                                 fd = insn[0].imm;
11291                                 break;
11292                         }
11293
11294                         f = fdget(fd);
11295                         map = __bpf_map_get(f);
11296                         if (IS_ERR(map)) {
11297                                 verbose(env, "fd %d is not pointing to valid bpf_map\n",
11298                                         insn[0].imm);
11299                                 return PTR_ERR(map);
11300                         }
11301
11302                         err = check_map_prog_compatibility(env, map, env->prog);
11303                         if (err) {
11304                                 fdput(f);
11305                                 return err;
11306                         }
11307
11308                         aux = &env->insn_aux_data[i];
11309                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD ||
11310                             insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX) {
11311                                 addr = (unsigned long)map;
11312                         } else {
11313                                 u32 off = insn[1].imm;
11314
11315                                 if (off >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
11316                                         verbose(env, "direct value offset of %u is not allowed\n", off);
11317                                         fdput(f);
11318                                         return -EINVAL;
11319                                 }
11320
11321                                 if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
11322                                         verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
11323                                         fdput(f);
11324                                         return -EINVAL;
11325                                 }
11326
11327                                 err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
11328                                 if (err) {
11329                                         verbose(env, "invalid access to map value pointer, value_size=%u off=%u\n",
11330                                                 map->value_size, off);
11331                                         fdput(f);
11332                                         return err;
11333                                 }
11334
11335                                 aux->map_off = off;
11336                                 addr += off;
11337                         }
11338
11339                         insn[0].imm = (u32)addr;
11340                         insn[1].imm = addr >> 32;
11341
11342                         /* check whether we recorded this map already */
11343                         for (j = 0; j < env->used_map_cnt; j++) {
11344                                 if (env->used_maps[j] == map) {
11345                                         aux->map_index = j;
11346                                         fdput(f);
11347                                         goto next_insn;
11348                                 }
11349                         }
11350
11351                         if (env->used_map_cnt >= MAX_USED_MAPS) {
11352                                 fdput(f);
11353                                 return -E2BIG;
11354                         }
11355
11356                         /* hold the map. If the program is rejected by verifier,
11357                          * the map will be released by release_maps() or it
11358                          * will be used by the valid program until it's unloaded
11359                          * and all maps are released in free_used_maps()
11360                          */
11361                         bpf_map_inc(map);
11362
11363                         aux->map_index = env->used_map_cnt;
11364                         env->used_maps[env->used_map_cnt++] = map;
11365
11366                         if (bpf_map_is_cgroup_storage(map) &&
11367                             bpf_cgroup_storage_assign(env->prog->aux, map)) {
11368                                 verbose(env, "only one cgroup storage of each type is allowed\n");
11369                                 fdput(f);
11370                                 return -EBUSY;
11371                         }
11372
11373                         fdput(f);
11374 next_insn:
11375                         insn++;
11376                         i++;
11377                         continue;
11378                 }
11379
11380                 /* Basic sanity check before we invest more work here. */
11381                 if (!bpf_opcode_in_insntable(insn->code)) {
11382                         verbose(env, "unknown opcode %02x\n", insn->code);
11383                         return -EINVAL;
11384                 }
11385         }
11386
11387         /* now all pseudo BPF_LD_IMM64 instructions load valid
11388          * 'struct bpf_map *' into a register instead of user map_fd.
11389          * These pointers will be used later by verifier to validate map access.
11390          */
11391         return 0;
11392 }
11393
11394 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
11395 static void release_maps(struct bpf_verifier_env *env)
11396 {
11397         __bpf_free_used_maps(env->prog->aux, env->used_maps,
11398                              env->used_map_cnt);
11399 }
11400
11401 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
11402 static void release_btfs(struct bpf_verifier_env *env)
11403 {
11404         __bpf_free_used_btfs(env->prog->aux, env->used_btfs,
11405                              env->used_btf_cnt);
11406 }
11407
11408 /* convert pseudo BPF_LD_IMM64 into generic BPF_LD_IMM64 */
11409 static void convert_pseudo_ld_imm64(struct bpf_verifier_env *env)
11410 {
11411         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
11412         int insn_cnt = env->prog->len;
11413         int i;
11414
11415         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
11416                 if (insn->code != (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW))
11417                         continue;
11418                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC)
11419                         continue;
11420                 insn->src_reg = 0;
11421         }
11422 }
11423
11424 /* single env->prog->insni[off] instruction was replaced with the range
11425  * insni[off, off + cnt).  Adjust corresponding insn_aux_data by copying
11426  * [0, off) and [off, end) to new locations, so the patched range stays zero
11427  */
11428 static int adjust_insn_aux_data(struct bpf_verifier_env *env,
11429                                 struct bpf_prog *new_prog, u32 off, u32 cnt)
11430 {
11431         struct bpf_insn_aux_data *new_data, *old_data = env->insn_aux_data;
11432         struct bpf_insn *insn = new_prog->insnsi;
11433         u32 old_seen = old_data[off].seen;
11434         u32 prog_len;
11435         int i;
11436
11437         /* aux info at OFF always needs adjustment, no matter fast path
11438          * (cnt == 1) is taken or not. There is no guarantee INSN at OFF is the
11439          * original insn at old prog.
11440          */
11441         old_data[off].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + off + cnt - 1);
11442
11443         if (cnt == 1)
11444                 return 0;
11445         prog_len = new_prog->len;
11446         new_data = vzalloc(array_size(prog_len,
11447                                       sizeof(struct bpf_insn_aux_data)));
11448         if (!new_data)
11449                 return -ENOMEM;
11450         memcpy(new_data, old_data, sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * off);
11451         memcpy(new_data + off + cnt - 1, old_data + off,
11452                sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * (prog_len - off - cnt + 1));
11453         for (i = off; i < off + cnt - 1; i++) {
11454                 /* Expand insni[off]'s seen count to the patched range. */
11455                 new_data[i].seen = old_seen;
11456                 new_data[i].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + i);
11457         }
11458         env->insn_aux_data = new_data;
11459         vfree(old_data);
11460         return 0;
11461 }
11462
11463 static void adjust_subprog_starts(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 len)
11464 {
11465         int i;
11466
11467         if (len == 1)
11468                 return;
11469         /* NOTE: fake 'exit' subprog should be updated as well. */
11470         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++) {
11471                 if (env->subprog_info[i].start <= off)
11472                         continue;
11473                 env->subprog_info[i].start += len - 1;
11474         }
11475 }
11476
11477 static void adjust_poke_descs(struct bpf_prog *prog, u32 off, u32 len)
11478 {
11479         struct bpf_jit_poke_descriptor *tab = prog->aux->poke_tab;
11480         int i, sz = prog->aux->size_poke_tab;
11481         struct bpf_jit_poke_descriptor *desc;
11482
11483         for (i = 0; i < sz; i++) {
11484                 desc = &tab[i];
11485                 if (desc->insn_idx <= off)
11486                         continue;
11487                 desc->insn_idx += len - 1;
11488         }
11489 }
11490
11491 static struct bpf_prog *bpf_patch_insn_data(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
11492                                             const struct bpf_insn *patch, u32 len)
11493 {
11494         struct bpf_prog *new_prog;
11495
11496         new_prog = bpf_patch_insn_single(env->prog, off, patch, len);
11497         if (IS_ERR(new_prog)) {
11498                 if (PTR_ERR(new_prog) == -ERANGE)
11499                         verbose(env,
11500                                 "insn %d cannot be patched due to 16-bit range\n",
11501                                 env->insn_aux_data[off].orig_idx);
11502                 return NULL;
11503         }
11504         if (adjust_insn_aux_data(env, new_prog, off, len))
11505                 return NULL;
11506         adjust_subprog_starts(env, off, len);
11507         adjust_poke_descs(new_prog, off, len);
11508         return new_prog;
11509 }
11510
11511 static int adjust_subprog_starts_after_remove(struct bpf_verifier_env *env,
11512                                               u32 off, u32 cnt)
11513 {
11514         int i, j;
11515
11516         /* find first prog starting at or after off (first to remove) */
11517         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
11518                 if (env->subprog_info[i].start >= off)
11519                         break;
11520         /* find first prog starting at or after off + cnt (first to stay) */
11521         for (j = i; j < env->subprog_cnt; j++)
11522                 if (env->subprog_info[j].start >= off + cnt)
11523                         break;
11524         /* if j doesn't start exactly at off + cnt, we are just removing
11525          * the front of previous prog
11526          */
11527         if (env->subprog_info[j].start != off + cnt)
11528                 j--;
11529
11530         if (j > i) {
11531                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
11532                 int move;
11533
11534                 /* move fake 'exit' subprog as well */
11535                 move = env->subprog_cnt + 1 - j;
11536
11537                 memmove(env->subprog_info + i,
11538                         env->subprog_info + j,
11539                         sizeof(*env->subprog_info) * move);
11540                 env->subprog_cnt -= j - i;
11541
11542                 /* remove func_info */
11543                 if (aux->func_info) {
11544                         move = aux->func_info_cnt - j;
11545
11546                         memmove(aux->func_info + i,
11547                                 aux->func_info + j,
11548                                 sizeof(*aux->func_info) * move);
11549                         aux->func_info_cnt -= j - i;
11550                         /* func_info->insn_off is set after all code rewrites,
11551                          * in adjust_btf_func() - no need to adjust
11552                          */
11553                 }
11554         } else {
11555                 /* convert i from "first prog to remove" to "first to adjust" */
11556                 if (env->subprog_info[i].start == off)
11557                         i++;
11558         }
11559
11560         /* update fake 'exit' subprog as well */
11561         for (; i <= env->subprog_cnt; i++)
11562                 env->subprog_info[i].start -= cnt;
11563
11564         return 0;
11565 }
11566
11567 static int bpf_adj_linfo_after_remove(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
11568                                       u32 cnt)
11569 {
11570         struct bpf_prog *prog = env->prog;
11571         u32 i, l_off, l_cnt, nr_linfo;
11572         struct bpf_line_info *linfo;
11573
11574         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
11575         if (!nr_linfo)
11576                 return 0;
11577
11578         linfo = prog->aux->linfo;
11579
11580         /* find first line info to remove, count lines to be removed */
11581         for (i = 0; i < nr_linfo; i++)
11582                 if (linfo[i].insn_off >= off)
11583                         break;
11584
11585         l_off = i;
11586         l_cnt = 0;
11587         for (; i < nr_linfo; i++)
11588                 if (linfo[i].insn_off < off + cnt)
11589                         l_cnt++;
11590                 else
11591                         break;
11592
11593         /* First live insn doesn't match first live linfo, it needs to "inherit"
11594          * last removed linfo.  prog is already modified, so prog->len == off
11595          * means no live instructions after (tail of the program was removed).
11596          */
11597         if (prog->len != off && l_cnt &&
11598             (i == nr_linfo || linfo[i].insn_off != off + cnt)) {
11599                 l_cnt--;
11600                 linfo[--i].insn_off = off + cnt;
11601         }
11602
11603         /* remove the line info which refer to the removed instructions */
11604         if (l_cnt) {
11605                 memmove(linfo + l_off, linfo + i,
11606                         sizeof(*linfo) * (nr_linfo - i));
11607
11608                 prog->aux->nr_linfo -= l_cnt;
11609                 nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
11610         }
11611
11612         /* pull all linfo[i].insn_off >= off + cnt in by cnt */
11613         for (i = l_off; i < nr_linfo; i++)
11614                 linfo[i].insn_off -= cnt;
11615
11616         /* fix up all subprogs (incl. 'exit') which start >= off */
11617         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++)
11618                 if (env->subprog_info[i].linfo_idx > l_off) {
11619                         /* program may have started in the removed region but
11620                          * may not be fully removed
11621                          */
11622                         if (env->subprog_info[i].linfo_idx >= l_off + l_cnt)
11623                                 env->subprog_info[i].linfo_idx -= l_cnt;
11624                         else
11625                                 env->subprog_info[i].linfo_idx = l_off;
11626                 }
11627
11628         return 0;
11629 }
11630
11631 static int verifier_remove_insns(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 cnt)
11632 {
11633         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
11634         unsigned int orig_prog_len = env->prog->len;
11635         int err;
11636
11637         if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
11638                 bpf_prog_offload_remove_insns(env, off, cnt);
11639
11640         err = bpf_remove_insns(env->prog, off, cnt);
11641         if (err)
11642                 return err;
11643
11644         err = adjust_subprog_starts_after_remove(env, off, cnt);
11645         if (err)
11646                 return err;
11647
11648         err = bpf_adj_linfo_after_remove(env, off, cnt);
11649         if (err)
11650                 return err;
11651
11652         memmove(aux_data + off, aux_data + off + cnt,
11653                 sizeof(*aux_data) * (orig_prog_len - off - cnt));
11654
11655         return 0;
11656 }
11657
11658 /* The verifier does more data flow analysis than llvm and will not
11659  * explore branches that are dead at run time. Malicious programs can
11660  * have dead code too. Therefore replace all dead at-run-time code
11661  * with 'ja -1'.
11662  *
11663  * Just nops are not optimal, e.g. if they would sit at the end of the
11664  * program and through another bug we would manage to jump there, then
11665  * we'd execute beyond program memory otherwise. Returning exception
11666  * code also wouldn't work since we can have subprogs where the dead
11667  * code could be located.
11668  */
11669 static void sanitize_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
11670 {
11671         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
11672         struct bpf_insn trap = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, -1);
11673         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
11674         const int insn_cnt = env->prog->len;
11675         int i;
11676
11677         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
11678                 if (aux_data[i].seen)
11679                         continue;
11680                 memcpy(insn + i, &trap, sizeof(trap));
11681         }
11682 }
11683
11684 static bool insn_is_cond_jump(u8 code)
11685 {
11686         u8 op;
11687
11688         if (BPF_CLASS(code) == BPF_JMP32)
11689                 return true;
11690
11691         if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP)
11692                 return false;
11693
11694         op = BPF_OP(code);
11695         return op != BPF_JA && op != BPF_EXIT && op != BPF_CALL;
11696 }
11697
11698 static void opt_hard_wire_dead_code_branches(struct bpf_verifier_env *env)
11699 {
11700         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
11701         struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
11702         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
11703         const int insn_cnt = env->prog->len;
11704         int i;
11705
11706         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
11707                 if (!insn_is_cond_jump(insn->code))
11708                         continue;
11709
11710                 if (!aux_data[i + 1].seen)
11711                         ja.off = insn->off;
11712                 else if (!aux_data[i + 1 + insn->off].seen)
11713                         ja.off = 0;
11714                 else
11715                         continue;
11716
11717                 if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
11718                         bpf_prog_offload_replace_insn(env, i, &ja);
11719
11720                 memcpy(insn, &ja, sizeof(ja));
11721         }
11722 }
11723
11724 static int opt_remove_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
11725 {
11726         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
11727         int insn_cnt = env->prog->len;
11728         int i, err;
11729
11730         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
11731                 int j;
11732
11733                 j = 0;
11734                 while (i + j < insn_cnt && !aux_data[i + j].seen)
11735                         j++;
11736                 if (!j)
11737                         continue;
11738
11739                 err = verifier_remove_insns(env, i, j);
11740                 if (err)
11741                         return err;
11742                 insn_cnt = env->prog->len;
11743         }
11744
11745         return 0;
11746 }
11747
11748 static int opt_remove_nops(struct bpf_verifier_env *env)
11749 {
11750         const struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
11751         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
11752         int insn_cnt = env->prog->len;
11753         int i, err;
11754
11755         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
11756                 if (memcmp(&insn[i], &ja, sizeof(ja)))
11757                         continue;
11758
11759                 err = verifier_remove_insns(env, i, 1);
11760                 if (err)
11761                         return err;
11762                 insn_cnt--;
11763                 i--;
11764         }
11765
11766         return 0;
11767 }
11768
11769 static int opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(struct bpf_verifier_env *env,
11770                                          const union bpf_attr *attr)
11771 {
11772         struct bpf_insn *patch, zext_patch[2], rnd_hi32_patch[4];
11773         struct bpf_insn_aux_data *aux = env->insn_aux_data;
11774         int i, patch_len, delta = 0, len = env->prog->len;
11775         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
11776         struct bpf_prog *new_prog;
11777         bool rnd_hi32;
11778
11779         rnd_hi32 = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_RND_HI32;
11780         zext_patch[1] = BPF_ZEXT_REG(0);
11781         rnd_hi32_patch[1] = BPF_ALU64_IMM(BPF_MOV, BPF_REG_AX, 0);
11782         rnd_hi32_patch[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_AX, 32);
11783         rnd_hi32_patch[3] = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, 0, BPF_REG_AX);
11784         for (i = 0; i < len; i++) {
11785                 int adj_idx = i + delta;
11786                 struct bpf_insn insn;
11787                 int load_reg;
11788
11789                 insn = insns[adj_idx];
11790                 load_reg = insn_def_regno(&insn);
11791                 if (!aux[adj_idx].zext_dst) {
11792                         u8 code, class;
11793                         u32 imm_rnd;
11794
11795                         if (!rnd_hi32)
11796                                 continue;
11797
11798                         code = insn.code;
11799                         class = BPF_CLASS(code);
11800                         if (load_reg == -1)
11801                                 continue;
11802
11803                         /* NOTE: arg "reg" (the fourth one) is only used for
11804                          *       BPF_STX + SRC_OP, so it is safe to pass NULL
11805                          *       here.
11806                          */
11807                         if (is_reg64(env, &insn, load_reg, NULL, DST_OP)) {
11808                                 if (class == BPF_LD &&
11809                                     BPF_MODE(code) == BPF_IMM)
11810                                         i++;
11811                                 continue;
11812                         }
11813
11814                         /* ctx load could be transformed into wider load. */
11815                         if (class == BPF_LDX &&
11816                             aux[adj_idx].ptr_type == PTR_TO_CTX)
11817                                 continue;
11818
11819                         imm_rnd = get_random_int();
11820                         rnd_hi32_patch[0] = insn;
11821                         rnd_hi32_patch[1].imm = imm_rnd;
11822                         rnd_hi32_patch[3].dst_reg = load_reg;
11823                         patch = rnd_hi32_patch;
11824                         patch_len = 4;
11825                         goto apply_patch_buffer;
11826                 }
11827
11828                 /* Add in an zero-extend instruction if a) the JIT has requested
11829                  * it or b) it's a CMPXCHG.
11830                  *
11831                  * The latter is because: BPF_CMPXCHG always loads a value into
11832                  * R0, therefore always zero-extends. However some archs'
11833                  * equivalent instruction only does this load when the
11834                  * comparison is successful. This detail of CMPXCHG is
11835                  * orthogonal to the general zero-extension behaviour of the
11836                  * CPU, so it's treated independently of bpf_jit_needs_zext.
11837                  */
11838                 if (!bpf_jit_needs_zext() && !is_cmpxchg_insn(&insn))
11839                         continue;
11840
11841                 if (WARN_ON(load_reg == -1)) {
11842                         verbose(env, "verifier bug. zext_dst is set, but no reg is defined\n");
11843                         return -EFAULT;
11844                 }
11845
11846                 zext_patch[0] = insn;
11847                 zext_patch[1].dst_reg = load_reg;
11848                 zext_patch[1].src_reg = load_reg;
11849                 patch = zext_patch;
11850                 patch_len = 2;
11851 apply_patch_buffer:
11852                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, adj_idx, patch, patch_len);
11853                 if (!new_prog)
11854                         return -ENOMEM;
11855                 env->prog = new_prog;
11856                 insns = new_prog->insnsi;
11857                 aux = env->insn_aux_data;
11858                 delta += patch_len - 1;
11859         }
11860
11861         return 0;
11862 }
11863
11864 /* convert load instructions that access fields of a context type into a
11865  * sequence of instructions that access fields of the underlying structure:
11866  *     struct __sk_buff    -> struct sk_buff
11867  *     struct bpf_sock_ops -> struct sock
11868  */
11869 static int convert_ctx_accesses(struct bpf_verifier_env *env)
11870 {
11871         const struct bpf_verifier_ops *ops = env->ops;
11872         int i, cnt, size, ctx_field_size, delta = 0;
11873         const int insn_cnt = env->prog->len;
11874         struct bpf_insn insn_buf[16], *insn;
11875         u32 target_size, size_default, off;
11876         struct bpf_prog *new_prog;
11877         enum bpf_access_type type;
11878         bool is_narrower_load;
11879
11880         if (ops->gen_prologue || env->seen_direct_write) {
11881                 if (!ops->gen_prologue) {
11882                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
11883                         return -EINVAL;
11884                 }
11885                 cnt = ops->gen_prologue(insn_buf, env->seen_direct_write,
11886                                         env->prog);
11887                 if (cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
11888                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
11889                         return -EINVAL;
11890                 } else if (cnt) {
11891                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, 0, insn_buf, cnt);
11892                         if (!new_prog)
11893                                 return -ENOMEM;
11894
11895                         env->prog = new_prog;
11896                         delta += cnt - 1;
11897                 }
11898         }
11899
11900         if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
11901                 return 0;
11902
11903         insn = env->prog->insnsi + delta;
11904
11905         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
11906                 bpf_convert_ctx_access_t convert_ctx_access;
11907
11908                 if (insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_B) ||
11909                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_H) ||
11910                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_W) ||
11911                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_DW))
11912                         type = BPF_READ;
11913                 else if (insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_B) ||
11914                          insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_H) ||
11915                          insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_W) ||
11916                          insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_DW))
11917                         type = BPF_WRITE;
11918                 else
11919                         continue;
11920
11921                 if (type == BPF_WRITE &&
11922                     env->insn_aux_data[i + delta].sanitize_stack_off) {
11923                         struct bpf_insn patch[] = {
11924                                 /* Sanitize suspicious stack slot with zero.
11925                                  * There are no memory dependencies for this store,
11926                                  * since it's only using frame pointer and immediate
11927                                  * constant of zero
11928                                  */
11929                                 BPF_ST_MEM(BPF_DW, BPF_REG_FP,
11930                                            env->insn_aux_data[i + delta].sanitize_stack_off,
11931                                            0),
11932                                 /* the original STX instruction will immediately
11933                                  * overwrite the same stack slot with appropriate value
11934                                  */
11935                                 *insn,
11936                         };
11937
11938                         cnt = ARRAY_SIZE(patch);
11939                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patch, cnt);
11940                         if (!new_prog)
11941                                 return -ENOMEM;
11942
11943                         delta    += cnt - 1;
11944                         env->prog = new_prog;
11945                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
11946                         continue;
11947                 }
11948
11949                 switch (env->insn_aux_data[i + delta].ptr_type) {
11950                 case PTR_TO_CTX:
11951                         if (!ops->convert_ctx_access)
11952                                 continue;
11953                         convert_ctx_access = ops->convert_ctx_access;
11954                         break;
11955                 case PTR_TO_SOCKET:
11956                 case PTR_TO_SOCK_COMMON:
11957                         convert_ctx_access = bpf_sock_convert_ctx_access;
11958                         break;
11959                 case PTR_TO_TCP_SOCK:
11960                         convert_ctx_access = bpf_tcp_sock_convert_ctx_access;
11961                         break;
11962                 case PTR_TO_XDP_SOCK:
11963                         convert_ctx_access = bpf_xdp_sock_convert_ctx_access;
11964                         break;
11965                 case PTR_TO_BTF_ID:
11966                         if (type == BPF_READ) {
11967                                 insn->code = BPF_LDX | BPF_PROBE_MEM |
11968                                         BPF_SIZE((insn)->code);
11969                                 env->prog->aux->num_exentries++;
11970                         } else if (resolve_prog_type(env->prog) != BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS) {
11971                                 verbose(env, "Writes through BTF pointers are not allowed\n");
11972                                 return -EINVAL;
11973                         }
11974                         continue;
11975                 default:
11976                         continue;
11977                 }
11978
11979                 ctx_field_size = env->insn_aux_data[i + delta].ctx_field_size;
11980                 size = BPF_LDST_BYTES(insn);
11981
11982                 /* If the read access is a narrower load of the field,
11983                  * convert to a 4/8-byte load, to minimum program type specific
11984                  * convert_ctx_access changes. If conversion is successful,
11985                  * we will apply proper mask to the result.
11986                  */
11987                 is_narrower_load = size < ctx_field_size;
11988                 size_default = bpf_ctx_off_adjust_machine(ctx_field_size);
11989                 off = insn->off;
11990                 if (is_narrower_load) {
11991                         u8 size_code;
11992
11993                         if (type == BPF_WRITE) {
11994                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx access misconfigured\n");
11995                                 return -EINVAL;
11996                         }
11997
11998                         size_code = BPF_H;
11999                         if (ctx_field_size == 4)
12000                                 size_code = BPF_W;
12001                         else if (ctx_field_size == 8)
12002                                 size_code = BPF_DW;
12003
12004                         insn->off = off & ~(size_default - 1);
12005                         insn->code = BPF_LDX | BPF_MEM | size_code;
12006                 }
12007
12008                 target_size = 0;
12009                 cnt = convert_ctx_access(type, insn, insn_buf, env->prog,
12010                                          &target_size);
12011                 if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf) ||
12012                     (ctx_field_size && !target_size)) {
12013                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
12014                         return -EINVAL;
12015                 }
12016
12017                 if (is_narrower_load && size < target_size) {
12018                         u8 shift = bpf_ctx_narrow_access_offset(
12019                                 off, size, size_default) * 8;
12020                         if (ctx_field_size <= 4) {
12021                                 if (shift)
12022                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_RSH,
12023                                                                         insn->dst_reg,
12024                                                                         shift);
12025                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
12026                                                                 (1 << size * 8) - 1);
12027                         } else {
12028                                 if (shift)
12029                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_RSH,
12030                                                                         insn->dst_reg,
12031                                                                         shift);
12032                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
12033                                                                 (1ULL << size * 8) - 1);
12034                         }
12035                 }
12036
12037                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
12038                 if (!new_prog)
12039                         return -ENOMEM;
12040
12041                 delta += cnt - 1;
12042
12043                 /* keep walking new program and skip insns we just inserted */
12044                 env->prog = new_prog;
12045                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
12046         }
12047
12048         return 0;
12049 }
12050
12051 static int jit_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
12052 {
12053         struct bpf_prog *prog = env->prog, **func, *tmp;
12054         int i, j, subprog_start, subprog_end = 0, len, subprog;
12055         struct bpf_map *map_ptr;
12056         struct bpf_insn *insn;
12057         void *old_bpf_func;
12058         int err, num_exentries;
12059
12060         if (env->subprog_cnt <= 1)
12061                 return 0;
12062
12063         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
12064                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
12065                         env->insn_aux_data[i].call_imm = insn->imm;
12066                         /* subprog is encoded in insn[1].imm */
12067                         continue;
12068                 }
12069
12070                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
12071                         continue;
12072                 /* Upon error here we cannot fall back to interpreter but
12073                  * need a hard reject of the program. Thus -EFAULT is
12074                  * propagated in any case.
12075                  */
12076                 subprog = find_subprog(env, i + insn->imm + 1);
12077                 if (subprog < 0) {
12078                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
12079                                   i + insn->imm + 1);
12080                         return -EFAULT;
12081                 }
12082                 /* temporarily remember subprog id inside insn instead of
12083                  * aux_data, since next loop will split up all insns into funcs
12084                  */
12085                 insn->off = subprog;
12086                 /* remember original imm in case JIT fails and fallback
12087                  * to interpreter will be needed
12088                  */
12089                 env->insn_aux_data[i].call_imm = insn->imm;
12090                 /* point imm to __bpf_call_base+1 from JITs point of view */
12091                 insn->imm = 1;
12092         }
12093
12094         err = bpf_prog_alloc_jited_linfo(prog);
12095         if (err)
12096                 goto out_undo_insn;
12097
12098         err = -ENOMEM;
12099         func = kcalloc(env->subprog_cnt, sizeof(prog), GFP_KERNEL);
12100         if (!func)
12101                 goto out_undo_insn;
12102
12103         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
12104                 subprog_start = subprog_end;
12105                 subprog_end = env->subprog_info[i + 1].start;
12106
12107                 len = subprog_end - subprog_start;
12108                 /* BPF_PROG_RUN doesn't call subprogs directly,
12109                  * hence main prog stats include the runtime of subprogs.
12110                  * subprogs don't have IDs and not reachable via prog_get_next_id
12111                  * func[i]->stats will never be accessed and stays NULL
12112                  */
12113                 func[i] = bpf_prog_alloc_no_stats(bpf_prog_size(len), GFP_USER);
12114                 if (!func[i])
12115                         goto out_free;
12116                 memcpy(func[i]->insnsi, &prog->insnsi[subprog_start],
12117                        len * sizeof(struct bpf_insn));
12118                 func[i]->type = prog->type;
12119                 func[i]->len = len;
12120                 if (bpf_prog_calc_tag(func[i]))
12121                         goto out_free;
12122                 func[i]->is_func = 1;
12123                 func[i]->aux->func_idx = i;
12124                 /* the btf and func_info will be freed only at prog->aux */
12125                 func[i]->aux->btf = prog->aux->btf;
12126                 func[i]->aux->func_info = prog->aux->func_info;
12127
12128                 for (j = 0; j < prog->aux->size_poke_tab; j++) {
12129                         u32 insn_idx = prog->aux->poke_tab[j].insn_idx;
12130                         int ret;
12131
12132                         if (!(insn_idx >= subprog_start &&
12133                               insn_idx <= subprog_end))
12134                                 continue;
12135
12136                         ret = bpf_jit_add_poke_descriptor(func[i],
12137                                                           &prog->aux->poke_tab[j]);
12138                         if (ret < 0) {
12139                                 verbose(env, "adding tail call poke descriptor failed\n");
12140                                 goto out_free;
12141                         }
12142
12143                         func[i]->insnsi[insn_idx - subprog_start].imm = ret + 1;
12144
12145                         map_ptr = func[i]->aux->poke_tab[ret].tail_call.map;
12146                         ret = map_ptr->ops->map_poke_track(map_ptr, func[i]->aux);
12147                         if (ret < 0) {
12148                                 verbose(env, "tracking tail call prog failed\n");
12149                                 goto out_free;
12150                         }
12151                 }
12152
12153                 /* Use bpf_prog_F_tag to indicate functions in stack traces.
12154                  * Long term would need debug info to populate names
12155                  */
12156                 func[i]->aux->name[0] = 'F';
12157                 func[i]->aux->stack_depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
12158                 func[i]->jit_requested = 1;
12159                 func[i]->aux->kfunc_tab = prog->aux->kfunc_tab;
12160                 func[i]->aux->linfo = prog->aux->linfo;
12161                 func[i]->aux->nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
12162                 func[i]->aux->jited_linfo = prog->aux->jited_linfo;
12163                 func[i]->aux->linfo_idx = env->subprog_info[i].linfo_idx;
12164                 num_exentries = 0;
12165                 insn = func[i]->insnsi;
12166                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
12167                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
12168                             BPF_MODE(insn->code) == BPF_PROBE_MEM)
12169                                 num_exentries++;
12170                 }
12171                 func[i]->aux->num_exentries = num_exentries;
12172                 func[i]->aux->tail_call_reachable = env->subprog_info[i].tail_call_reachable;
12173                 func[i] = bpf_int_jit_compile(func[i]);
12174                 if (!func[i]->jited) {
12175                         err = -ENOTSUPP;
12176                         goto out_free;
12177                 }
12178                 cond_resched();
12179         }
12180
12181         /* Untrack main program's aux structs so that during map_poke_run()
12182          * we will not stumble upon the unfilled poke descriptors; each
12183          * of the main program's poke descs got distributed across subprogs
12184          * and got tracked onto map, so we are sure that none of them will
12185          * be missed after the operation below
12186          */
12187         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
12188                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
12189
12190                 map_ptr->ops->map_poke_untrack(map_ptr, prog->aux);
12191         }
12192
12193         /* at this point all bpf functions were successfully JITed
12194          * now populate all bpf_calls with correct addresses and
12195          * run last pass of JIT
12196          */
12197         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
12198                 insn = func[i]->insnsi;
12199                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
12200                         if (bpf_pseudo_func(insn)) {
12201                                 subprog = insn[1].imm;
12202                                 insn[0].imm = (u32)(long)func[subprog]->bpf_func;
12203                                 insn[1].imm = ((u64)(long)func[subprog]->bpf_func) >> 32;
12204                                 continue;
12205                         }
12206                         if (!bpf_pseudo_call(insn))
12207                                 continue;
12208                         subprog = insn->off;
12209                         insn->imm = BPF_CAST_CALL(func[subprog]->bpf_func) -
12210                                     __bpf_call_base;
12211                 }
12212
12213                 /* we use the aux data to keep a list of the start addresses
12214                  * of the JITed images for each function in the program
12215                  *
12216                  * for some architectures, such as powerpc64, the imm field
12217                  * might not be large enough to hold the offset of the start
12218                  * address of the callee's JITed image from __bpf_call_base
12219                  *
12220                  * in such cases, we can lookup the start address of a callee
12221                  * by using its subprog id, available from the off field of
12222                  * the call instruction, as an index for this list
12223                  */
12224                 func[i]->aux->func = func;
12225                 func[i]->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
12226         }
12227         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
12228                 old_bpf_func = func[i]->bpf_func;
12229                 tmp = bpf_int_jit_compile(func[i]);
12230                 if (tmp != func[i] || func[i]->bpf_func != old_bpf_func) {
12231                         verbose(env, "JIT doesn't support bpf-to-bpf calls\n");
12232                         err = -ENOTSUPP;
12233                         goto out_free;
12234                 }
12235                 cond_resched();
12236         }
12237
12238         /* finally lock prog and jit images for all functions and
12239          * populate kallsysm
12240          */
12241         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
12242                 bpf_prog_lock_ro(func[i]);
12243                 bpf_prog_kallsyms_add(func[i]);
12244         }
12245
12246         /* Last step: make now unused interpreter insns from main
12247          * prog consistent for later dump requests, so they can
12248          * later look the same as if they were interpreted only.
12249          */
12250         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
12251                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
12252                         insn[0].imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
12253                         insn[1].imm = find_subprog(env, i + insn[0].imm + 1);
12254                         continue;
12255                 }
12256                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
12257                         continue;
12258                 insn->off = env->insn_aux_data[i].call_imm;
12259                 subprog = find_subprog(env, i + insn->off + 1);
12260                 insn->imm = subprog;
12261         }
12262
12263         prog->jited = 1;
12264         prog->bpf_func = func[0]->bpf_func;
12265         prog->aux->func = func;
12266         prog->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
12267         bpf_prog_jit_attempt_done(prog);
12268         return 0;
12269 out_free:
12270         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
12271                 if (!func[i])
12272                         continue;
12273
12274                 for (j = 0; j < func[i]->aux->size_poke_tab; j++) {
12275                         map_ptr = func[i]->aux->poke_tab[j].tail_call.map;
12276                         map_ptr->ops->map_poke_untrack(map_ptr, func[i]->aux);
12277                 }
12278                 bpf_jit_free(func[i]);
12279         }
12280         kfree(func);
12281 out_undo_insn:
12282         /* cleanup main prog to be interpreted */
12283         prog->jit_requested = 0;
12284         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
12285                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
12286                         continue;
12287                 insn->off = 0;
12288                 insn->imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
12289         }
12290         bpf_prog_jit_attempt_done(prog);
12291         return err;
12292 }
12293
12294 static int fixup_call_args(struct bpf_verifier_env *env)
12295 {
12296 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
12297         struct bpf_prog *prog = env->prog;
12298         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
12299         bool has_kfunc_call = bpf_prog_has_kfunc_call(prog);
12300         int i, depth;
12301 #endif
12302         int err = 0;
12303
12304         if (env->prog->jit_requested &&
12305             !bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
12306                 err = jit_subprogs(env);
12307                 if (err == 0)
12308                         return 0;
12309                 if (err == -EFAULT)
12310                         return err;
12311         }
12312 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
12313         if (has_kfunc_call) {
12314                 verbose(env, "calling kernel functions are not allowed in non-JITed programs\n");
12315                 return -EINVAL;
12316         }
12317         if (env->subprog_cnt > 1 && env->prog->aux->tail_call_reachable) {
12318                 /* When JIT fails the progs with bpf2bpf calls and tail_calls
12319                  * have to be rejected, since interpreter doesn't support them yet.
12320                  */
12321                 verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
12322                 return -EINVAL;
12323         }
12324         for (i = 0; i < prog->len; i++, insn++) {
12325                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
12326                         /* When JIT fails the progs with callback calls
12327                          * have to be rejected, since interpreter doesn't support them yet.
12328                          */
12329                         verbose(env, "callbacks are not allowed in non-JITed programs\n");
12330                         return -EINVAL;
12331                 }
12332
12333                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
12334                         continue;
12335                 depth = get_callee_stack_depth(env, insn, i);
12336                 if (depth < 0)
12337                         return depth;
12338                 bpf_patch_call_args(insn, depth);
12339         }
12340         err = 0;
12341 #endif
12342         return err;
12343 }
12344
12345 static int fixup_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env,
12346                             struct bpf_insn *insn)
12347 {
12348         const struct bpf_kfunc_desc *desc;
12349
12350         /* insn->imm has the btf func_id. Replace it with
12351          * an address (relative to __bpf_base_call).
12352          */
12353         desc = find_kfunc_desc(env->prog, insn->imm);
12354         if (!desc) {
12355                 verbose(env, "verifier internal error: kernel function descriptor not found for func_id %u\n",
12356                         insn->imm);
12357                 return -EFAULT;
12358         }
12359
12360         insn->imm = desc->imm;
12361
12362         return 0;
12363 }
12364
12365 /* Do various post-verification rewrites in a single program pass.
12366  * These rewrites simplify JIT and interpreter implementations.
12367  */
12368 static int do_misc_fixups(struct bpf_verifier_env *env)
12369 {
12370         struct bpf_prog *prog = env->prog;
12371         bool expect_blinding = bpf_jit_blinding_enabled(prog);
12372         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
12373         const struct bpf_func_proto *fn;
12374         const int insn_cnt = prog->len;
12375         const struct bpf_map_ops *ops;
12376         struct bpf_insn_aux_data *aux;
12377         struct bpf_insn insn_buf[16];
12378         struct bpf_prog *new_prog;
12379         struct bpf_map *map_ptr;
12380         int i, ret, cnt, delta = 0;
12381
12382         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
12383                 /* Make divide-by-zero exceptions impossible. */
12384                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_X) ||
12385                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X) ||
12386                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X) ||
12387                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X)) {
12388                         bool is64 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64;
12389                         bool isdiv = BPF_OP(insn->code) == BPF_DIV;
12390                         struct bpf_insn *patchlet;
12391                         struct bpf_insn chk_and_div[] = {
12392                                 /* [R,W]x div 0 -> 0 */
12393                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
12394                                              BPF_JNE | BPF_K, insn->src_reg,
12395                                              0, 2, 0),
12396                                 BPF_ALU32_REG(BPF_XOR, insn->dst_reg, insn->dst_reg),
12397                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
12398                                 *insn,
12399                         };
12400                         struct bpf_insn chk_and_mod[] = {
12401                                 /* [R,W]x mod 0 -> [R,W]x */
12402                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
12403                                              BPF_JEQ | BPF_K, insn->src_reg,
12404                                              0, 1 + (is64 ? 0 : 1), 0),
12405                                 *insn,
12406                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
12407                                 BPF_MOV32_REG(insn->dst_reg, insn->dst_reg),
12408                         };
12409
12410                         patchlet = isdiv ? chk_and_div : chk_and_mod;
12411                         cnt = isdiv ? ARRAY_SIZE(chk_and_div) :
12412                                       ARRAY_SIZE(chk_and_mod) - (is64 ? 2 : 0);
12413
12414                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patchlet, cnt);
12415                         if (!new_prog)
12416                                 return -ENOMEM;
12417
12418                         delta    += cnt - 1;
12419                         env->prog = prog = new_prog;
12420                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
12421                         continue;
12422                 }
12423
12424                 /* Implement LD_ABS and LD_IND with a rewrite, if supported by the program type. */
12425                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LD &&
12426                     (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ABS ||
12427                      BPF_MODE(insn->code) == BPF_IND)) {
12428                         cnt = env->ops->gen_ld_abs(insn, insn_buf);
12429                         if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
12430                                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
12431                                 return -EINVAL;
12432                         }
12433
12434                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
12435                         if (!new_prog)
12436                                 return -ENOMEM;
12437
12438                         delta    += cnt - 1;
12439                         env->prog = prog = new_prog;
12440                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
12441                         continue;
12442                 }
12443
12444                 /* Rewrite pointer arithmetic to mitigate speculation attacks. */
12445                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X) ||
12446                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X)) {
12447                         const u8 code_add = BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X;
12448                         const u8 code_sub = BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X;
12449                         struct bpf_insn *patch = &insn_buf[0];
12450                         bool issrc, isneg, isimm;
12451                         u32 off_reg;
12452
12453                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
12454                         if (!aux->alu_state ||
12455                             aux->alu_state == BPF_ALU_NON_POINTER)
12456                                 continue;
12457
12458                         isneg = aux->alu_state & BPF_ALU_NEG_VALUE;
12459                         issrc = (aux->alu_state & BPF_ALU_SANITIZE) ==
12460                                 BPF_ALU_SANITIZE_SRC;
12461                         isimm = aux->alu_state & BPF_ALU_IMMEDIATE;
12462
12463                         off_reg = issrc ? insn->src_reg : insn->dst_reg;
12464                         if (isimm) {
12465                                 *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit);
12466                         } else {
12467                                 if (isneg)
12468                                         *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
12469                                 *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit);
12470                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_SUB, BPF_REG_AX, off_reg);
12471                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, BPF_REG_AX, off_reg);
12472                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_NEG, BPF_REG_AX, 0);
12473                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_ARSH, BPF_REG_AX, 63);
12474                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_AND, BPF_REG_AX, off_reg);
12475                         }
12476                         if (!issrc)
12477                                 *patch++ = BPF_MOV64_REG(insn->dst_reg, insn->src_reg);
12478                         insn->src_reg = BPF_REG_AX;
12479                         if (isneg)
12480                                 insn->code = insn->code == code_add ?
12481                                              code_sub : code_add;
12482                         *patch++ = *insn;
12483                         if (issrc && isneg && !isimm)
12484                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
12485                         cnt = patch - insn_buf;
12486
12487                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
12488                         if (!new_prog)
12489                                 return -ENOMEM;
12490
12491                         delta    += cnt - 1;
12492                         env->prog = prog = new_prog;
12493                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
12494                         continue;
12495                 }
12496
12497                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL))
12498                         continue;
12499                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
12500                         continue;
12501                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) {
12502                         ret = fixup_kfunc_call(env, insn);
12503                         if (ret)
12504                                 return ret;
12505                         continue;
12506                 }
12507
12508                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_route_realm)
12509                         prog->dst_needed = 1;
12510                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_prandom_u32)
12511                         bpf_user_rnd_init_once();
12512                 if (insn->imm == BPF_FUNC_override_return)
12513                         prog->kprobe_override = 1;
12514                 if (insn->imm == BPF_FUNC_tail_call) {
12515                         /* If we tail call into other programs, we
12516                          * cannot make any assumptions since they can
12517                          * be replaced dynamically during runtime in
12518                          * the program array.
12519                          */
12520                         prog->cb_access = 1;
12521                         if (!allow_tail_call_in_subprogs(env))
12522                                 prog->aux->stack_depth = MAX_BPF_STACK;
12523                         prog->aux->max_pkt_offset = MAX_PACKET_OFF;
12524
12525                         /* mark bpf_tail_call as different opcode to avoid
12526                          * conditional branch in the interpreter for every normal
12527                          * call and to prevent accidental JITing by JIT compiler
12528                          * that doesn't support bpf_tail_call yet
12529                          */
12530                         insn->imm = 0;
12531                         insn->code = BPF_JMP | BPF_TAIL_CALL;
12532
12533                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
12534                         if (env->bpf_capable && !expect_blinding &&
12535                             prog->jit_requested &&
12536                             !bpf_map_key_poisoned(aux) &&
12537                             !bpf_map_ptr_poisoned(aux) &&
12538                             !bpf_map_ptr_unpriv(aux)) {
12539                                 struct bpf_jit_poke_descriptor desc = {
12540                                         .reason = BPF_POKE_REASON_TAIL_CALL,
12541                                         .tail_call.map = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state),
12542                                         .tail_call.key = bpf_map_key_immediate(aux),
12543                                         .insn_idx = i + delta,
12544                                 };
12545
12546                                 ret = bpf_jit_add_poke_descriptor(prog, &desc);
12547                                 if (ret < 0) {
12548                                         verbose(env, "adding tail call poke descriptor failed\n");
12549                                         return ret;
12550                                 }
12551
12552                                 insn->imm = ret + 1;
12553                                 continue;
12554                         }
12555
12556                         if (!bpf_map_ptr_unpriv(aux))
12557                                 continue;
12558
12559                         /* instead of changing every JIT dealing with tail_call
12560                          * emit two extra insns:
12561                          * if (index >= max_entries) goto out;
12562                          * index &= array->index_mask;
12563                          * to avoid out-of-bounds cpu speculation
12564                          */
12565                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux)) {
12566                                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
12567                                 return -EINVAL;
12568                         }
12569
12570                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
12571                         insn_buf[0] = BPF_JMP_IMM(BPF_JGE, BPF_REG_3,
12572                                                   map_ptr->max_entries, 2);
12573                         insn_buf[1] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, BPF_REG_3,
12574                                                     container_of(map_ptr,
12575                                                                  struct bpf_array,
12576                                                                  map)->index_mask);
12577                         insn_buf[2] = *insn;
12578                         cnt = 3;
12579                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
12580                         if (!new_prog)
12581                                 return -ENOMEM;
12582
12583                         delta    += cnt - 1;
12584                         env->prog = prog = new_prog;
12585                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
12586                         continue;
12587                 }
12588
12589                 /* BPF_EMIT_CALL() assumptions in some of the map_gen_lookup
12590                  * and other inlining handlers are currently limited to 64 bit
12591                  * only.
12592                  */
12593                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
12594                     (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem ||
12595                      insn->imm == BPF_FUNC_map_update_elem ||
12596                      insn->imm == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
12597                      insn->imm == BPF_FUNC_map_push_elem   ||
12598                      insn->imm == BPF_FUNC_map_pop_elem    ||
12599                      insn->imm == BPF_FUNC_map_peek_elem   ||
12600                      insn->imm == BPF_FUNC_redirect_map)) {
12601                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
12602                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux))
12603                                 goto patch_call_imm;
12604
12605                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
12606                         ops = map_ptr->ops;
12607                         if (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
12608                             ops->map_gen_lookup) {
12609                                 cnt = ops->map_gen_lookup(map_ptr, insn_buf);
12610                                 if (cnt == -EOPNOTSUPP)
12611                                         goto patch_map_ops_generic;
12612                                 if (cnt <= 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
12613                                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
12614                                         return -EINVAL;
12615                                 }
12616
12617                                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta,
12618                                                                insn_buf, cnt);
12619                                 if (!new_prog)
12620                                         return -ENOMEM;
12621
12622                                 delta    += cnt - 1;
12623                                 env->prog = prog = new_prog;
12624                                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
12625                                 continue;
12626                         }
12627
12628                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_elem,
12629                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
12630                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_delete_elem,
12631                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
12632                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_update_elem,
12633                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
12634                                               u64 flags))NULL));
12635                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_push_elem,
12636                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *value,
12637                                               u64 flags))NULL));
12638                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_pop_elem,
12639                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
12640                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_peek_elem,
12641                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
12642                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_redirect,
12643                                      (int (*)(struct bpf_map *map, u32 ifindex, u64 flags))NULL));
12644
12645 patch_map_ops_generic:
12646                         switch (insn->imm) {
12647                         case BPF_FUNC_map_lookup_elem:
12648                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_lookup_elem) -
12649                                             __bpf_call_base;
12650                                 continue;
12651                         case BPF_FUNC_map_update_elem:
12652                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_update_elem) -
12653                                             __bpf_call_base;
12654                                 continue;
12655                         case BPF_FUNC_map_delete_elem:
12656                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_delete_elem) -
12657                                             __bpf_call_base;
12658                                 continue;
12659                         case BPF_FUNC_map_push_elem:
12660                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_push_elem) -
12661                                             __bpf_call_base;
12662                                 continue;
12663                         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
12664                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_pop_elem) -
12665                                             __bpf_call_base;
12666                                 continue;
12667                         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
12668                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_peek_elem) -
12669                                             __bpf_call_base;
12670                                 continue;
12671                         case BPF_FUNC_redirect_map:
12672                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_redirect) -
12673                                             __bpf_call_base;
12674                                 continue;
12675                         }
12676
12677                         goto patch_call_imm;
12678                 }
12679
12680                 /* Implement bpf_jiffies64 inline. */
12681                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
12682                     insn->imm == BPF_FUNC_jiffies64) {
12683                         struct bpf_insn ld_jiffies_addr[2] = {
12684                                 BPF_LD_IMM64(BPF_REG_0,
12685                                              (unsigned long)&jiffies),
12686                         };
12687
12688                         insn_buf[0] = ld_jiffies_addr[0];
12689                         insn_buf[1] = ld_jiffies_addr[1];
12690                         insn_buf[2] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0,
12691                                                   BPF_REG_0, 0);
12692                         cnt = 3;
12693
12694                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf,
12695                                                        cnt);
12696                         if (!new_prog)
12697                                 return -ENOMEM;
12698
12699                         delta    += cnt - 1;
12700                         env->prog = prog = new_prog;
12701                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
12702                         continue;
12703                 }
12704
12705 patch_call_imm:
12706                 fn = env->ops->get_func_proto(insn->imm, env->prog);
12707                 /* all functions that have prototype and verifier allowed
12708                  * programs to call them, must be real in-kernel functions
12709                  */
12710                 if (!fn->func) {
12711                         verbose(env,
12712                                 "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
12713                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
12714                         return -EFAULT;
12715                 }
12716                 insn->imm = fn->func - __bpf_call_base;
12717         }
12718
12719         /* Since poke tab is now finalized, publish aux to tracker. */
12720         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
12721                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
12722                 if (!map_ptr->ops->map_poke_track ||
12723                     !map_ptr->ops->map_poke_untrack ||
12724                     !map_ptr->ops->map_poke_run) {
12725                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
12726                         return -EINVAL;
12727                 }
12728
12729                 ret = map_ptr->ops->map_poke_track(map_ptr, prog->aux);
12730                 if (ret < 0) {
12731                         verbose(env, "tracking tail call prog failed\n");
12732                         return ret;
12733                 }
12734         }
12735
12736         sort_kfunc_descs_by_imm(env->prog);
12737
12738         return 0;
12739 }
12740
12741 static void free_states(struct bpf_verifier_env *env)
12742 {
12743         struct bpf_verifier_state_list *sl, *sln;
12744         int i;
12745
12746         sl = env->free_list;
12747         while (sl) {
12748                 sln = sl->next;
12749                 free_verifier_state(&sl->state, false);
12750                 kfree(sl);
12751                 sl = sln;
12752         }
12753         env->free_list = NULL;
12754
12755         if (!env->explored_states)
12756                 return;
12757
12758         for (i = 0; i < state_htab_size(env); i++) {
12759                 sl = env->explored_states[i];
12760
12761                 while (sl) {
12762                         sln = sl->next;
12763                         free_verifier_state(&sl->state, false);
12764                         kfree(sl);
12765                         sl = sln;
12766                 }
12767                 env->explored_states[i] = NULL;
12768         }
12769 }
12770
12771 /* The verifier is using insn_aux_data[] to store temporary data during
12772  * verification and to store information for passes that run after the
12773  * verification like dead code sanitization. do_check_common() for subprogram N
12774  * may analyze many other subprograms. sanitize_insn_aux_data() clears all
12775  * temporary data after do_check_common() finds that subprogram N cannot be
12776  * verified independently. pass_cnt counts the number of times
12777  * do_check_common() was run and insn->aux->seen tells the pass number
12778  * insn_aux_data was touched. These variables are compared to clear temporary
12779  * data from failed pass. For testing and experiments do_check_common() can be
12780  * run multiple times even when prior attempt to verify is unsuccessful.
12781  *
12782  * Note that special handling is needed on !env->bypass_spec_v1 if this is
12783  * ever called outside of error path with subsequent program rejection.
12784  */
12785 static void sanitize_insn_aux_data(struct bpf_verifier_env *env)
12786 {
12787         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
12788         struct bpf_insn_aux_data *aux;
12789         int i, class;
12790
12791         for (i = 0; i < env->prog->len; i++) {
12792                 class = BPF_CLASS(insn[i].code);
12793                 if (class != BPF_LDX && class != BPF_STX)
12794                         continue;
12795                 aux = &env->insn_aux_data[i];
12796                 if (aux->seen != env->pass_cnt)
12797                         continue;
12798                 memset(aux, 0, offsetof(typeof(*aux), orig_idx));
12799         }
12800 }
12801
12802 static int do_check_common(struct bpf_verifier_env *env, int subprog)
12803 {
12804         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
12805         struct bpf_verifier_state *state;
12806         struct bpf_reg_state *regs;
12807         int ret, i;
12808
12809         env->prev_linfo = NULL;
12810         env->pass_cnt++;
12811
12812         state = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state), GFP_KERNEL);
12813         if (!state)
12814                 return -ENOMEM;
12815         state->curframe = 0;
12816         state->speculative = false;
12817         state->branches = 1;
12818         state->frame[0] = kzalloc(sizeof(struct bpf_func_state), GFP_KERNEL);
12819         if (!state->frame[0]) {
12820                 kfree(state);
12821                 return -ENOMEM;
12822         }
12823         env->cur_state = state;
12824         init_func_state(env, state->frame[0],
12825                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
12826                         0 /* frameno */,
12827                         subprog);
12828
12829         regs = state->frame[state->curframe]->regs;
12830         if (subprog || env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
12831                 ret = btf_prepare_func_args(env, subprog, regs);
12832                 if (ret)
12833                         goto out;
12834                 for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++) {
12835                         if (regs[i].type == PTR_TO_CTX)
12836                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
12837                         else if (regs[i].type == SCALAR_VALUE)
12838                                 mark_reg_unknown(env, regs, i);
12839                         else if (regs[i].type == PTR_TO_MEM_OR_NULL) {
12840                                 const u32 mem_size = regs[i].mem_size;
12841
12842                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
12843                                 regs[i].mem_size = mem_size;
12844                                 regs[i].id = ++env->id_gen;
12845                         }
12846                 }
12847         } else {
12848                 /* 1st arg to a function */
12849                 regs[BPF_REG_1].type = PTR_TO_CTX;
12850                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_1);
12851                 ret = btf_check_subprog_arg_match(env, subprog, regs);
12852                 if (ret == -EFAULT)
12853                         /* unlikely verifier bug. abort.
12854                          * ret == 0 and ret < 0 are sadly acceptable for
12855                          * main() function due to backward compatibility.
12856                          * Like socket filter program may be written as:
12857                          * int bpf_prog(struct pt_regs *ctx)
12858                          * and never dereference that ctx in the program.
12859                          * 'struct pt_regs' is a type mismatch for socket
12860                          * filter that should be using 'struct __sk_buff'.
12861                          */
12862                         goto out;
12863         }
12864
12865         ret = do_check(env);
12866 out:
12867         /* check for NULL is necessary, since cur_state can be freed inside
12868          * do_check() under memory pressure.
12869          */
12870         if (env->cur_state) {
12871                 free_verifier_state(env->cur_state, true);
12872                 env->cur_state = NULL;
12873         }
12874         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
12875         if (!ret && pop_log)
12876                 bpf_vlog_reset(&env->log, 0);
12877         free_states(env);
12878         if (ret)
12879                 /* clean aux data in case subprog was rejected */
12880                 sanitize_insn_aux_data(env);
12881         return ret;
12882 }
12883
12884 /* Verify all global functions in a BPF program one by one based on their BTF.
12885  * All global functions must pass verification. Otherwise the whole program is rejected.
12886  * Consider:
12887  * int bar(int);
12888  * int foo(int f)
12889  * {
12890  *    return bar(f);
12891  * }
12892  * int bar(int b)
12893  * {
12894  *    ...
12895  * }
12896  * foo() will be verified first for R1=any_scalar_value. During verification it
12897  * will be assumed that bar() already verified successfully and call to bar()
12898  * from foo() will be checked for type match only. Later bar() will be verified
12899  * independently to check that it's safe for R1=any_scalar_value.
12900  */
12901 static int do_check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
12902 {
12903         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
12904         int i, ret;
12905
12906         if (!aux->func_info)
12907                 return 0;
12908
12909         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
12910                 if (aux->func_info_aux[i].linkage != BTF_FUNC_GLOBAL)
12911                         continue;
12912                 env->insn_idx = env->subprog_info[i].start;
12913                 WARN_ON_ONCE(env->insn_idx == 0);
12914                 ret = do_check_common(env, i);
12915                 if (ret) {
12916                         return ret;
12917                 } else if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
12918                         verbose(env,
12919                                 "Func#%d is safe for any args that match its prototype\n",
12920                                 i);
12921                 }
12922         }
12923         return 0;
12924 }
12925
12926 static int do_check_main(struct bpf_verifier_env *env)
12927 {
12928         int ret;
12929
12930         env->insn_idx = 0;
12931         ret = do_check_common(env, 0);
12932         if (!ret)
12933                 env->prog->aux->stack_depth = env->subprog_info[0].stack_depth;
12934         return ret;
12935 }
12936
12937
12938 static void print_verification_stats(struct bpf_verifier_env *env)
12939 {
12940         int i;
12941
12942         if (env->log.level & BPF_LOG_STATS) {
12943                 verbose(env, "verification time %lld usec\n",
12944                         div_u64(env->verification_time, 1000));
12945                 verbose(env, "stack depth ");
12946                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
12947                         u32 depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
12948
12949                         verbose(env, "%d", depth);
12950                         if (i + 1 < env->subprog_cnt)
12951                                 verbose(env, "+");
12952                 }
12953                 verbose(env, "\n");
12954         }
12955         verbose(env, "processed %d insns (limit %d) max_states_per_insn %d "
12956                 "total_states %d peak_states %d mark_read %d\n",
12957                 env->insn_processed, BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS,
12958                 env->max_states_per_insn, env->total_states,
12959                 env->peak_states, env->longest_mark_read_walk);
12960 }
12961
12962 static int check_struct_ops_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
12963 {
12964         const struct btf_type *t, *func_proto;
12965         const struct bpf_struct_ops *st_ops;
12966         const struct btf_member *member;
12967         struct bpf_prog *prog = env->prog;
12968         u32 btf_id, member_idx;
12969         const char *mname;
12970
12971         if (!prog->gpl_compatible) {
12972                 verbose(env, "struct ops programs must have a GPL compatible license\n");
12973                 return -EINVAL;
12974         }
12975
12976         btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
12977         st_ops = bpf_struct_ops_find(btf_id);
12978         if (!st_ops) {
12979                 verbose(env, "attach_btf_id %u is not a supported struct\n",
12980                         btf_id);
12981                 return -ENOTSUPP;
12982         }
12983
12984         t = st_ops->type;
12985         member_idx = prog->expected_attach_type;
12986         if (member_idx >= btf_type_vlen(t)) {
12987                 verbose(env, "attach to invalid member idx %u of struct %s\n",
12988                         member_idx, st_ops->name);
12989                 return -EINVAL;
12990         }
12991
12992         member = &btf_type_member(t)[member_idx];
12993         mname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, member->name_off);
12994         func_proto = btf_type_resolve_func_ptr(btf_vmlinux, member->type,
12995                                                NULL);
12996         if (!func_proto) {
12997                 verbose(env, "attach to invalid member %s(@idx %u) of struct %s\n",
12998                         mname, member_idx, st_ops->name);
12999                 return -EINVAL;
13000         }
13001
13002         if (st_ops->check_member) {
13003                 int err = st_ops->check_member(t, member);
13004
13005                 if (err) {
13006                         verbose(env, "attach to unsupported member %s of struct %s\n",
13007                                 mname, st_ops->name);
13008                         return err;
13009                 }
13010         }
13011
13012         prog->aux->attach_func_proto = func_proto;
13013         prog->aux->attach_func_name = mname;
13014         env->ops = st_ops->verifier_ops;
13015
13016         return 0;
13017 }
13018 #define SECURITY_PREFIX "security_"
13019
13020 static int check_attach_modify_return(unsigned long addr, const char *func_name)
13021 {
13022         if (within_error_injection_list(addr) ||
13023             !strncmp(SECURITY_PREFIX, func_name, sizeof(SECURITY_PREFIX) - 1))
13024                 return 0;
13025
13026         return -EINVAL;
13027 }
13028
13029 /* list of non-sleepable functions that are otherwise on
13030  * ALLOW_ERROR_INJECTION list
13031  */
13032 BTF_SET_START(btf_non_sleepable_error_inject)
13033 /* Three functions below can be called from sleepable and non-sleepable context.
13034  * Assume non-sleepable from bpf safety point of view.
13035  */
13036 BTF_ID(func, __add_to_page_cache_locked)
13037 BTF_ID(func, should_fail_alloc_page)
13038 BTF_ID(func, should_failslab)
13039 BTF_SET_END(btf_non_sleepable_error_inject)
13040
13041 static int check_non_sleepable_error_inject(u32 btf_id)
13042 {
13043         return btf_id_set_contains(&btf_non_sleepable_error_inject, btf_id);
13044 }
13045
13046 int bpf_check_attach_target(struct bpf_verifier_log *log,
13047                             const struct bpf_prog *prog,
13048                             const struct bpf_prog *tgt_prog,
13049                             u32 btf_id,
13050                             struct bpf_attach_target_info *tgt_info)
13051 {
13052         bool prog_extension = prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT;
13053         const char prefix[] = "btf_trace_";
13054         int ret = 0, subprog = -1, i;
13055         const struct btf_type *t;
13056         bool conservative = true;
13057         const char *tname;
13058         struct btf *btf;
13059         long addr = 0;
13060
13061         if (!btf_id) {
13062                 bpf_log(log, "Tracing programs must provide btf_id\n");
13063                 return -EINVAL;
13064         }
13065         btf = tgt_prog ? tgt_prog->aux->btf : prog->aux->attach_btf;
13066         if (!btf) {
13067                 bpf_log(log,
13068                         "FENTRY/FEXIT program can only be attached to another program annotated with BTF\n");
13069                 return -EINVAL;
13070         }
13071         t = btf_type_by_id(btf, btf_id);
13072         if (!t) {
13073                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u is invalid\n", btf_id);
13074                 return -EINVAL;
13075         }
13076         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
13077         if (!tname) {
13078                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u doesn't have a name\n", btf_id);
13079                 return -EINVAL;
13080         }
13081         if (tgt_prog) {
13082                 struct bpf_prog_aux *aux = tgt_prog->aux;
13083
13084                 for (i = 0; i < aux->func_info_cnt; i++)
13085                         if (aux->func_info[i].type_id == btf_id) {
13086                                 subprog = i;
13087                                 break;
13088                         }
13089                 if (subprog == -1) {
13090                         bpf_log(log, "Subprog %s doesn't exist\n", tname);
13091                         return -EINVAL;
13092                 }
13093                 conservative = aux->func_info_aux[subprog].unreliable;
13094                 if (prog_extension) {
13095                         if (conservative) {
13096                                 bpf_log(log,
13097                                         "Cannot replace static functions\n");
13098                                 return -EINVAL;
13099                         }
13100                         if (!prog->jit_requested) {
13101                                 bpf_log(log,
13102                                         "Extension programs should be JITed\n");
13103                                 return -EINVAL;
13104                         }
13105                 }
13106                 if (!tgt_prog->jited) {
13107                         bpf_log(log, "Can attach to only JITed progs\n");
13108                         return -EINVAL;
13109                 }
13110                 if (tgt_prog->type == prog->type) {
13111                         /* Cannot fentry/fexit another fentry/fexit program.
13112                          * Cannot attach program extension to another extension.
13113                          * It's ok to attach fentry/fexit to extension program.
13114                          */
13115                         bpf_log(log, "Cannot recursively attach\n");
13116                         return -EINVAL;
13117                 }
13118                 if (tgt_prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
13119                     prog_extension &&
13120                     (tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FENTRY ||
13121                      tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FEXIT)) {
13122                         /* Program extensions can extend all program types
13123                          * except fentry/fexit. The reason is the following.
13124                          * The fentry/fexit programs are used for performance
13125                          * analysis, stats and can be attached to any program
13126                          * type except themselves. When extension program is
13127                          * replacing XDP function it is necessary to allow
13128                          * performance analysis of all functions. Both original
13129                          * XDP program and its program extension. Hence
13130                          * attaching fentry/fexit to BPF_PROG_TYPE_EXT is
13131                          * allowed. If extending of fentry/fexit was allowed it
13132                          * would be possible to create long call chain
13133                          * fentry->extension->fentry->extension beyond
13134                          * reasonable stack size. Hence extending fentry is not
13135                          * allowed.
13136                          */
13137                         bpf_log(log, "Cannot extend fentry/fexit\n");
13138                         return -EINVAL;
13139                 }
13140         } else {
13141                 if (prog_extension) {
13142                         bpf_log(log, "Cannot replace kernel functions\n");
13143                         return -EINVAL;
13144                 }
13145         }
13146
13147         switch (prog->expected_attach_type) {
13148         case BPF_TRACE_RAW_TP:
13149                 if (tgt_prog) {
13150                         bpf_log(log,
13151                                 "Only FENTRY/FEXIT progs are attachable to another BPF prog\n");
13152                         return -EINVAL;
13153                 }
13154                 if (!btf_type_is_typedef(t)) {
13155                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a typedef\n",
13156                                 btf_id);
13157                         return -EINVAL;
13158                 }
13159                 if (strncmp(prefix, tname, sizeof(prefix) - 1)) {
13160                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u points to wrong type name %s\n",
13161                                 btf_id, tname);
13162                         return -EINVAL;
13163                 }
13164                 tname += sizeof(prefix) - 1;
13165                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
13166                 if (!btf_type_is_ptr(t))
13167                         /* should never happen in valid vmlinux build */
13168                         return -EINVAL;
13169                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
13170                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
13171                         /* should never happen in valid vmlinux build */
13172                         return -EINVAL;
13173
13174                 break;
13175         case BPF_TRACE_ITER:
13176                 if (!btf_type_is_func(t)) {
13177                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
13178                                 btf_id);
13179                         return -EINVAL;
13180                 }
13181                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
13182                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
13183                         return -EINVAL;
13184                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
13185                 if (ret)
13186                         return ret;
13187                 break;
13188         default:
13189                 if (!prog_extension)
13190                         return -EINVAL;
13191                 fallthrough;
13192         case BPF_MODIFY_RETURN:
13193         case BPF_LSM_MAC:
13194         case BPF_TRACE_FENTRY:
13195         case BPF_TRACE_FEXIT:
13196                 if (!btf_type_is_func(t)) {
13197                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
13198                                 btf_id);
13199                         return -EINVAL;
13200                 }
13201                 if (prog_extension &&
13202                     btf_check_type_match(log, prog, btf, t))
13203                         return -EINVAL;
13204                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
13205                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
13206                         return -EINVAL;
13207
13208                 if ((prog->aux->saved_dst_prog_type || prog->aux->saved_dst_attach_type) &&
13209                     (!tgt_prog || prog->aux->saved_dst_prog_type != tgt_prog->type ||
13210                      prog->aux->saved_dst_attach_type != tgt_prog->expected_attach_type))
13211                         return -EINVAL;
13212
13213                 if (tgt_prog && conservative)
13214                         t = NULL;
13215
13216                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
13217                 if (ret < 0)
13218                         return ret;
13219
13220                 if (tgt_prog) {
13221                         if (subprog == 0)
13222                                 addr = (long) tgt_prog->bpf_func;
13223                         else
13224                                 addr = (long) tgt_prog->aux->func[subprog]->bpf_func;
13225                 } else {
13226                         addr = kallsyms_lookup_name(tname);
13227                         if (!addr) {
13228                                 bpf_log(log,
13229                                         "The address of function %s cannot be found\n",
13230                                         tname);
13231                                 return -ENOENT;
13232                         }
13233                 }
13234
13235                 if (prog->aux->sleepable) {
13236                         ret = -EINVAL;
13237                         switch (prog->type) {
13238                         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
13239                                 /* fentry/fexit/fmod_ret progs can be sleepable only if they are
13240                                  * attached to ALLOW_ERROR_INJECTION and are not in denylist.
13241                                  */
13242                                 if (!check_non_sleepable_error_inject(btf_id) &&
13243                                     within_error_injection_list(addr))
13244                                         ret = 0;
13245                                 break;
13246                         case BPF_PROG_TYPE_LSM:
13247                                 /* LSM progs check that they are attached to bpf_lsm_*() funcs.
13248                                  * Only some of them are sleepable.
13249                                  */
13250                                 if (bpf_lsm_is_sleepable_hook(btf_id))
13251                                         ret = 0;
13252                                 break;
13253                         default:
13254                                 break;
13255                         }
13256                         if (ret) {
13257                                 bpf_log(log, "%s is not sleepable\n", tname);
13258                                 return ret;
13259                         }
13260                 } else if (prog->expected_attach_type == BPF_MODIFY_RETURN) {
13261                         if (tgt_prog) {
13262                                 bpf_log(log, "can't modify return codes of BPF programs\n");
13263                                 return -EINVAL;
13264                         }
13265                         ret = check_attach_modify_return(addr, tname);
13266                         if (ret) {
13267                                 bpf_log(log, "%s() is not modifiable\n", tname);
13268                                 return ret;
13269                         }
13270                 }
13271
13272                 break;
13273         }
13274         tgt_info->tgt_addr = addr;
13275         tgt_info->tgt_name = tname;
13276         tgt_info->tgt_type = t;
13277         return 0;
13278 }
13279
13280 BTF_SET_START(btf_id_deny)
13281 BTF_ID_UNUSED
13282 #ifdef CONFIG_SMP
13283 BTF_ID(func, migrate_disable)
13284 BTF_ID(func, migrate_enable)
13285 #endif
13286 #if !defined CONFIG_PREEMPT_RCU && !defined CONFIG_TINY_RCU
13287 BTF_ID(func, rcu_read_unlock_strict)
13288 #endif
13289 BTF_SET_END(btf_id_deny)
13290
13291 static int check_attach_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
13292 {
13293         struct bpf_prog *prog = env->prog;
13294         struct bpf_prog *tgt_prog = prog->aux->dst_prog;
13295         struct bpf_attach_target_info tgt_info = {};
13296         u32 btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
13297         struct bpf_trampoline *tr;
13298         int ret;
13299         u64 key;
13300
13301         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_SYSCALL) {
13302                 if (prog->aux->sleepable)
13303                         /* attach_btf_id checked to be zero already */
13304                         return 0;
13305                 verbose(env, "Syscall programs can only be sleepable\n");
13306                 return -EINVAL;
13307         }
13308
13309         if (prog->aux->sleepable && prog->type != BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
13310             prog->type != BPF_PROG_TYPE_LSM) {
13311                 verbose(env, "Only fentry/fexit/fmod_ret and lsm programs can be sleepable\n");
13312                 return -EINVAL;
13313         }
13314
13315         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS)
13316                 return check_struct_ops_btf_id(env);
13317
13318         if (prog->type != BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
13319             prog->type != BPF_PROG_TYPE_LSM &&
13320             prog->type != BPF_PROG_TYPE_EXT)
13321                 return 0;
13322
13323         ret = bpf_check_attach_target(&env->log, prog, tgt_prog, btf_id, &tgt_info);
13324         if (ret)
13325                 return ret;
13326
13327         if (tgt_prog && prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
13328                 /* to make freplace equivalent to their targets, they need to
13329                  * inherit env->ops and expected_attach_type for the rest of the
13330                  * verification
13331                  */
13332                 env->ops = bpf_verifier_ops[tgt_prog->type];
13333                 prog->expected_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
13334         }
13335
13336         /* store info about the attachment target that will be used later */
13337         prog->aux->attach_func_proto = tgt_info.tgt_type;
13338         prog->aux->attach_func_name = tgt_info.tgt_name;
13339
13340         if (tgt_prog) {
13341                 prog->aux->saved_dst_prog_type = tgt_prog->type;
13342                 prog->aux->saved_dst_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
13343         }
13344
13345         if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_RAW_TP) {
13346                 prog->aux->attach_btf_trace = true;
13347                 return 0;
13348         } else if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_ITER) {
13349                 if (!bpf_iter_prog_supported(prog))
13350                         return -EINVAL;
13351                 return 0;
13352         }
13353
13354         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_LSM) {
13355                 ret = bpf_lsm_verify_prog(&env->log, prog);
13356                 if (ret < 0)
13357                         return ret;
13358         } else if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
13359                    btf_id_set_contains(&btf_id_deny, btf_id)) {
13360                 return -EINVAL;
13361         }
13362
13363         key = bpf_trampoline_compute_key(tgt_prog, prog->aux->attach_btf, btf_id);
13364         tr = bpf_trampoline_get(key, &tgt_info);
13365         if (!tr)
13366                 return -ENOMEM;
13367
13368         prog->aux->dst_trampoline = tr;
13369         return 0;
13370 }
13371
13372 struct btf *bpf_get_btf_vmlinux(void)
13373 {
13374         if (!btf_vmlinux && IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_INFO_BTF)) {
13375                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
13376                 if (!btf_vmlinux)
13377                         btf_vmlinux = btf_parse_vmlinux();
13378                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
13379         }
13380         return btf_vmlinux;
13381 }
13382
13383 int bpf_check(struct bpf_prog **prog, union bpf_attr *attr, bpfptr_t uattr)
13384 {
13385         u64 start_time = ktime_get_ns();
13386         struct bpf_verifier_env *env;
13387         struct bpf_verifier_log *log;
13388         int i, len, ret = -EINVAL;
13389         bool is_priv;
13390
13391         /* no program is valid */
13392         if (ARRAY_SIZE(bpf_verifier_ops) == 0)
13393                 return -EINVAL;
13394
13395         /* 'struct bpf_verifier_env' can be global, but since it's not small,
13396          * allocate/free it every time bpf_check() is called
13397          */
13398         env = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_env), GFP_KERNEL);
13399         if (!env)
13400                 return -ENOMEM;
13401         log = &env->log;
13402
13403         len = (*prog)->len;
13404         env->insn_aux_data =
13405                 vzalloc(array_size(sizeof(struct bpf_insn_aux_data), len));
13406         ret = -ENOMEM;
13407         if (!env->insn_aux_data)
13408                 goto err_free_env;
13409         for (i = 0; i < len; i++)
13410                 env->insn_aux_data[i].orig_idx = i;
13411         env->prog = *prog;
13412         env->ops = bpf_verifier_ops[env->prog->type];
13413         env->fd_array = make_bpfptr(attr->fd_array, uattr.is_kernel);
13414         is_priv = bpf_capable();
13415
13416         bpf_get_btf_vmlinux();
13417
13418         /* grab the mutex to protect few globals used by verifier */
13419         if (!is_priv)
13420                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
13421
13422         if (attr->log_level || attr->log_buf || attr->log_size) {
13423                 /* user requested verbose verifier output
13424                  * and supplied buffer to store the verification trace
13425                  */
13426                 log->level = attr->log_level;
13427                 log->ubuf = (char __user *) (unsigned long) attr->log_buf;
13428                 log->len_total = attr->log_size;
13429
13430                 ret = -EINVAL;
13431                 /* log attributes have to be sane */
13432                 if (log->len_total < 128 || log->len_total > UINT_MAX >> 2 ||
13433                     !log->level || !log->ubuf || log->level & ~BPF_LOG_MASK)
13434                         goto err_unlock;
13435         }
13436
13437         if (IS_ERR(btf_vmlinux)) {
13438                 /* Either gcc or pahole or kernel are broken. */
13439                 verbose(env, "in-kernel BTF is malformed\n");
13440                 ret = PTR_ERR(btf_vmlinux);
13441                 goto skip_full_check;
13442         }
13443
13444         env->strict_alignment = !!(attr->prog_flags & BPF_F_STRICT_ALIGNMENT);
13445         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS))
13446                 env->strict_alignment = true;
13447         if (attr->prog_flags & BPF_F_ANY_ALIGNMENT)
13448                 env->strict_alignment = false;
13449
13450         env->allow_ptr_leaks = bpf_allow_ptr_leaks();
13451         env->allow_uninit_stack = bpf_allow_uninit_stack();
13452         env->allow_ptr_to_map_access = bpf_allow_ptr_to_map_access();
13453         env->bypass_spec_v1 = bpf_bypass_spec_v1();
13454         env->bypass_spec_v4 = bpf_bypass_spec_v4();
13455         env->bpf_capable = bpf_capable();
13456
13457         if (is_priv)
13458                 env->test_state_freq = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_STATE_FREQ;
13459
13460         env->explored_states = kvcalloc(state_htab_size(env),
13461                                        sizeof(struct bpf_verifier_state_list *),
13462                                        GFP_USER);
13463         ret = -ENOMEM;
13464         if (!env->explored_states)
13465                 goto skip_full_check;
13466
13467         ret = add_subprog_and_kfunc(env);
13468         if (ret < 0)
13469                 goto skip_full_check;
13470
13471         ret = check_subprogs(env);
13472         if (ret < 0)
13473                 goto skip_full_check;
13474
13475         ret = check_btf_info(env, attr, uattr);
13476         if (ret < 0)
13477                 goto skip_full_check;
13478
13479         ret = check_attach_btf_id(env);
13480         if (ret)
13481                 goto skip_full_check;
13482
13483         ret = resolve_pseudo_ldimm64(env);
13484         if (ret < 0)
13485                 goto skip_full_check;
13486
13487         if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
13488                 ret = bpf_prog_offload_verifier_prep(env->prog);
13489                 if (ret)
13490                         goto skip_full_check;
13491         }
13492
13493         ret = check_cfg(env);
13494         if (ret < 0)
13495                 goto skip_full_check;
13496
13497         ret = do_check_subprogs(env);
13498         ret = ret ?: do_check_main(env);
13499
13500         if (ret == 0 && bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
13501                 ret = bpf_prog_offload_finalize(env);
13502
13503 skip_full_check:
13504         kvfree(env->explored_states);
13505
13506         if (ret == 0)
13507                 ret = check_max_stack_depth(env);
13508
13509         /* instruction rewrites happen after this point */
13510         if (is_priv) {
13511                 if (ret == 0)
13512                         opt_hard_wire_dead_code_branches(env);
13513                 if (ret == 0)
13514                         ret = opt_remove_dead_code(env);
13515                 if (ret == 0)
13516                         ret = opt_remove_nops(env);
13517         } else {
13518                 if (ret == 0)
13519                         sanitize_dead_code(env);
13520         }
13521
13522         if (ret == 0)
13523                 /* program is valid, convert *(u32*)(ctx + off) accesses */
13524                 ret = convert_ctx_accesses(env);
13525
13526         if (ret == 0)
13527                 ret = do_misc_fixups(env);
13528
13529         /* do 32-bit optimization after insn patching has done so those patched
13530          * insns could be handled correctly.
13531          */
13532         if (ret == 0 && !bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
13533                 ret = opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(env, attr);
13534                 env->prog->aux->verifier_zext = bpf_jit_needs_zext() ? !ret
13535                                                                      : false;
13536         }
13537
13538         if (ret == 0)
13539                 ret = fixup_call_args(env);
13540
13541         env->verification_time = ktime_get_ns() - start_time;
13542         print_verification_stats(env);
13543
13544         if (log->level && bpf_verifier_log_full(log))
13545                 ret = -ENOSPC;
13546         if (log->level && !log->ubuf) {
13547                 ret = -EFAULT;
13548                 goto err_release_maps;
13549         }
13550
13551         if (ret)
13552                 goto err_release_maps;
13553
13554         if (env->used_map_cnt) {
13555                 /* if program passed verifier, update used_maps in bpf_prog_info */
13556                 env->prog->aux->used_maps = kmalloc_array(env->used_map_cnt,
13557                                                           sizeof(env->used_maps[0]),
13558                                                           GFP_KERNEL);
13559
13560                 if (!env->prog->aux->used_maps) {
13561                         ret = -ENOMEM;
13562                         goto err_release_maps;
13563                 }
13564
13565                 memcpy(env->prog->aux->used_maps, env->used_maps,
13566                        sizeof(env->used_maps[0]) * env->used_map_cnt);
13567                 env->prog->aux->used_map_cnt = env->used_map_cnt;
13568         }
13569         if (env->used_btf_cnt) {
13570                 /* if program passed verifier, update used_btfs in bpf_prog_aux */
13571                 env->prog->aux->used_btfs = kmalloc_array(env->used_btf_cnt,
13572                                                           sizeof(env->used_btfs[0]),
13573                                                           GFP_KERNEL);
13574                 if (!env->prog->aux->used_btfs) {
13575                         ret = -ENOMEM;
13576                         goto err_release_maps;
13577                 }
13578
13579                 memcpy(env->prog->aux->used_btfs, env->used_btfs,
13580                        sizeof(env->used_btfs[0]) * env->used_btf_cnt);
13581                 env->prog->aux->used_btf_cnt = env->used_btf_cnt;
13582         }
13583         if (env->used_map_cnt || env->used_btf_cnt) {
13584                 /* program is valid. Convert pseudo bpf_ld_imm64 into generic
13585                  * bpf_ld_imm64 instructions
13586                  */
13587                 convert_pseudo_ld_imm64(env);
13588         }
13589
13590         adjust_btf_func(env);
13591
13592 err_release_maps:
13593         if (!env->prog->aux->used_maps)
13594                 /* if we didn't copy map pointers into bpf_prog_info, release
13595                  * them now. Otherwise free_used_maps() will release them.
13596                  */
13597                 release_maps(env);
13598         if (!env->prog->aux->used_btfs)
13599                 release_btfs(env);
13600
13601         /* extension progs temporarily inherit the attach_type of their targets
13602            for verification purposes, so set it back to zero before returning
13603          */
13604         if (env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT)
13605                 env->prog->expected_attach_type = 0;
13606
13607         *prog = env->prog;
13608 err_unlock:
13609         if (!is_priv)
13610                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
13611         vfree(env->insn_aux_data);
13612 err_free_env:
13613         kfree(env);
13614         return ret;
13615 }